[发明专利]激光测距式动态检测皮带跑偏系统

说明书

本发明公开了一种激光测距式动态检测皮带跑偏系统，包括带式输送机、激光扫描仪、串口处理器、测速传感器、单片机、上位机；激光扫描仪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发送至以太网实现远程传输；测速传感器固定在带式输送机上行托辊中心轴上，与托辊同轴旋转；带速数据由单片机采集并经由GSM/GPRS模块传输至远程上位机；上位机根据检测系统测量数据，实时计算。本发明可以动态检测皮带跑偏，便于发现皮带跑偏的初始位置，系统结构简单、自动化程度高、实时性强，不受外界环境对物料分布测定的影响。

技术领域

本发明涉及一种激光测距式皮带跑偏检测系统，属于激光测距和通讯等技术领域。

背景技术

带式输送机是物料短途运输的重要设备,广泛应用于矿山、农业、食品、烟草等生产行业。输送带是输送系统的关键设备，它的安全稳定运行直接影响到生产作业。输送带的跑偏是带式输送机的最常见故障，对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。然而带式输送机在运行过程中，经常会发生输送带跑偏现象，引起物料倾洒或带边磨损，这将直接影响输送带使用寿命，甚至导致煤炭运输线停运，影响安全生产,造成重大经济损失。因此，由各种原因引起的输送带跑偏问题，严重阻碍着带式输送机的发展，这些问题已经引起各国相关领域的注意，并投入大量财力物力研究解决措施。

皮带跑偏是运输皮带作业过程中最为常见的故障,其危害性极大,主要影响有以下几个方面:皮带跑偏引起系统故障，易造成设备主要部件的非正常损坏；皮带跑偏造成的物料洒落容易形成安全隐患。所以及时、准确地检测皮带跑偏具有非常重要的意义。目前皮带跑偏检测主要的方法是使用跑偏检测开关,即行程开关。使用时将行程开关成对安装于输送机头部或尾部,当皮带跑偏时皮带边缘接触压迫行程开关触头产生移动触发报警。跑偏检测开关是机械式开关,采用接触式检测方式,当其应用于如煤矿井下等较为恶劣的生产环境时,极易被煤尘、泥污、油泥等影响，易发生误报、漏报等故障。因此，跑偏检测开关的故障率较高、自动化程度偏低、生产效率较低。另外，基于激光对输送带跑偏检测，检测的方发是激光固定不动，这样的检测方法不能对输送带跑偏实施动态检测，对于输送带的局部跑偏无法检测。因此，探索一种可以动态检测皮带跑偏的方法，将具有很强的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测准确、工作性能优异的激光测距式动态检测皮带跑偏系统。

本发明的技术解决方案是：

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E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；上位机与报警器连接。

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：