技术领域
[0001] 本
发明属于产品加工成型机械技术领域，涉及炸药引信成型生产设备自动搅拌技 术和压
力表
机器视觉检测识别技术，特别涉及一种炸药引信成型防爆物联网视觉监控系统 装置。
背景技术
[0002] 引信是炸药的重要组成部分，是炸药引爆的关键，引信的加工成型是炸药制作的 必备工艺过程。现实生产中，炸药引信的加工成型大多是人工进行直接操作，不管是下料过 程中的原料搅拌还是对于引信成型装置内部压力的观察，以及控制
电机的启/停操作都是 由人工进行操作。而由于其原料的易爆炸性，及制作工程中各种参数的难预测性，加之人工 操作的不及时性，致使引信的加工成型过程带有不可预测的危险，某军工单位曾经发生过 重大人员伤亡事故。
发明内容
[0003] 为了克服上述
现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种炸药引信成型防爆物 联网视觉监控系统装置，实现了炸药引信生产设备的自动搅拌以及炸药引信成型装置压力 表的机器视觉识别，解决了必须依靠人工进行炸药原料搅拌和炸药引信成型装置内压力观 察判断的技术难题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0005] 一种炸药引信成型防爆物联网视觉监控系统装置，作用于引信条成型
挤压单元， 引信条成型挤压单元包括一个挤压腔，挤压腔内设置有横向的凹槽螺旋棒1，挤压腔左端部 有喇叭形的
挤压成型孔2,本系统装置包括：
[0006] 炸药下料搅拌单元，包括位于挤压腔上方的竖向的下料仓8,下料仓8通过下部的 下料口 11与挤压腔连通，下料仓8中有搅拌桨杆9和连接于搅拌桨杆9上的搅拌桨10,搅 拌桨杆9的顶端连接位于下料仓8外的搅拌轮10 ;
[0007] 机械传动单元，包括一端与电机20连接的
水平的
连接杆15,连接杆15上套有转动 轮16,转动轮16与竖直皮带14相接，竖直皮带14连接换向
齿轮13,换向齿轮13连接水平 皮带12进行动力换向，水平皮带12与搅拌轮7相接带动其转动，连接杆15的另一端穿过 位于所述挤压腔右端部的
轴承17与凹槽螺旋棒1连接；
[0008] 压力表检测识别单元，包括设置于挤压腔内壁靠近挤压成型孔2处的压力
传感器 3,
压力传感器3连接位于挤压腔外的精密压力表4,正对精密压力表4
表盘距设备约3m远 处，设置有高清
照相机5,高清照相机外罩有防爆安全防护罩；
[0009] 控制单元，包括与所述高清照相机5连接的计算机18,计算机18接收高清照相机 5采集的图像，对其进行识别处理，根据识别结果输出相应控制
信号至与电机20连接的控 制继电器19,实现对电机20的启停控制。
[0010] 所述高清照相机5对精密压力表4的表盘数据进行实时
图像采集，并将采集结果 送入计算机18进行识别处理，计算机18首先对采集到的图像进行图像预处理，再利用直方 图处理进行图像增强，最后对图像进行平滑滤波和局部
阈值处理，获得清晰的二值图，然后 利用Hough变换直线检测
算法，获取
指针所在直线，根据指针所在直线与零刻度线夹
角差 (零刻度线角度事先可以知道）及量程求出当前压力值。
[0011] 所述图像预处理包括：将彩色图像转化为灰度图像，然后利用伽
马矫正调节图像
亮度。
[0012] 所述计算机18对高清照相机5采集的
图像识别处理的结果为精密压力表4的当 前压力值，将该压力值结果与预先设定的阈值比较，设备正常工作时，电机20以设定的恒 定转速始终处于工作状态，而如果挤压腔内的压力大于等于设定的压力上限阈值，说明此 时挤压腔内压力过大，装置有可能发生爆炸。计算机18根据识别结果产生停止信号，通过 继电器19停止电机20工作。此时引信成型现场处于一个安全状态，相关工作人员进入引信 成型现场检查设备，查看压力值过大的原因，对设备进行减压。如果挤压腔内的压力小于等 于设定的压力上限阈值，说明此时挤压腔内压力过小，造成原因可能是挤压腔内原料不足。 此时，计算机18根据识别结果也会产生停止信号，通过继电器19停止电机20工作。相关 工作人员进入成型现场，查看是否原料不足或者是其余原因，进行原料补给或者其余相应 的操作。
