本发明涉及吊装输送技术领域，特别涉及一种吊钩摆动智能监控系统及方法。
背景技术：
吊钩承载一捆钢丝输送到预定位置时，由于惯性、重量不均、气动泄露、悬挂结构设计缺陷等因素会导致吊钩摇摆不定，使得液压抓手不能稳定可靠地抓住吊钩。同时，捆扎机在捆扎钢丝时，也会出现四根捆扎钢丝绳有断裂现象，但没有传感器能监测到捆扎钢丝绳断裂后使得捆扎机立即停下来。为了解决这两大难题，本系统结合工人实际操作经验，除了设计吊钩摆动阻尼装置外，还采用了机器视觉监测方式。
有鉴于此，特提出本发明以解决现有技术的不足之处。
技术实现要素：
针对上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本低，安装方便，能减缓甚至阻止吊钩前后、上下摇摆，能监测捆扎钢丝绳断裂时立即停机的吊钩摆动智能监控系统及方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吊钩摆动智能监控系统，其包括固定安装于支撑架上的2条内梁和2条外梁，及在2条内梁上行走的小车，以及固定在小车下面的吊钩，捆扎机设置在支撑架侧边，还包括设置于外梁上的阻尼装置和抓手，及设置于捆扎机端部的视觉识别系统，所述小车驱动吊钩在2条内梁上行走至端部，所述阻尼装置用于阻挡减缓吊钩摆动直至停摆，所述抓手用于抓住吊钩，所述视觉识别系统用于识别吊钩摆动状态及四根捆扎钢丝绳断裂状况。
本发明的进一步改进为，所述阻尼装置包括阻尼板、基座、摆动机构，所述基座固定安装于外部设备上，所述摆动机构摆动安装于基座上，所述阻尼板摆动安装于摆动机构下。
本发明的进一步改进为，所述摆动机构包括至少2支摆杆轴、至少2组摆杆组件、至少2支弹簧，所述基座设有上顶板、前侧板、后侧板，所述摆杆轴转动安装于上顶板中，所述摆杆组件上端与摆杆轴固定连接，所述摆杆组件下端与阻尼板转动连接，所述弹簧弹性挂于摆杆组件与基座的前侧板之间。
本发明的进一步改进为，所述摆杆组件包括条形摆杆本体，在条形摆杆本体上设有柱体，在柱体上部设有外螺纹，所述柱体松动穿过摆杆轴一端且柱体上部的外螺纹与螺母螺纹连接，弹性元件套设于柱体外且弹性抵压于条形摆杆本体与摆杆轴之间。
本发明的进一步改进为，所述摆杆轴的数量为2支，所述摆杆组件的数量为4支，所述弹簧的数量为8支。
本发明的进一步改进为，所述弹簧为拉簧。
本发明的进一步改进为，所述弹性元件为止推弹簧。
本发明的进一步改进为，所述柱体为圆柱体。
本发明的进一步改进为，所述视觉识别系统包括置于捆扎机一端用于安装摄像头的支架，置于正好对着捆扎机推进槽的位置处且固定安装于支架上的第一摄像头，置于第一摄像头正上方固定安装于支架上的第二摄像头，置于捆扎机两侧能识别到四根捆扎钢丝绳的位置且固定安装于支架上的第三摄像头、第四摄像头，以及摄像头控制识别系统。
本发明还提供了一种吊钩摆动智能监控方法，其包括以下步骤：
a.当吊钩输送到抓手预定位置时，开启第一摄像头、第二摄像头拍照；通过图像处理，提取吊钩标识在图片中的形状与位置信息；
b.当图片中提取不到标识或者标识形状不完整，这时第二摄像头延时一段时间再拍照，再进行位置匹配，如果标识块在照片中反映出来的左右位置误差达到了工作精度要求后，就考虑吊钩的上下摆动情况；
c.当吊钩上下摆动幅度较大时，第二摄像头每拍照处理一次，就启动一次吊钩抬起按钮，延时一段时间，再拍照进行识别，直到标识块位置达到了工作精度要求，才开启液压抓手抓住吊钩；
d.若第二摄像头完成了拍照次数，但标识块位置仍没有达到工作精度要求时，就启动报警，由人工进行干预；
e.当抓手启动后，第二摄像头再拍几次照片进行标识块位置匹配，如果达到了位置精度要求就开启第一摄像头，如果第一摄像头照片标识块位置达到了工作精度要求就开启捆扎机工作，如果仍没有达到就启动报警；
f.捆扎机工作完后，由第三摄像头、第四摄像头拍聂的照片识别出四根捆扎钢丝绳是否在照片中的固有位置上，如果没有或者脱节就停机报警。
