一种多绳摩擦提升钢丝绳多源协同检测系统与方法

本发明涉及钢丝绳检测，尤其涉及一种多绳摩擦提升钢丝绳多源协同检测系统与方法。

背景技术：

1、钢丝绳被广泛用作运输、提升及承载设备的重要部件，由于过载能力强和自重较轻等优点，发挥着人员升降、物料运输以及设备传送等作用，在煤炭、冶金、水利、交通运输等国民经济的许多重要领域应用广泛。然而，钢丝绳作为工程中的关键构件，其工作环境通常十分恶劣，在实际使用过程中，各种摩擦、挤压以及冲击等现象都会在一定程度上造成钢丝绳的损伤，进而引起设备故障，甚至威胁使用者的生命安全。因此，为了保障生产的安全性，需要对钢丝绳无损检测技术进行研究和优化。

2、钢丝绳的损伤检测大致可分为截面损失检测、局部损伤检测和结构缺陷检测三类。钢丝绳无损检测的常用方法包括电磁检测法、视觉检测法、声发射检测法、超声波检测法、电涡流检测法、红外检测法和x射线检测法。但现有的无损检测技术都各自存在其局限性，不能完全满足现代生产的高要求。摩擦式提升系统包括落地式和井塔式两种布置方式，其钢丝绳的运动方向不同，落地式的钢丝绳与水平面的夹角小于90°，而井塔式的钢丝绳垂直于水平面。现有装置仅能针对单一类型的摩擦式提升机进行检测，无法同时用于两种系统的检测，具有应用范围窄的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多绳摩擦提升钢丝绳多源协同检测系统与方法，本发明能够检测多种和水平面成不同角度的多绳摩擦提升钢丝绳，应用范围广泛。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案具体为：一种多绳摩擦提升钢丝绳多源协同检测系统，包括系统平板，所述系统平板上设置有角度调节机构，所述角度调节机构的角度调节端上设置有工作平台，所述工作平台上设置有用于钢丝绳穿设的检测孔，所述工作平台上设置有平移机构，所述平移机构的滑移驱动端上设置有对钢丝绳检测的视觉-电磁协同检测装置，所述视觉-电磁协同检测装置的检测端分布在所述检测孔的两侧，所述工作平台上设置有对钢丝绳励磁的励磁装置。

3、通过采用上述技术方案，在对钢丝绳检测时，多根待检测的钢丝绳穿设于检测孔，之后通过角度调节机构调整工作平台的角度，使得工作平台和待检测钢丝绳保持垂直，之后通过平移机构带动视觉-电磁协同检测装置移动至测试位置，使得待检测钢丝绳位于视觉-电磁协同检测装置的中间区域，通过励磁装置对多根待检测钢丝绳励磁，之后通过视觉-电磁协同检测装置采集钢丝绳的电磁和视觉数据，通过相同的方式逐一对待检测的钢丝绳进行数据采集。工作人员通过分析采集数据，经过处理得到钢丝绳表面损伤和内部损伤，可判断钢丝绳的质量。本发明能够检测多种和水平面成不同角度的多绳摩擦提升钢丝绳，应用范围广泛，且能够保证测试结果的准确性。

4、进一步地，所述角度调节机构包括多个旋转支撑板和多个升降驱动件，多个所述旋转支撑板并排设置在所述系统平板上，所述旋转支撑板的上方沿水平方向开设有腰形孔，所述工作平台的一侧滑移设置在所述腰形孔内，多个所述升降驱动件并排设置在所述系统平板上，所述升降驱动件的升降驱动端和所述工作平台远离所述旋转支撑板的一侧铰接。

5、通过采用上述技术方案，当需要对工作平台的角度调整时，升降驱动件带动工作平台升降移动，使得工作平台的一侧升降移动，工作平台和旋转支撑板连接的一侧高度不变，从而能够对工作平台的角度进行调整，控制方式简单可靠。

6、进一步地，所述平移机构包括两组平移组件，两组所述平移组件设置在所述工作平台上，两组所述平移组件分布在所述检测孔的两侧，所述平移组件包括第一直线传动驱动件、第一直线导轨和滑动支撑架，所述第一直线传动驱动件和所述第一直线导轨并排设置在所述工作平台上，所述第一直线传动驱动件的长边和所述检测孔的长边平行设置，所述滑动支撑架滑移设置在所述第一直线导轨上，且所述滑动支撑架和所述第一直线传动驱动件的滑移驱动端连接，所述视觉-电磁协同检测装置设置在所述滑动支撑架上。