[0013] 与现有技术相比，本发明采用一个电机，一方面通过皮带齿轮带动搅拌桨转动，另 一方面通过连接杆带动凹槽旋转棒的旋转，既节省了成本，降低了能耗，又使得装置简易， 并且使得下料仓内对原料的搅拌工作脱离了人工操作，提高了生产的安全性。并且，本发明 采用机器视觉的方法对压力表所示压力进行检测识别，解决了原来需要依靠人工观察炸药 引信成型装置内压的技术难题。再通过计算机对识别的压力进行处理，输出相应的控制信 号，控制电机。使得整个炸药引信成型生产脱离了人工操作，实现了无人值守的全自动化操 作过程，从根本上杜绝了炸药引信成型生产引发人员伤亡的恶性事故的发生。
附图说明
[0014] 图1为本发明的炸药引信成型防爆物联网视觉监控系统装置结构图。
[0015] 图2为本发明中压力表机器视觉识别算法
流程图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图和
实施例详细说明本发明的实施方式。
[0017] 如图1所示，本发明一种炸药引信成型防爆物联网视觉监控系统装置，主要包括 引信条成型挤压单元、炸药下料搅拌单元、机械传动单元、压力表检测识别单元和控制单 J1_1 〇
[0018] 其中，引信条成型挤压单元包括位于挤压腔内的横向的凹槽螺旋棒1和位于挤压 腔左端部的喇叭形的挤压成型孔2,挤压成型孔2可根据所需引信大小进行裁定，工作状态 下，凹槽螺旋棒1推动材料向挤压成型孔2所在一端运动，通过挤压成型孔2挤出引信条。
[0019] 炸药下料搅拌单元，包括位于挤压腔上方的竖向的下料仓8,下料仓8通过下部的 下料口 11与挤压腔连通，下料仓8中有搅拌桨杆9和连接于搅拌桨杆9上的搅拌桨10,搅 拌桨10位于下料口 11处，水平设置，直径适中，搅拌桨杆9的顶端连接位于下料仓8外的 搅拌轮7。
[0020] 机械传动单元，包括一端与电机20连接的水平的连接杆15,连接杆15上套有转动 轮16,转动轮16与竖直皮带14相接，竖直皮带14连接换向齿轮13,换向齿轮13连接水平 皮带12进行动力换向，水平皮带12与搅拌轮7相接带动其转动，连接杆15的另一端穿过 位于挤压腔右端部的轴承17与凹槽螺旋棒1连接；
[0021] 压力表检测识别单元，包括设置于挤压腔内壁靠近挤压成型孔2处的压力传感器 3，压力传感器3连接位于挤压腔外的精密压力表4,正对精密压力表4表盘距离整套设备约 3m远处的墙体上设置有高清照相机5,高清照相机外罩有安全防护罩6,防止相机内产生的 火花引起装置爆炸；
[0022] 控制单元，包括与高清照相机5连接的计算机18,计算机18接收高清照相机5采 集的图像，对其进行识别处理，根据识别结果输出相应
控制信号至与电机20连接的控制继 电器19,实现对电机20的启停控制。
[0023] 本发明系统装置位于封闭的房间内，房间内需要杜绝各种电气隐患，因此，压力传 感器3和精密压力表4必须为传统的仪表盘式压力表，不可带有独立电源，而高清照相机5 也需要有安全防护罩6进行防爆保护。
[0024] 其中，高清照相机5对精密压力表4的表盘数据进行实时图像采集，并将采集结 果送入计算机18进行识别处理，由于本发明装置一旦安装完成之后，其压力表和采集图像 的照相机的
位置就固定不变，即高清照相机5实时采集获取的图像相对位置、角度、亮度等 都基本保持不变。但同时，由于环境影响，采集到的图片相对较暗，所以图像传入计算机18 后，如图2所示，首先需要对采集到的图像进行图像预处理，包括：将彩色图像转化为灰度 图像，然后利用伽马矫正调节图像亮度。
[0025] s = ry
