一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管，包括户外顶棚，所述户外顶棚上安装有桁架立柱。本实用新型专利技术具有结构强度高、承力能力强、精度高等优点，考虑到上述提到的问题，用鹤管垂管代替桁架Z轴的垂直升降结构，稳定性高，能有效避免用桁架小车拖动鹤管垂管产生的受大风摆动问题，利用安装在垂管两侧的红外激光检测装置和机器视觉装置检测罐口的边缘位置和罐口的中心，并将图像识别到的罐口中心坐标传给工控机，工控机分析处理坐标值然后发出指令给桁架各轴的驱动系统，控制鹤管在桁架进行XY轴的直线运动与Z轴的垂直升降，完成对接，对接完成后抽出鹤管回到初始位置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管


[0001]本技术涉及自动识别油罐车罐口并带动鹤管进行对接
，尤其涉及一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管。

技术介绍

[0002]目前，我国的石油运输仍主要依靠铁路运输，而在铁路运输中所使用油罐车的装卸难度很高，油料装卸是影响石油相关企业效益的关键环节。现如今在鹤管对位中主要有纯机械鹤管、半自动鹤管和自动鹤管三种方法。纯机械鹤管由工人拉动鹤管进行手动对位，存在的问题是工人劳动强度高，安全隐患大，对接过程中产生的有毒有害介质对人员身体产生伤害严重。半自动鹤管是在纯机械鹤管基础上，对各旋转关节进行改进，各关节采用动力驱动，操作人员对各旋转关节进行独立控制，调整鹤管到达指定位置完成对接，或在原机械结构基础上，增加一个桁架小车，桁架小车上增加电动、液压或气动等动力装置，通过手动阀的方式让小车在桁架上移动，桁架小车会带动鹤管进行对接，这种半自动鹤管对位方法由于操作人员需要随时观察罐口的位置，需要反复多次操作，才能将鹤管准确的对准在槽车罐口中心，且如果操作人员对位不准，会造成油气泄漏造成安全隐患。
[0003]当前的全自动对位鹤管主要包括对位系统、桁架小车、桁架、立柱等部分，其工作原理：罐车停靠后，首先由安装在桁架上的相机采集罐口照片，分析罐口的中心坐标，并通过工控机控制安装在桁架上的小车，桁架小车接收传来的信号后，会在桁架上进行前后左右的前进，并带动鹤管垂管移动至罐车罐口的正上方完成定位工作，后竖直升降模块驱动垂管下降与油罐车罐口进行对接，完成对位工作。这种自动对位鹤管存在的问题有在室外大风情况下，鹤管末端存在会被风吹离垂直状态的问题，垂管产生晃动从而可能引发与罐口的碰撞而产生电火花，具有非常高的安全隐患。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决上述技术问题，而提出的一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0006]一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管，包括户外顶棚，所述户外顶棚上安装有桁架立柱，所述龙门式桁架立柱主要有横梁X 轴、横梁Y轴、桁架Z轴，所述桁架Z轴上安装有鹤管垂管，所述横梁X轴、横梁Y轴上分别安装有横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构，所述横梁Y轴安装在横梁X轴上传送机构上，所述桁架Z轴安装在横梁Y轴上传送机构上，所述鹤管垂管安装在桁架Z轴的垂直升降结构上，所述鹤管垂管的两侧安装有红外激光检测装置和机器视觉装置。
[0007]优选地，所述横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架 Z轴的垂直升降结构均由伺服电机提供动力，所述梁Y轴上传送机构上的伺服电机上包裹有电机罩。
[0008]优选地，所述横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架 Z轴的垂直升降结构
通过工控机控制，所述工控机采用PLC控制。
[0009]优选地，所述横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构包括伺服电机、第一支撑板、滑块、导轨、齿轮、齿条，所述滑块在导轨上滑动，所述伺服电机、齿轮安装在滑块上，所述齿轮安装在伺服电机的输出端上，齿条安装在导轨上，所述齿轮、齿条啮合，所述第一支撑板安装在滑块上。
[0010]优选地，所述桁架Z轴的垂直升降结构主要有主要有第二支撑板、滚珠丝杠、滚珠螺母、伺服电机，所述滚珠螺母套在滚珠丝杠上且与第二支撑板滑动相抵，所述滚珠丝杠与伺服电机输出端固定连接。
[0011]优选地，所述桁架立柱的底部安装有两个对向双盏LED灯。
[0012]本技术与现有技术相比，其有益效果为：
[0013]本技术具有结构强度高、承力能力强、精度高等优点，考虑到上述提到的问题，用鹤管垂管代替桁架Z轴的垂直升降结构，稳定性高，能有效避免用桁架小车拖动鹤管垂管产生的受大风摆动问题，利用安装在垂管两侧的红外激光检测装置和机器视觉装置检测罐口的边缘位置和罐口的中心，并将图像识别到的罐口中心坐标传给工控机，工控机分析处理坐标值然后发出指令给桁架各轴的驱动系统，控制鹤管在桁架进行XY轴的直线运动与Z轴的垂直升降，完成对接，对接完成后抽出鹤管回到初始位置。
