[发明专利]激光测距式动态检测皮带跑偏系统

权利要求书

1.一种激光测距式动态检测皮带跑偏系统，其特征是：包括带式输送机、激光扫描仪A、串口处理器C、测速传感器I、单片机F、上位机H；激光扫描仪A固定安装在运输皮带边缘的侧边，安装距离满足皮带跑偏的误差范围，同时激光扫描测距设备的扫描面垂直于皮带的水平面和地面；激光扫描数据由串口处理器C发送至以太网实现远程传输；测速传感器I固定在带式输送机上行托辊中心轴上，与托辊同轴旋转；带速数据由单片机F采集并经由GSM/GPRS模块传输至远程上位机；上位机H根据检测系统测量数据，实时计算，实现在线皮带跑偏精准检测；

检测方法为：

步骤1：初始化：令垂直输送带运行方向为X轴方向，输送带运行方向为Y轴方向，垂直于输送带和地面方向为Z轴方向，激光扫描仪A采集当前帧变量k＝1，N为激光扫描仪A在单位时间T内采集截面轮廓数量，由单位时间T和激光扫描仪扫描频率f确定其大小N＝T·f；从带速检测装置获取实时带速v(t)；

步骤2：启动激光扫描仪A工作后，上位机接收并记录单位时间T内的激光扫描仪A扫描的轮廓信息数据；

步骤3：根据当前帧变量k的值，将单位时间T内所有帧的扫描的轮廓信息数据储存并上传到上位机，并进行直角坐标转换；同一帧激光扫描的轮廓在地面和输送带跑偏的截面，X轴的坐标都为0；

Y坐标与激光扫描仪得出的数据关系为：

Y_n＝±l_n·cosβ_n (1)

Z坐标与激光扫描仪得出的数据关系为：

Z_n＝L-l_n·sinβ_n (2)

式(1)(2)中，L为激光扫描仪与水平地面之间的距离；l_n为激光扫描仪A与扫描截面之间的距离；β_n为激光扫描仪A与水平面的夹角；(2)式中，当扫描仪被测点在Y轴正半轴则为正反之为负；

步骤4：找到Z轴方向发生突变点数据的范围；

H≤L-l_nsinβ_n≤H+δ (3)

式(3)中，H为输送带与水平地面之间的距离；δ为输送带在工作中，允许向上浮动的值；

步骤5：将突变的坐标Y轴方向的线段进行叠加长度为M；

式(4)中，M为Y轴方向的线段进行叠加长度；Y为激光扫描仪A扫描输送带的最大长度；H_yi为激光扫描仪A扫描输送带点的Y轴坐标；

步骤6：判断是否在范围内，如果超出范围，则判定已经输送带发生跑偏，然后发出警报信号；

式(5)中，Y为激光扫描仪A扫描输送带的最大长度；H为输送带与水平地面之间的距离；δ为输送带在工作中，允许向上浮动的值。

2.根据权利要求1所述的激光测距式动态检测皮带跑偏系统，其特征是：另设有直流稳压电源提供电源；上位机与报警器连接。