与现有技术相比，本发明采用阻尼装置阻挡减缓吊钩摆动直至停摆，抓手抓住吊钩，视觉识别系统识别吊钩摆动状态及四根捆扎钢丝绳断裂状况并发出信号给控制系统控制捆扎机工作。本发明还提供了一种吊钩摆动智能监控方法。本发明构简单，成本低，安装方便，能减缓甚至阻止吊钩前后、上下摇摆，能监测捆扎钢丝绳断裂时立即停机。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图;
图2是本发明的阻尼装置的立体结构示意图;
图3是本发明的阻尼装置的a-a放大结构示意图;
图4是本发明的控制流程示意图。
图中各部件名称如下：
1—支撑架;
2—内梁;
3—外梁;
4—小车;
5—吊钩;
6—捆扎机;
7—阻尼装置;
71—阻尼板;
72—基座;
721—上顶板;
722—前侧板;
723—后侧板;
73—摆动机构;
731—摆杆轴;
732—摆杆组件;
7321—条形摆杆本体;
7322—柱体;
7323—螺母;
7324—弹性元件;
733—弹簧;
8—抓手;
9—视觉识别系统;
91—支架;
92—第一摄像头;
93—第二摄像头;
94—第三摄像头;
95—第四摄像头。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图3所示，一种吊钩摆动智能监控系统，一种吊钩摆动智能监控系统，其包括固定安装于支撑架1上的2条内梁2和2条外梁3，及在2条内梁2上行走的小车4，以及固定在小车下面的吊钩5，捆扎机6设置在支撑架1侧边，还包括设置于外梁3上的阻尼装置7和抓手8，及设置于捆扎机6端部的视觉识别系统9，所述小车4驱动吊钩5在2条内梁2上行走至端部，所述阻尼装置7用于阻挡减缓吊钩5摆动直至停摆，所述抓手8用于抓住吊钩5，所述视觉识别系统9用于识别吊钩5摆动状态及四根捆扎钢丝绳断裂状况。
具体地，如图1至图3所示，所述阻尼装置7包括阻尼板71、基座72、摆动机构73，所述基座72固定安装于外部设备上，所述摆动机构73摆动安装于基座72上，所述阻尼板71摆动安装于摆动机构73下。所述摆动机构73包括至少2支摆杆轴731、至少2组摆杆组件732、至少2支弹簧733，所述基座72设有上顶板721、前侧板722、后侧板723，所述摆杆轴731转动安装于上顶板721中，所述摆杆组件732上端与摆杆轴731固定连接，所述摆杆组件732下端与阻尼板71转动连接，所述弹簧733弹性挂于摆杆组件732与基座72的前侧板722之间。所述摆杆组件732包括条形摆杆本体7321，在条形摆杆本体7321上设有柱体7322，在柱体7322上部设有外螺纹，所述柱体7322松动穿过摆杆轴731一端且柱体7322上部的外螺纹与螺母7323螺纹连接，弹性元件7324套设于柱体7322外且弹性抵压于条形摆杆本体7321与摆杆轴731之间。所述摆杆轴731的数量为2支，所述摆杆组件732的数量为4支，所述弹簧733的数量为8支。所述弹簧733为拉簧。所述弹性元件7324为止推弹簧。所述柱体7322为圆柱体。所述阻尼板71底部设有锯齿。所述阻尼板71前部设有斜坡。所述阻尼板71后部设有斜坡。吊钩5端部贴有标识块。
具体地，如图1至图3所示，所述视觉识别系统9包括置于捆扎机6一端用于安装摄像头的支架91，置于正好对着捆扎机6推进槽的位置处且固定安装于支架91上的第一摄像头92，置于第一摄像头92正上方固定安装于支架91上的第二摄像头93，置于捆扎机6两侧能识别到四根捆扎钢丝绳的位置且固定安装于支架91上的第三摄像头94、第四摄像头95，以及摄像头控制识别系统。4个摄像头采用独立的支架91，是在不影响生产的前提下，便于系统安装、调试和维护。
吊钩输送系统与捆扎机6是相对独立的系统，即吊钩抓住位置识别与捆扎机四根捆扎钢丝识别是两个独立的视觉识别系统，但控制逻辑有关联。根据图片标注的吊钩标识安装位置和摄像头安装位置，第二摄像头93的安装位置优点是更好的识别抓手抓住吊钩。第一摄像头92安装位置优点在于摄像头正对准着捆扎机6推进槽，一旦位置匹配正确就能保证吊钩正常进入槽内。