[0026] 其中s表示转换后图像在坐标（x，y)处的灰度值，1表示转换前图像在坐标（x， y)处的灰度值，伽马系数y = 0. 6。
[0027] 然后通过直方图处理进行图像增强，最后对图像进行二值化。为了得到清晰的二 值化图像，采用滑动平滑滤波结合局部阈值处理的方法对图像进行处理。平滑滤波所采用 的模板如下，
[0028]
[0029] 得到二值化的图像以后，利用Hough变换直线检测方法检测出指针所在直线角 度。其原理是直线上任意点的坐标（ Xi，yi)均满足函数关系
[0030] p = x cos(0)+y sin(0)
[0031] 其中，P为原点到直线的距离，0为该直线的垂线与x轴之间的夹角。设定一个 二维数组累加器counted 0][P]，0为第一维存储角度，P为第二维存储距离。对图像 中的每个
像素点（Xi，yi)，角度9变化范围从〇°到180°，按照上述函数关系，求出对应的 p，并将对应的累加器加1。由于表盘中，指针所以直线为最长的直线，所以最后二维累加器 数组中元素值最大的便对应指针所在直线，获取其角度。再根据可知的表盘0刻度线的 角度0 〇结合量程，利用角度差及压力表量程确定当前炸药引信成型装置内的压力值，
[0032] 将该压力值结果与预先设定的阈值比较，基于如下原则控制电机19的启停：
[0033] 设备正常工作时，电机20以设定的恒定转速始终处于工作状态，而如果挤压腔内 的压力大于等于设定的压力上限阈值，说明此时挤压腔内压力过大，装置有可能发生爆炸。 计算机18根据识别结果产生停止信号，通过继电器19停止电机20工作。此时引信成型现 场处于一个安全状态，相关工作人员进入引信成型现场检查设备，查看压力值过大的原因， 对设备进行减压。
[0034] 如果挤压腔内的压力小于等于设定的压力上限阈值，说明此时挤压腔内压力过 小，造成原因可能是挤压腔内原料不足。此时，计算机18根据识别结果也会产生停止信号， 通过继电器19停止电机20工作。相关工作人员进入成型现场，查看是否原料不足或者是 其余原因，进行原料补给或者其余相应的操作。
[0035] 本发明生产加工成型工艺流程主要包括以下步骤：
[0036] 1)控制电机20以设定的速度进行转动，进而带动转动轴承17以及连接杆15上的 转动轮16 -起转动。转动轮16带动竖直皮带14 一起转动，然后通过换向齿轮13带动水 平皮带12进行转动，再带动搅拌轮7转动，进而
通带动搅拌桨杆9和搅拌桨10转动。
[0037] 2)装置启动前，将原料倾倒进下料仓8,装置开始工作后，原料通过下料口 11进行 下料，下料过程中，搅拌桨10在下料仓8内不断进行自动搅拌，防止原料下料不均以及原料 堵塞下料口 11。
[0038] 3)原料均匀落入凹槽螺旋棒1的螺旋凹槽内。凹槽螺旋棒1由连接杆15带动旋 转，进而不断将原料向前推进，原料在挤压成型孔2处受挤压，产出所需形状的引信条。
[0039] 4)挤压成型孔2处的压力传感器3实时检测当前炸药引信成型装置内的压力。 [0040] 5)照相机5对压力表4数据进行实时图像采集，并将采集结果送入计算机17进行 识别处理，分析出压力表4所示的当前压力值，再与设定的压力阈值进行比较，输出相应的 控制信号，通过继电器19,控制电机20的启停。
[0041] 6)计算机18位于安全的控制室内，相关人员可在其中通过上位机客户端等，观察 生产设备的运行状况。
[0042] 值得注意的是，上面所述的只是用图解说明本发明一种炸药引信成型防爆物联网 视觉监控系统装置的一些实施方式，由于对相同技术领域的普通技术人员来说很容易在此
基础上进行若干
修改和改动，因此本
说明书并非是要将本发明一种炸药引信成型防爆物联 网视觉监控系统装置局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用 的相应修改及等同物，均属于本发明所
申请的
专利范围。
