臂架振动位移测量方法、系统及包含其的混凝土泵车技术方案

本发明专利技术公开了一种臂架振动位移测量方法、系统及包含其的混凝土泵车。该臂架振动位移测量方法包括：在臂架上设置标识；采集标识在不同时刻的图像；以及根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移。从而实现简单、快速、非接触的实时高精度振动位移测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量
，具体地，涉及一种臂架振动位移测量方法、系统及包含其的混凝土泵车。
技术介绍
臂架系统作为混凝土泵车的布料装置，承担着将混凝土不断地输送至浇注位置的重任。随着市场对大型泵车的需求日益增多，泵车臂架的最大垂直高度由37m、42m、47m、52m 逐渐攀升至66m、70m、72m，并且发展出Z型、R型、RZ型等折叠方式，以及三节、四节、五节、 六节等多种臂架结构形式。整个臂架系统除了承受自重载荷、工作载荷等静态载荷作用之外，工作中的各种振动、冲击激励如泵车液压系统的冲击、混凝土流经输送管的流固耦合振动、臂架运动的惯性冲击以及风载、发动机振动载荷等，都可能引发臂架系统显著的动态响应，对于臂架振动的位移、速度、加速度的测量技术已成为泵车臂架系统研究的关键。图1是示出了现有技术一的使用位移传感器测量振动位移的示意图。如图1所示，在需要测量的部位，顶一个位移传感器1，从而可以直接获取该点的位移变化。但是，这种测量方式存在着布置传感器比较困难的问题，适合低频率小范围振动位移测量。图2是示出了现有技术二的使用光纤光栅传感器测量振动位移的示意图。如图2 所示，图中机械悬臂梁2 —端固定在封装壳体3上，封装壳体3与待测的基座4连接。在测量待测目标振动时，基座4固定在振动源上，振动源与基座4同时振动，从而引起悬臂梁2 的机械振动。选取性能匹配的两个光纤光栅5，一个为传感光栅FBG1，贴装在机械悬臂梁2 的上表面上；另一个为信号解调光栅FBG2，贴装在悬臂梁2下表面的对称位置。在待测振动惯性力的作用下悬臂梁2发生机械振动，上表面应变收缩而下表面应变伸长，带动两个光纤光栅5产生周期性的应变拉伸或收缩，从而引起传感FBG的布拉格波长发生变化，通过探测传感FBG波长的变化即可实现振动的传感测量。然而，现有技术二的测量方法存在以下缺点测量范围小，设备昂贵，实时性不够好，精度较低，同时对多点进行测量实时性较差等。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种臂架振动位移测量方法、系统及包含其的混凝土泵车，以实现简单、快速、非接触的实时高精度振动位移测量。为了实现上述目的，本专利技术提供一种臂架振动位移测量方法，包括在臂架上设置标识；采集标识在不同时刻的图像；以及根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种臂架振动位移测量系统，包括标识，设置在臂架上；图像采集装置，用于采集标识在不同时刻的图像；以及图像处理装置，与图像采集装置连接，用于根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种混凝土泵车，包括上述的臂架振动位移测量系统。通过上述技术方案采集设置在臂架上的标识在不同时刻的图像，并根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移，从而实现了简单、快速、非接触的实时高精度振动位移测量。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中图1是示出了现有技术一的使用位移传感器测量振动位移的示意图2是示出了现有技术二的使用光纤光栅传感器测量振动位移的示意图3是根据本专利技术实施例的臂架振动位移测量方法的流程图4是根据本专利技术实施例的臂架振动位移测量系统的方框图5是根据本专利技术实施例的圆形标识示意图6是根据本专利技术实施例的十字标尺示意图7示出了根据本专利技术实施例的在同一臂架上设置的两个圆形标识和两个十字标尺；图8示出了根据本专利技术实施例的前一帧图像的圆形标识和十字标尺的位置；图9示出了根据本专利技术实施例的后一帧图像的圆形标识和十字标尺的位置；以及图10示出了根据本专利技术实施例的一个标识在一段时间内的位移变化。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图3是根据本专利技术实施例的臂架振动位移测量方法的流程图。如图3所示，该臂架振动位移测量方法包括S302，在臂架上设置标识；S304，采集标识在不同时刻的图像；以及S306，根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移。其中，在步骤S304中，采集标识在不同时刻的图像包括采集第一时刻的标识的图像作为参考图像，并保存参考图像；以及采集第二时刻的标识的图像作为位移图像。在步骤S306中，根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移包括获取参考图像和位移图像中的标识的图像放大系数；通过使用归一互相关算法将位移图像中的标识的图像与参考图像中的标识的图像进行匹配，得到位移图像中的标识的第一中心位置坐标和参考图像中的标识的第二中心位置坐标；根据第一中心位置坐标、第二中心位置坐标和放大系数计算臂架位移。在本实施例中，利用相机理想成像原理，可以根据下列公式获取放大系数K K = a/A,其中，a为标识在水平或垂直方向上实际长度，A为标识成像后水平或垂直方向上在图像中所占的像素大小。由于在实际成像中，图像成像有些畸变，不同位置K值有稍微的变化，所以还可以通过在每个标识邻近位置设置参考标尺来克服图像畸变带来的误差。具体地，在标识的邻近位置设置参考标尺，并在采集标识的图像的同时采集参考标尺的图像，其中，参考标尺水平或垂直方向上的大小与标识水平或垂直方向上的大小相同。这种情况下，当使用上述公式获取放大系数K时，可以使用参考标尺成像后水平或垂直方向上在图像中所占的像素大小替代标识成像后水平或垂直方向上在图像中所占的像素大小。从而提高测量的精度。并且，本实施例中的标识的数量可以为多个，分别设置在臂架的不同位置，每个标识的邻近位置均可以设置参考标尺，从而实现多点数据的同时测量。其中，位于不同位置的每个标识不同，每个标识可以为具有参考标志的圆形标识，不同位置的每个标识的参考标志指向不同的角度。另外，上述实施例中的标识可以为臂架上的固定部件。图4是根据本专利技术实施例的臂架振动位移测量系统的方框图。如图4所示，该臂架振动位移测量系统包括标识10，设置在臂架上；图像采集装置20，用于采集标识在不同时刻的图像；以及图像处理装置30，与图像采集装置连接，用于根据标识在不同时刻的图像的位置变化来计算臂架振动位移。在本实施例中，图像处理装置30还包括获取模块，用于获取参考图像和位移图像中的标识的图像放大系数，其中，参考图像为图像采集装置在第一时刻采集到的标识的图像，位移图像为图像采集装置在第二时刻采集到的标识的图像；匹配分析模块，用于通过使用归一互相关算法将位移图像中的标识的图像与参考图像中的标识的图像进行匹配，得到位移图像中的标识的第一中心位置坐标和参考图像中的标识的第二中心位置坐标；计算模块，用于根据第一中心位置坐标、第二中心位置坐标和放大系数计算臂架位移。本专利技术还提供了一种混凝土泵车，包括上述实施例中的臂架振动位移测量系统。在上述实施例中，具有参考标志的圆形标识可以如图5所示，其中参考标志为圆形标识的圆环上的一个空白点。参考标尺可以如图6所示，为标定好水平和垂直大小的十字标尺。如图7所示，当两个圆形标识设置在臂架待测位置上时，可以通过将不同位置的圆形标识旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚孝国，戴呈豪，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：