附图说明
[0014]图1是一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管的简装图；
[0015]图2是图1中A部分的放大图；
[0016]图3是图1中C部分的放大图；
[0017]图4是自动对位桁架鹤管的检测工作流程图；
[0018]图5是自动对位桁架鹤管的控制工作流程图。
[0019]图中：1户外顶棚、2桁架立柱、3横梁X轴、4对向双盏LED灯、 5油罐车、6机器视觉装置、7鹤管垂管、8红外激光检测装置、9横架、10伺服电机、11桁架Z轴、12电机罩、13横梁Y轴、14滑块、 15导轨、16齿轮、17齿条、18第一支撑板、19滚珠螺母、20第二支撑板、21滚珠丝杠。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]参照图1
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5，一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管，包括户外顶棚1，户外顶棚1上安装有桁架立柱2，龙门式桁架立柱2主要有横梁X轴3、横梁Y轴13、桁架Z轴11，桁架Z轴11上安装有鹤管垂管7，横梁X轴3、横梁Y轴13上分别安装有横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构，其中，横梁 X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构包括伺服电机10、第一支撑板 18、滑块14、导轨15、齿轮16、齿条17，滑块14在导轨15上滑动，伺服电机10、齿轮16安装在滑块14上，齿轮16安装在伺服电机10 的输出端上，齿条17安装在导轨15上，齿轮16、齿条17啮合，第一支撑板18安装在滑块14上，横梁Y轴上传送机构通过横架9安装在第一支撑板18上，桁架Z轴的垂直升降结构主要有主要有第二支撑板20、滚珠
丝杠21、滚珠螺母19、伺服电机10，滚珠螺母19套在滚珠丝杠21上且与第二支撑板20滑动相抵，滚珠丝杠21与伺服电机10输出端固定连接。
[0022]其中，横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构通过工控机控制，工控机采用PLC控制，便于更好的与横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构、红外激光检测装置8和机器视觉装置6相配合，进而更好的控制鹤管垂管7，精准与油罐车5罐口对位。
[0023]其中，横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构均由伺服电机10提供动力，梁Y轴上传送机构上的伺服电机10上包裹有电机罩12。
[0024]横梁Y轴13安装在横梁X轴上传送机构上，桁架Z轴11安装在横梁Y轴上传送机构上，鹤管垂管7安装在桁架Z轴的垂直升降结构上，鹤管垂管7的两侧安装有红外激光检测装置8和机器视觉装置6，机器视觉装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管，包括户外顶棚(1)，其特征在于，所述户外顶棚(1)上安装有桁架立柱(2)，所述桁架立柱(2)主要有横梁X轴(3)、横梁Y轴(13)、桁架Z轴(11)，所述桁架Z轴(11)上安装有鹤管垂管(7)，所述横梁X轴(3)、横梁Y轴(13)上分别安装有横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构，所述横梁Y轴(13)安装在横梁X轴上传送机构上，所述桁架Z轴(11)安装在横梁Y轴上传送机构上，所述鹤管垂管(7)安装在桁架Z轴的垂直升降结构上，所述鹤管垂管(7)的两侧安装有红外激光检测装置(8)和机器视觉装置(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管，其特征在于，所述横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构均由伺服电机(10)提供动力，所述梁Y轴上传送机构上的伺服电机(10)上包裹有电机罩(12)。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的罐口自动对位桁架鹤管，其特征在于，所述横梁X轴上传送机构、横梁Y轴上传送机构、桁架Z轴的垂直升降结构通过工控机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明芹，刘杰，凌舒心，孙学华，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：新型
国别省市：