7、通过采用上述技术方案，两组平移组件能够带动视觉-电磁协同检测装置的两部分移动，且平移组件的滑移方向和检测孔的长边方向保持一致，该设置使得平移组件带动视觉-电磁协同检测装置移动的过程中，不会与待检测钢丝绳干涉。

8、进一步地，所述视觉-电磁协同检测装置包括两组检测机构和编码定位机构，两组所述检测机构分别位于两个所述滑动支撑架上，两组所述检测机构分布在所述检测孔的两侧，所述编码定位机构设置在所述工作平台上，所述编码定位机构用于确定钢丝绳的损伤位置；

9、所述检测机构包括第二直线传动驱动件、第二直线导轨、承载板、霍尔元件阵列、多个光源、多个相机、第一防护罩和第二防护罩，所述第二直线传动驱动件和所述第二直线导轨并排设置在所述滑动支撑架上，所述第二直线导轨的长边和所述系统平板的顶面平行设置，且所述第二直线导轨的长边和所述检测孔的长边垂直设置，所述第一防护罩设置在所述滑动支撑架上，所述光源和所述相机设置在所述第一防护罩内，所述承载板滑移设置在所述第二直线导轨上，且所述承载板和所述第二直线传动驱动件的滑移驱动端连接，两个所述承载板相互靠近的侧壁上开设有半圆槽，所述霍尔元件阵列设置在所述承载板上，且所述霍尔元件阵列环绕所述半圆槽的圆周设置，所述第二防护罩设置在所述承载板上，所述霍尔元件阵列位于所述第二防护罩内。

10、通过采用上述技术方案，在对钢丝绳检测时，通过两组第二直线传动驱动件带动两个承载板抵接，并使得两个半圆槽拼接成一个圆孔，此时待检测钢丝绳和两个半圆槽所拼接的圆孔同轴，此时霍尔元件阵列环绕待检测钢丝绳，能够提高对钢丝绳的检测精度。光源对待检测钢丝绳照明，使得相机对待检测钢丝绳拍摄更加清晰。通过上述方式能够保持采集钢丝绳的电磁和视觉数据的精确度，能够保证测试结果的准确性。

11、进一步地，所述励磁装置包括第一励磁部、第二励磁部和多个第三直线传动驱动件，多个所述第三直线传动驱动件设置在所述工作平台上，所述第三直线传动驱动件滑移驱动端的滑移方向和所述第二直线传动驱动件滑移驱动端的滑移方向相同，所述第一励磁部和所述第三直线传动驱动件的滑移驱动端连接，所述第二励磁部固定在所述工作平台上，所述第一励磁部和第二励磁部分布在所述检测孔的两侧。

12、通过采用上述技术方案，当对钢丝绳励磁时，第三直线传动驱动件带动第一励磁部靠近第二励磁部移动，使得待检测钢丝绳位于第一励磁部和第二励磁部之间的励磁区域，当对钢丝绳检测完成后，第三直线传动驱动件带动第一励磁部远离第二励磁部移动。第一励磁部和第二励磁部的开合设置，能够快速实现励磁装置和钢丝绳的配合，操作方式灵活。

13、进一步地，所述第一励磁部靠近所述第二励磁部的一侧形成多个第一半圆定位槽，所述第二励磁部靠近所述第一励磁部的一侧形成多个第二半圆定位槽，所述第一半圆定位槽和所述第二半圆定位槽一一配合设置。

14、通过采用上述技术方案，在对钢丝绳励磁过程中，第一半圆定位槽和第二半圆定位槽对钢丝绳具有限位作用，且一次性能够对多个钢丝绳同时励磁，能够减少相邻钢丝绳之间出现干涉的可能性，能够保证钢丝绳的励磁效果，便于后续的检测工作。

