计量垂直螺旋输送机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109708731A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910001782.3(22)申请日2019.01.02(71)申请人太原科技大学地址030024山西省太原市万柏林区瓦流路66号(72)发明人武福权(51)Int.Cl.G01G11/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图10页(54)发明名称计量垂直螺旋输送机(57)摘要本发明属于散装物料连续计量技术领域，具体公开了一种计量垂直螺旋输送机；具体技术方案为：基于条纹投影轮廓术的一种计量垂直螺旋输送机，包括垂直螺旋输送机主体系统、称重桥架系统、条纹投影采集系统、测速系统和数据处理系统。称重桥架系统用于输送称重散料和放置条纹投影采集系统及布置数据传输线路以连接条纹投影采集系统和数据处理系统进行数据传输，条纹投影采集系统将计算机生成的N帧正弦结构光经数字光投影仪以一定帧速度顺序投影于称重桥架上的散料表面，高速摄像机同步拍摄受散料堆积高度调制的变形条纹图，测速系统测量输料皮带平移速度，数据处理系统根据变形条纹、皮带速度、系统参数计算散料重量，并向用户输出测量结果。CN109708731ACN109708731A权利要求书1/3页1.基于条纹投影轮廓术的一种计量垂直螺旋输送机，其特征在于：包括机械支架系统(1)、条纹投影采集系统(2)、测速系统(3)和数据处理系统(4)；条纹投影采集系统(2)包括数字光投影仪DLP(21)和CCD相机(22)；测速系统(3)包括安装在测速滚筒上的测速传感器(31)；数据处理系统(4)包括基于正弦结构光的实时体积检测模块(41)和重量计算模块(42)；机械支架系统(1)用于放置条纹投影采集系统(2)及布置数据传输线路以连接投影拍摄系统(2)和数据处理系统(4)进行数据传输，条纹投影采集系统(2)将计算机生成的测量所需光栅像投影于被测物体表面，拍摄受物体高度调制的变形条纹图，测速系统(3)测量输料皮带平移速度，数据处理系统(4)从条纹投影采集系统(2)、测速系统(3)采集变形条纹图像、皮带速度等参数，进行数据处理，向用户输出测量结果。2.根据权利要求1所述的基于条纹投影轮廓术的一种带式输送机物料输送在线称重设备，其特征在于：所述机械支架系统(1)包括主体支撑架(11)和投影拍摄集成盒(12)，所述主体支撑架(11)呈塔形，两侧各呈相同角度斜置一支支撑臂(111)、(112)，支撑臂(111)、(112)下布置有脚座(113)、(114)，两支撑臂上端固定支承一矩形槽架(115)，用于放置投影拍摄集成盒(12)；所述投影拍摄集成盒(12)底面开有DLP开口(121)、CCD开口(122)方便条纹投影采集系统进行投影拍摄，还开有穿线孔(123)、(124)方便数据线及电源线路布置。3.根据权利要求2所述的基于条纹投影轮廓术的一种带式输送机物料输送在线称重设备，其特征在于：所述支撑臂(111)、(112)采用侧壁开口方管型材，方便数据线及电源线路布置。4.根据权利要求2所述的基于条纹投影轮廓术的一种带式输送机物料输送在线称重设备，其特征在于：所述脚座(113)、(114)同样采用方管型材，脚座(113)、(114)与支撑臂(111)、(112)采用焊接连接，接口处脚座(113)、(114)上开有穿线孔(1131)、(1141)方便布线。5.根据权利要求2所述的基于条纹投影轮廓术的一种带式输送机物料输送在线称重设备，其特征在于：所述矩形槽架(115)由三角型材焊接而成，矩形槽架(115)与支撑臂(111)、(112)采用焊接连接，接口处矩形槽架(115)上开有穿线孔(1151)、(1152)方便布线。6.如权利要求1-5任一项所述的基于条纹投影轮廓术的一种带式输送机物料输送在线称重设备的测试方法，其特征在于，测试步骤如下：步骤1)先以空载皮带为投影参考面，带式输送机5先空载运行，条纹投影采集系统2中DLP21以一定帧速度循环投影5帧正弦条纹图于皮带表面，该5帧正弦条纹图由计算机编码生成，其透过率可表示为：其中(x′,y′)表示图像坐标系，a、b为常数，f为光栅频率。控制CCD22同步获取5帧变形光栅像，具体可表示为：2CN109708731A权利要求书2/3页上式中(x,y)表示摄像系统坐标系，R(x,y)表示物体表面反射率分布，A(x,y)为背景光，B(x,y)为条纹的对比度，其中表示皮带表面条纹的相位分布，f0为采集到的光栅像基频，φ0(x,y)为皮带表面产生的相位调制，即皮带“上”表面相位；皮带表面条纹的相位分布可通过以下公式算得：步骤2)带式输送机5负载运行，条纹投影采集系统2中DLP21以一定帧速度循环投影公式(A)所述的5帧正弦条纹图于