【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能检测领域，尤其涉及一种采用四足机器人在皮带机巡检过程中对托辊状态检测的系统和检测方法。
技术介绍
1、目前，在煤矿、钢铁、石油、化工等领域中经常使用皮带机来作为物料输送的重要机械设备，皮带机具有输送距离长，速度快，运量大，损耗小等优点。但是由于其结构较为复杂，零部件设备多，加之运输环境可能较为恶劣，故时常发生皮带机跑偏、打滑、断裂损坏、张力不足(松弛)、异常噪音等故障。
2、而皮带机的托辊作为负责皮带传动运行的最重要的机构，也是平日故障排除检修的重点，通常情况下一条皮带机托辊的数量是其长度的三倍或以上，所以如何安全、有效地检测托辊的运行状态是亟待解决的问题。
3、现有技术存在有通过检测异常声音从而判断托辊异常状态的方法，但经过现场实际上线测试，发现皮带机区域的实际应用情况较为复杂，且皮带机区域的设备较多，导致其背景噪音混合，无法准确提取/判断出皮带机托辊所产生的噪音，故导致该声音检测方案易受干扰。
4、现有技术同时也存在有通过录制皮带机转动视频，来识别视频中的托辊上记号的运动轨迹判断托辊转动速度，从而检测托辊异常。然而，这种方法对视频质量、清晰度要求较高，而且皮带机的工况问题，会处于粉尘弥漫的情况，会直接影响到识别的准确率。
技术实现思路
1、综上所述，为了解决现有技术下的皮带机托辊数量多、检测难，检测环境恶劣的问题，本专利技术提供了一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统和检测方法，其基于视觉的检测方法来直接采集托辊图像，受环境
2、本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统和检测方法，其具体结构和方法步骤如下所述：
3、一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，包括皮带机及设置在皮带机输送带下的托辊，其特征在于：
4、所述的皮带机在其托辊下方的皮带机支架上安装有端部信号发射/接收模块，该模块设置有wifi路由器，且该端部信号发射/接收模块通过光纤与现场中控连接；
5、端部信号发射/接收模块通过光纤与现场中控连接，使其具有较快传输速度，用以将信息处理后传递给现场中控，以便其及时掌握故障情况。
6、所述的皮带机的托辊外侧方向设置有四足机器人皮带机托辊检测组件，该四足机器人皮带机托辊检测组件通过预设程序沿着皮带机的侧部移动，对沿途的各个托辊进行检测，并通过无线的方式与端部信号发射/接收模块通讯，将检测到的异常托辊状态信息以及异常托辊所处坐标位置反馈给端部信号发射/接收模块；
7、所述的托辊在其端部开设有托辊标识模块来表征托辊的运转状态，该托辊标识模块具体为在托辊的轴端端面上开设一竖直状的条状槽，条状槽的长度、宽度和深度的尺寸为30mm×10mm×10mm，条状槽在托辊转动时在托辊上形成白色色块图像，该白色色块图像被四足机器人皮带机托辊检测组件采集并处理，处理后进行识别，根据识别结果来判断托辊是否正常运转。
8、根据本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件包括四足机器人本体、多线激光雷达、图像采集装置和信号处理装置，其中，四足机器人本体为可预设行走线路的四足步行机器人，该四足机器人本体的顶部为设备平台，在该设备平台往四足机器人本体的头部方向的平台位置处设置了多线激光雷达来进行360度环绕的激光线扫，在该设备平台往四足机器人本体的尾部方向的平台位置处设置了图像采集装置，而在该设备平台中部的平台位置处设置了信号处理装置。
9、本专利技术所使用的四足机器人本体具备工业防护等级，且具有越障、爬楼梯、匍匐等运动能力，可适应皮带机通廊因积料堆料造成的不平整路面，以及多粉尘、多积水的恶劣环境。而多线激光雷达的360度环绕的激光线扫用于创建场景地图，并且实时对周围环境进行扫描，实现四足机器人自主定位导航，该多线激光雷达建立的场景地图，以皮带机的机头几何中心为原点建立的平面坐标系，以坐标(x,y)表征四足机器人皮带机托辊检测组件的实时位置，其中，x为四足机器人皮带机托辊检测组件到皮带机的侧向距离，以+x为皮带机机头至机尾方向左侧，-x皮带机机头至机尾方向右侧。y为四足机器人到皮带机机头的纵向距离。
10、综上所述，四足机器人本体行走在皮带机侧边的通廊，绕皮带机进行巡检作业。巡检时，四足机器人可设置单次行进距离，行进一段距离后，停下进行托辊图像采集及检测，而行进距离可根据多线激光雷达创建的场景地图、托辊排布以及图像采集装置的可视范围计算。
11、根据本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件的图像采集装置的图像采集方向面对了皮带机的托辊的轴端方向，图像采集装置根据四足机器人皮带机托辊检测组件距离托辊的距离，选取图像采集范围，以其视场宽度内可看见整数组的托辊为准。
12、该图像采集装置聚焦于托辊轴端进行图像采集，并将采集到的托辊轴端图像传递至信号处理装置，该视场宽度可看作相对于托辊的一个移动窗口，每次检测时，托辊居中位于该视场宽度(窗口)内，检测完毕后窗口往后续的托辊进行移动，直至下一组待测托辊，每次移动的距离即为四足机器人皮带机托辊检测组件巡检时的单次行进距离。
13、根据本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件的图像采集装置优选为rgb相机。
14、rgb相机或其他类型的视觉传感器，能满足采集所需的托辊图像信息即可。