如图4所示，本发明还提供了一种吊钩摆动智能监控方法，其包括以下步骤：
a.当吊钩输送到抓手8预定位置时，开启第一摄像头92、第二摄像头93拍照；通过图像处理，提取吊钩标识在图片中的形状与位置信息；
b.当图片中提取不到标识或者标识形状不完整，这说明吊钩前后摆动较大，这时第二摄像头93延时一段时间再拍照，再进行位置匹配，如果标识块在照片中反映出来的左右位置误差达到了工作精度要求后，就考虑吊钩的上下摆动情况；
c.当吊钩上下摆动幅度较大时，第二摄像头93每拍照处理一次，就启动一次吊钩抬起按钮，延时一段时间，再拍照进行识别，直到标识块位置达到了工作精度要求，才开启液压抓手抓住吊钩；
d.若第二摄像头93完成了拍照次数，但标识块位置仍没有达到工作精度要求时，就启动报警，由人工进行干预；
e.当抓手8启动后，第二摄像头93再拍几次照片进行标识块位置匹配，如果达到了位置精度要求就开启第一摄像头92，如果第一摄像头92照片标识块位置达到了工作精度要求就开启捆扎机6工作，如果仍没有达到就启动报警；
f.捆扎机6工作完后，由第三摄像头94、第四摄像头95拍聂的照片识别出四根捆扎钢丝绳是否在照片中的固有位置上，如果没有或者脱节就停机报警。
本发明还设有控制系统，所述控制系统接收摄像头控制识别系统的信号并控制捆扎机6、小车4和抓手8的工作。
本发明的一种吊钩摆动智能监控系统的工作原理：控制系统控制小车4驱动吊钩5在2条内梁2上行走至端部，当吊钩输送到抓手8预定位置时，开启第一摄像头92、第二摄像头93拍照；通过图像处理，提取吊钩标识在图片中的形状与位置信息；当图片中提取不到标识或者标识形状不完整，这说明吊钩前后摆动较大，这时第二摄像头93延时一段时间再拍照，再进行位置匹配，如果标识块在照片中反映出来的左右位置误差达到了工作精度要求后，就考虑吊钩的上下摆动情况；当吊钩上下摆动幅度较大时，第二摄像头93每拍照处理一次，就启动一次吊钩抬起按钮，延时一段时间，再拍照进行识别，直到标识块位置达到了工作精度要求，才开启液压抓手抓住吊钩；若第二摄像头93完成了拍照次数，但标识块位置仍没有达到工作精度要求时，就启动报警，由人工进行干预；当抓手8启动后，第二摄像头93再拍几次照片进行标识块位置匹配，如果达到了位置精度要求就开启第一摄像头92，如果第一摄像头92照片标识块位置达到了工作精度要求就开启捆扎机6工作，如果仍没有达到就启动报警；捆扎机6工作完后，由第三摄像头94、第四摄像头95拍聂的照片识别出四根捆扎钢丝绳是否在照片中的固有位置上，如果没有或者脱节就停机报警。
本发明的阻尼装置的工作原理：当吊钩沿运动方向临近阻尼板71下方时，由于吊钩上臂面位置高于阻尼板71底面位置，就会带动阻尼板71一起向前运动，阻尼板71受到弹簧的拉力对吊钩起到一定的阻力，当吊钩两侧不能同时到达阻尼板71的位置时，通过阻尼板71使先到达的一侧减速甚至停止下来，直到吊钩另一侧跟上来。这样解决了吊钩前行的前后摆动问题。针对吊钩上下摆动问题，是利用弹簧拉力产生一个向下的压力，这个压力由阻尼板71作用到吊钩上臂面上。当吊钩输送系统产生气动泄漏时，吊钩到达预定位置会出现向后反向运动，这时阻尼板71与吊钩上臂面接触的摩擦力作用使得阻尼板71向后运动，而阻尼板71越向后运动摆杆组件732竖直方向上的杆臂越长，这样对吊钩反向运动阻力越大。为了防止因吊钩被阻尼板71卡死而产生振动，摆杆组件732安装弹簧，通过弹簧的伸缩改变摆杆组件732的长度。
本发明的优点在于，本发明采用阻尼装置阻挡减缓吊钩摆动直至停摆，抓手抓住吊钩，视觉识别系统识别吊钩摆动状态及四根捆扎钢丝绳断裂状况并发出信号给控制系统控制捆扎机工作。本发明还提供了一种吊钩摆动智能监控方法。本发明构简单，成本低，安装方便，能减缓甚至阻止吊钩前后、上下摇摆，能监测捆扎钢丝绳断裂时立即停机。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。