全自动石膏布缠绕设备及其控制系统的制作方法

本申请涉及石膏布缠绕设备领域，且更为具体地，涉及一种全自动石膏布缠绕设备及其控制系统。

背景技术：

1、石膏布是一种由织物和石膏组成的医用敷料，通常被用于固定骨折或撕裂肌肉、韧带等软组织的治疗，广泛应用于骨科、外科、整形美容等领域。然而，传统手工缠绕石膏布的方式费时费力，而且难以保证质量的稳定性和一致性。并且，在缠绕过程中，石膏布的张力对缠绕质量和效率至关重要。如果张力过紧或者过松，会导致石膏布缠绕出现问题，从而影响后续的加工品质和效率。

2、因此，期望一种优化的全自动石膏布缠绕设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提出了一种全自动石膏布缠绕设备及其控制系统，其可以实现优秀的加工品质和效率。

2、根据本公开的一方面，提供了一种全自动石膏布缠绕设备，其包括：

3、张力控制系统，用于将石膏布放置在供料装置上，并通过张力控制器控制所述石膏布的张力保持在预定的松紧度；

4、缠绕系统，用于将所述石膏布通过导丝头引入缠绕机的缠绕头，并沿着预设的缠绕线型和图样对所述石膏布进行缠绕以得到缠绕完成的石膏布；

5、加热成型系统，用于将所述缠绕完成的石膏布切断后移至固化模具上进行加热，以得到固化成型后的石膏布；以及

6、包装系统，用于将所述固化成型后的石膏布从模具上取下，并通过输送带送至包装机中进行封箱、称重和贴标等包装操作以得到包装完成石膏布。

7、在一种可能的实现方式中，所述张力控制系统，包括：

8、数据采集模块，用于获取由所述张力控制器采集的所述石膏布在预定时间段内多个预定时间点的张力值；

9、张力时序排列模块，用于将所述多个预定时间点的张力值按照时间维度排列为张力时序输入向量；

10、高斯数据增强模块，用于基于高斯密度图对所述张力时序输入向量进行数据增强以得到张力时序输入矩阵；

11、数据分布优化模块，用于对所述张力时序输入矩阵进行特征优化以得到优化张力时序输入矩阵；

12、张力时序变化特征提取模块，用于将所述优化张力时序输入矩阵通过基于卷积神经网络模型的张力时序特征提取器以得到张力时序特征矩阵；

13、双向注意力增强模块，用于将所述张力时序特征矩阵通过双向注意力模块以得到分类特征矩阵；以及

14、缠绕检测模块，用于将所述分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示缠绕过程是否正常。

15、在一种可能的实现方式中，所述高斯数据增强模块，用于：

16、以如下高斯密度公式构造所述张力时序输入向量的高斯密度图；

17、其中，所述高斯密度公式为：

18、

19、其中，μ1表示所述张力时序输入向量，且σ1的每个位置的值表示所述张力时序输入向量中相应两个位置的特征值之间的方差；以及

20、对所述高斯密度图的各个位置的高斯分布进行高斯离散化以得到所述张力时序输入矩阵。

21、在一种可能的实现方式中，所述数据分布优化模块，包括：

22、矩阵展开单元，用于将所述张力时序输入矩阵按行展开以得到多个行特征向量；

23、数据优化单元，用于对所述多个行特征向量进行多源信息融合验前分布评估优化以得到多个优化行特征向量；以及

24、维度重构单元，用于将所述多个优化行特征向量进行维度重构以得到所述优化张力时序输入矩阵。

25、在一种可能的实现方式中，所述数据优化单元，用于：

26、以如下优化公式对所述多个行特征向量进行多源信息融合验前分布评估优化以得到所述多个优化行特征向量；

27、其中，所述优化公式为：

28、

29、

30、其中，vi是所述多个行特征向量中第i个行关联特征向量，vj是所述多个行特征向量中第j个行关联特征向量，是均值特征向量，n为邻域设置超参数，log表示以2为底的对数函数，表示按位置减法，是所述多个优化行特征向量中第i个优化行关联特征向量。