15、根据本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件的信号处理装置(a4)安装有opencv库，可提取图像采集装置所采集的托辊轴端图像的颜色信息，并识别白色色块区域面积是否大于预设的阈值，若大于阈值，则托辊正常运转，反之，则视为托辊非正常运转，记录该托辊的状态和位置并发送给端部信号发射/接收模块，再通过端部信号发射/接收模块传送至现场中控。
16、根据本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的托辊标识模块为在托辊辊面上靠近四足机器人皮带机托辊检测组件检测位置的轴端处开设凹形槽，该凹形槽的长度、宽度和深度的尺寸为20mm×20mm×100mm，且在该凹形槽涂上颜色涂料；
17、根据本专利技术的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的托辊标识模块的凹形槽，凹形槽内涂有颜色涂料，该颜色涂料优选为白色涂料，与轴端、辊皮形成色差。
18、托辊标识模块采用条状槽或凹形槽均可，条状槽在托辊转动时在托辊上形成白色色块图像，而凹形槽则是采用了涂白色涂料的方法，进一步提高了白色色块的辨识度。
19、一种采用四足机器人的皮带机托辊检测方法，基于上述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其具体步骤如下：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，包括皮带机(1)及设置在皮带机输送带下的托辊(2)，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件(A)包括四足机器人本体(A1)、多线激光雷达(A2)、图像采集装置(A3)和信号处理装置(A4)，其中，四足机器人本体为可预设行走线路的四足步行机器人，该四足机器人本体的顶部为设备平台(A1a)，在该设备平台往四足机器人本体的头部方向的平台位置处设置了多线激光雷达来进行360度环绕的激光线扫，在该设备平台往四足机器人本体的尾部方向的平台位置处设置了图像采集装置，而在该设备平台中部的平台位置处设置了信号处理装置。
3.如权利要求2所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件(A)的图像采集装置(A3)的图像采集方向面对了皮带机(1)的托辊(2)的轴端方向，图像采集装置根据四足机器人皮带机托辊检测组件距离托辊的距离，选取图像采集范围，以其视场宽度内可看见整数组的托辊为准。
4.如权利要
5.如权利要求2所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件(A)的信号处理装置(A4)安装有OpenCV库，可提取图像采集装置(A3)所采集的托辊轴端图像的颜色信息，并识别白色色块区域面积是否大于预设的阈值，若大于阈值，则托辊正常运转，反之，则视为托辊非正常运转，记录该托辊的状态和位置并发送给端部信号发射/接收模块(4)，再通过端部信号发射/接收模块传送至现场中控。
6.如权利要求1所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的托辊标识模块(2a)为在托辊辊面上靠近四足机器人皮带机托辊检测组件(A)检测位置的轴端处开设凹形槽，该凹形槽的长度、宽度和深度的尺寸为20mm×20mm×100mm，且在该凹形槽涂上颜色涂料。
7.如权利要求6所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的托辊标识模块(2a)的凹形槽，凹形槽内涂有颜色涂料，该颜色涂料优选为白色涂料，与轴端、辊皮形成色差。
8.一种采用四足机器人的皮带机托辊检测方法，基于上述任一权利要求的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，包括皮带机(1)及设置在皮带机输送带下的托辊(2)，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件(a)包括四足机器人本体(a1)、多线激光雷达(a2)、图像采集装置(a3)和信号处理装置(a4)，其中，四足机器人本体为可预设行走线路的四足步行机器人，该四足机器人本体的顶部为设备平台(a1a)，在该设备平台往四足机器人本体的头部方向的平台位置处设置了多线激光雷达来进行360度环绕的激光线扫，在该设备平台往四足机器人本体的尾部方向的平台位置处设置了图像采集装置，而在该设备平台中部的平台位置处设置了信号处理装置。
3.如权利要求2所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件(a)的图像采集装置(a3)的图像采集方向面对了皮带机(1)的托辊(2)的轴端方向，图像采集装置根据四足机器人皮带机托辊检测组件距离托辊的距离，选取图像采集范围，以其视场宽度内可看见整数组的托辊为准。
4.如权利要求2所述的一种采用四足机器人的皮带机托辊检测系统，其特征在于，所述的四足机器人皮带机托辊检测组件(...
【专利技术属性】
技术研发人员：童喆锴，吴瑞珉，魏振红，叶长宏，黄天茂，申晨，宋希韬，杨斌，陈亚明，郭铭，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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