剛性罐道平整度缺陷先期檢測裝置及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于煤礦立井提升的剛性罐道平整度缺陷先期檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]立井提升是煤礦生產(chǎn)的主要形式，而剛性罐道是立井提升系統(tǒng)的重要組成部分。罐道是立井提升中提升容器(箕斗和罐籠)的運行軌道，其平整程度決定了提升容器在提升過程中平穩(wěn)性和安全性。由于井筒變形、安裝誤差和摩擦沖擊損壞等原因，剛性罐道易于發(fā)生變形和彎曲等缺陷，在剛性罐道上造成翹曲和凸起，影響罐道的平整度，對提升容器的安全運行造成重大威脅，甚至?xí)斐煽ü薜葒?yán)重惡性事故。
[0003]傳統(tǒng)的罐道檢測多采用測斜儀、鋼絲懸吊法等，近年來也有學(xué)者研宄采用在提升容器上安裝傾角傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、激光器等，依靠提升容器的往復(fù)提升對罐道進行檢測。專利號為CN 200720033584.8的剛性罐道狀態(tài)檢測裝置采用在提升容器上安裝加速度傳感器、傾角傳感器和計程傳感器來判斷罐道典型故障。專利號為CN200810157269.5的基于光電接收陣列的罐道形狀激光檢測儀利用提升裝置中的激光陣列進行測距定位，來提高罐道檢測精度。專利號為CN 201320174060.6的豎井提升機罐道無線移動視頻監(jiān)查裝置采用在提升容器上安裝移動攝像機的方式進行罐道檢測。
[0004]因此，目前對剛性罐道的檢測主要存在以下問題:第一，采用傳統(tǒng)的罐道檢測方法，占用較多的人力和生產(chǎn)時間；第二，采用在提升容器上安裝傳感器需解決供電、無線信號傳輸?shù)葐栴}，在井筒惡劣的環(huán)境和窄長空間無線傳輸衰減干擾等影響下，帶來較大的維護生產(chǎn)成本，同時，提升容器在井筒中的晃動和煤炭矸石裝卸載時沖擊等，也對傳感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性帶來嚴(yán)重影響，影響罐道檢測的準(zhǔn)確度；第三，多采用在提升過程中以提升容器為載體對罐道進行檢測，缺乏對提升容器啟動前的罐道先期檢測，對罐道的突發(fā)缺陷缺乏有效地檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種剛性罐道平整度缺陷先期檢測裝置及其檢測方法，實現(xiàn)在提升機打點提升前，對罐道平整度進行先期快速可靠檢測，有效避免卡罐等惡性事故的發(fā)生。
[0006]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]剛性罐道平整度缺陷先期檢測裝置，包括伸縮機構(gòu)基座、伸縮桿、支座、激光器、攝像頭，所述伸縮機構(gòu)基座固定設(shè)置在井壁上，并與提升機主控器連接，所述伸縮機構(gòu)基座前端設(shè)置伸縮桿，所述伸縮桿頂端與支座后部連接，所述伸縮桿牽引支座在罐道上端面來回運動，在所述支座的前部設(shè)置激光器和攝像頭，所述激光器和攝像頭沿罐道方向垂直布置。
[0008]所述激光器和攝像頭兩者貼近布置，同時激光器的激光發(fā)射方向與攝像頭的拍攝方向一致。
[0009]所述提升機主控器的信號輸出端與伸縮機構(gòu)基座的信號輸入端連接，控制伸縮桿的收縮運動，所述攝像頭的信號輸出端與提升主控器的信號輸入端連接，當(dāng)檢測到罐道平整度正常時，攝像頭發(fā)出信號開啟提升機主控器正常提升，當(dāng)檢測到罐道平整度異常時，攝像頭發(fā)出信號關(guān)閉提升機主控器正常提升。
[0010]剛性罐道平整度缺陷先期檢測裝置的檢測方法:
[0011]a、將伸縮機構(gòu)基座連接到提升機主控器，并固定伸縮機構(gòu)基座在井壁上，伸縮桿頂端連接到支座后部，激光器和攝像頭貼近固定在支座前部，且沿罐道方向垂直布置；
[0012]b、當(dāng)提升機將要打點提升時，提升機主控器命令伸縮機構(gòu)基座的伸縮桿伸出并推動支座水平伸出，直到激光器的發(fā)射頭和攝像頭剛好探出罐道后停止；
[0013]C、啟動激光器和攝像頭，攝像頭正對罐道垂直方向進行拍攝，采集罐道底部的激光光斑圖像；
[0014]d、當(dāng)激光光斑圖像亮度均勻分布時，則表示罐道平整度無缺陷，此時提升機主控器命令伸縮桿縮回，直到裝置不影響礦井正常提升時停止，同時攝像頭發(fā)送信號到提升機主控器表明罐道平整度正常，可以正常提升；
[0015]e、當(dāng)激光光斑圖像亮度分布不均，靠近罐道一側(cè)出現(xiàn)異常亮光斑和陰影時，則表示罐道上有翹曲或凸起，此時攝像頭發(fā)送信號到提升機主控器表明罐道平整度異常，存在翹曲或凸起，需要對進行檢修后才能正常提升，此時故障罐道距離井底的位置H為:
[0016]H= cot ( a ) X (L-L1)
[0017]其中，α為激光器的激光發(fā)散角，L為陰影邊緣距離罐道的最大距離，L1S異常亮光斑和陰影邊緣距離罐道的最大距離。
[0018]有益效果:本發(fā)明將激光器置于罐道頂端并沿垂直方向發(fā)射激光，采用攝像頭正對罐道進行拍攝，利用罐道上翹曲和突出對激光光幕的遮蔽來判定罐道缺陷和診斷缺陷位置，適用于立井提升剛性罐道的平整度缺陷檢測。同時，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，兼具可靠性和時效性，利用激光器啟動快、激光傳輸距離遠(yuǎn)、發(fā)散角小等優(yōu)勢，實現(xiàn)在提升機打點提升前，對罐道平整度進行先期快速可靠檢測，有效避免卡罐等惡性事故的發(fā)生，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實用性，經(jīng)濟效益明顯。
【附圖說明】
[0019]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。
[0020]圖中:1_井壁，2-罐道，3-攝像頭，4-激光器，5-支座，6-伸縮桿，7-伸縮機構(gòu)基座，8-提升機主控器。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0022]如附圖1所示，剛性罐道平整度缺陷先期檢測裝置，包括伸縮機構(gòu)基座7、伸縮桿6、支座5、激光器4、攝像頭3，所述伸縮機構(gòu)基座7固定設(shè)置在井壁I上，并與提升機主控器8連接，所述伸縮機構(gòu)基座7前端設(shè)置伸縮桿6，所述提升機主控器8的信號輸出端與伸縮機構(gòu)基座7的信號輸入端連接控制伸縮桿的收縮運動。所述伸縮桿6頂端與