31、在一种可能的实现方式中，所述张力时序变化特征提取模块，用于：

32、使用所述基于卷积神经网络模型的张力时序特征提取器的各层在层的正向传递中对输入数据分别进行二维卷积处理、基于特征矩阵的均值池化处理和非线性激活处理以由所述基于卷积神经网络模型的张力时序特征提取器的最后一层输出所述张力时序特征矩阵，其中，所述基于卷积神经网络模型的张力时序特征提取器的第一层的输入为所述优化张力时序输入矩阵。

33、在一种可能的实现方式中，所述双向注意力增强模块，用于：

34、将所述张力时序特征矩阵分别沿着水平方向和垂直方向进行池化以得到第一向池化向量和第二向池化向量；

35、对所述第一向池化向量和所述第二向池化向量进行关联编码以得到双向关联矩阵；

36、将所述双向关联矩阵输入sigmoid激活函数以得到注意力特征矩阵；

37、将所述张力时序特征矩阵和所述注意力特征矩阵分别展开为特征向量以得到张力时序特征向量和注意力特征向量；

38、融合所述张力时序特征向量和所述注意力特征向量以得到融合关联特征向量；以及

39、将所述融合关联特征向量进行维度重构以得到所述分类特征矩阵。

40、在一种可能的实现方式中，所述缠绕检测模块，包括：

41、展开单元，用于将所述分类特征矩阵按照行向量或者列向量展开为分类特征向量；

42、全连接编码单元，用于使用所述分类器的全连接层对所述分类特征向量进行全连接编码以得到编码分类特征向量；以及

43、分类单元，用于将所述编码分类特征向量输入所述分类器的softmax分类函数以得到所述分类结果。

44、根据本公开的另一方面，提供了一种全自动石膏布缠绕设备的控制系统，其包括：

45、控制系统，所述控制系统用于控制权利要求1-8任一所述的全自动石膏布缠绕设备。

46、根据本公开的实施例，该设备包括：张力控制系统，用于将石膏布放置在供料装置上，并通过张力控制器控制所述石膏布的张力保持在预定的松紧度；缠绕系统，用于将所述石膏布通过导丝头引入缠绕机的缠绕头，并沿着预设的缠绕线型和图样对所述石膏布进行缠绕以得到缠绕完成的石膏布；加热成型系统，用于将所述缠绕完成的石膏布切断后移至固化模具上进行加热，以得到固化成型后的石膏布；包装系统，用于将所述固化成型后的石膏布从模具上取下，并通过输送带送至包装机中进行封箱、称重和贴标等包装操作以得到包装完成石膏布。通过上述设备完成石膏布的包装。

47、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

技术特征：

1.一种全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述张力控制系统，包括：

3.根据权利要求2所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述高斯数据增强模块，用于：

4.根据权利要求3所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述数据分布优化模块，包括：

5.根据权利要求4所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述数据优化单元，用于：

6.根据权利要求5所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述张力时序变化特征提取模块，用于：

7.根据权利要求6所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述双向注意力增强模块，用于：

8.根据权利要求7所述的全自动石膏布缠绕设备，其特征在于，所述缠绕检测模块，包括：

9.一种全自动石膏布缠绕设备的控制系统，其特征在于，包括：

技术总结
公开了一种全自动石膏布缠绕设备及其控制系统。该设备包括：张力控制系统，用于将石膏布放置在供料装置上，并通过张力控制器控制所述石膏布的张力保持在预定的松紧度；缠绕系统，用于将所述石膏布通过导丝头引入缠绕机的缠绕头，并沿着预设的缠绕线型和图样对所述石膏布进行缠绕以得到缠绕完成的石膏布；加热成型系统，用于将所述缠绕完成的石膏布切断后移至固化模具上进行加热，以得到固化成型后的石膏布；包装系统，用于将所述固化成型后的石膏布从模具上取下，并通过输送带送至包装机中进行封箱、称重和贴标等包装操作以得到包装完成石膏布。通过上述设备完成石膏布的包装。

技术研发人员：章月根,王琰峰,朱敏
受保护的技术使用者：安吉宏德医疗用品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15