15、进一步地，多个所述光源和多个所述相机交错设置，相邻所述相机的夹角相同。

16、通过采用上述技术方案，使得相机对待检测钢丝绳的拍摄更加清晰。

17、进一步地，所述编码定位机构包括连接架、编码支撑架、编码器、测速轮、平移驱动组件和缓震组件，所述连接架和所述滑动支撑架连接，所述平移驱动组件包括驱动电机、传动丝杆、导向架和滑动架，所述驱动电机和所述导向架设置在所述连接架上，所述滑动架滑动设置在所述导向架上，所述传动丝杆同轴固定在所述驱动电机的输出轴上，所述传动丝杆转动安装在所述滑动架上，且所述传动丝杆螺纹穿设在所述滑动架上，所述编码支撑架设置在所述滑动架上，所述编码器设置在所述编码支撑架上，所述测速轮同轴固定在所述编码器的输出轴上，所述缓震组件设置在所述滑动架上，所述缓震组件和所述编码支撑架连接。

18、通过采用上述技术方案，在测试过程中，平移驱动组件带动测速轮靠近待检测钢丝绳移动，使得待检测钢丝绳和测速轮的轮毂摩擦接触，当待检测钢丝绳移动时，会带动测速轮转动，使得编码器的输出轴转动，编码器将角位移转化为电信号，进而转化为计数脉冲，便于确定钢丝绳的损伤位置。

19、进一步地，所述缓震组件包括缓震连接板、缓震器、光轴、弹簧、第一支座和第二支座，所述缓震连接板和所述编码支撑架连接，所述缓震器设置在所述缓震连接板上，所述光轴同轴固定在所述缓震器上，所述第一支座和所述第二支座设置在所述滑动架上，所述光轴远离所述缓震器的一端和所述第一支座连接，所述第二支座和所述光轴中段连接，所述弹簧套设在所述光轴上。

20、通过采用上述技术方案，缓震组件具有减震效果，能够提高编码定位机构在工作过程中的稳定性。

21、为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种多绳摩擦提升钢丝绳多源协同检测方法，包括如下步骤：

22、s1、多根待测钢丝绳到位后，升降驱动件带动工作平台角度变换，直至工作平台和待测钢丝绳保持垂直；

23、s2、第一直线传动驱动件带动视觉-电磁协同检测装置移动至测试位置；

24、s3、第二直线传动驱动件带动承载板移动至测试位置，使得霍尔元件阵列、光源和相机环绕待测钢丝绳；

25、s4、驱动电机带动传动丝杆转动，带动编码支撑架移动，使得测速轮和待测钢丝绳接触；

26、s5、多个第三直线传动驱动件带动第一励磁部靠近第二励磁部移动，处于闭合状态的励磁装置对待检测钢丝绳励磁，同时启动相机和光源，霍尔元件阵列和相机分别采集电磁和视觉数据；在检测过程中，待检测钢丝绳移动过程中，带动测速轮同步旋转，编码器将测速轮的角位移转换为电信号，再转化为计数脉冲；

27、s6、工作人员对采集的电磁和视觉数据进行分析，判断钢丝绳是否可以正常使用，并结合计数脉冲确定钢丝绳的损伤位置；

28、s7、对一根钢丝绳检测完成后，重复s2至s6，直至对多根钢丝绳检测完成。

29、通过采用上述技术方案，本发明能够检测多种和水平面成不同角度的多绳摩擦提升钢丝绳，应用范围广泛，且能够快速可靠地掌握钢丝绳的表面和内部损伤情况。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、1、本发明通过设置角度调节机构，角度调节机构中的升降驱动件能够带动工作平台的一侧上升或者下降，从而能够对工作平台的角度进行调整，能够适用于多组和水平面成不同角度的多绳摩擦提升钢丝绳，应用范围广泛。

32、2、本发明使用相机和霍尔元件阵列采集钢丝绳的视觉和电磁信号，经过处理得到钢丝绳表面损伤和内部损伤，提高了检测精准度以及检测速度。

33、3、本发明通过设置第一直线传动驱动件、第二直线传动驱动件和第三直线传动驱动件，能够实现视觉-电磁协同检测装置在工作平台上的移动和开合运动，使得视觉-电磁协同检测装置能够快速实现对多个钢丝绳感知，提高了检测效率。

34、4、本发明通过设置编码定位机构，在检测过程中，当待检测钢丝绳移动时，会带动测速轮转动，使得编码器的输出轴转动，编码器将角位移转化为电信号，进而转化为计数脉冲，便于确定钢丝绳的损伤位置。