(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210387453.9 (22)申请日 2022.04.13 (71)申请人 湖南大学 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路1号湖南大 学 (72)发明人 刘小燕　周淑伊　孙浠汉　陈玉如　 (74)专利代理 机构 广州容大知识产权代理事务 所(普通合伙) 44326 专利代理师 刘新年 (51)Int.Cl. G06T 7/11(2017.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06V 20/50(2022.01)G06N 3/04(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种磁吸式的球团矿生球落下强度自动检 测方法与系统 (57)摘要 本发明公开了一种磁吸式的球团矿生球落 下强度自动检测方法与系统， 所述方法包括如下 步骤： 控制机械臂前端的电磁铁断电来吸取单个 生球； 通过机械臂将生球抬高至落球盘上方； 控 制电磁铁通电释放生球使其下落至落球盘； 通过 工业相机采集落球盘中的生球图像； 采用轻量级 深度神经网络对生球图像进行裂缝分割； 根据分 割结果检测该生球是否存在裂缝； 重复上述 “抬 高‑下落”步骤直至检测出裂缝并记录该生球出 现裂缝前的下落次数， 接着对下一个生球进行检 测； 完成十个生球下落次数的检测试验后， 计算 机输出下落次数的平均值， 并将此值记录为该批 生球的落下强度。 本发明解决了生球落下强度的 自动检测问题， 提高了落下强度的检测效率与准 确率。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114972372 A 2022.08.30 CN 114972372 A 1.一种磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 控制机械臂前端的电磁铁断电来吸取 单个生球样品； 通过机械臂将生球移动至落球 盘正上方； 通过控制机 械臂前端的电磁铁通电释放 生球使其下落至落球 盘； 采用工业相机获取落球 盘中的生球图像； 采用轻量级深度神经网络对生球图像进行分割； 根据分割结果检测生球是否存在裂缝； 若检测出生球裂缝， 则记录该生球出现裂缝前的下落次数， 并继续对下一个生球进行 检测； 若检测出生球不存在裂缝， 则继续对其进行 “抬高‑下落”操作； 完成十个生球的检测试验后， 将十个生球下落 次数的平均值记录为该批生球样品的落 下强度。 2.如权利要求1所述的磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测方法， 其特征在于， 所述 机械臂上的电磁铁到达所述落球盘上方0.01m处时， 控制所述电磁铁断电； 所述机械臂上的 电磁铁到达所述落球盘上方0.5m处时， 控制所述电磁铁通电。 3.如权利要求1所述的磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测方法， 其特征在于， 所述 轻量级深度神经网络由编 码器‑解码器、 跳连接融合、 扩张卷积层三个部 分构成； 其中， 编码 器‑解码器采用经典U ‑net深度网络模 型作为框架， 在 全连接卷积单元的每一端引入了批归 一化层； 扩张卷积层位于编 码器后端， 包含四个3 ×3的卷积层； 跳连接融合用于将编码层和 解码层中具有不同尺度的特 征图进行融合。 4.一种磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测系统， 其特 征在于， 包括： 机械臂， 用于对生球进行 搬运； 电磁铁装置， 安装于 机械臂前端， 用于吸取与释放 生球； 工业相机， 拍摄生球下落后的图像； 计算机， 连接所述机械臂、 电磁铁和工业相机， 控制所述机械臂 的移动、 电磁铁的通电 断电、 对所述工业相机拍摄的生球图像进行检测分析。 5.如权利要求4所述的磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测系统， 其特征在于， 所述 机械臂为六轴机械臂， 所述六轴机械臂的底座上方连接大臂， 所述大臂连接小臂， 所述小臂 连接手臂， 所述手臂前 方有执行器接口， 通过 所述执行器接口将电磁铁与机 械臂相连。 6.如权利要求4所述的磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测系统， 其特征在于， 所述 计算机和所述电磁铁之 间设置通电开关， 所述计算机控制通电开关进而控制所述电磁铁的 磁性。 7.如权利要求4所述的磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测系统， 其特征在于， 所述 机械臂下方设置落球 盘， 用于承接所述机 械臂释放的生球。 8.如权利要求4 ‑7任一所述的磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测系统， 其特征在 于， 所述系统还包括生球放置盘， 所述生球放置盘固定于六轴机械臂后方， 由支架和钢管 组 成， 所述钢管与水平面之间成3 0°夹角。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114972372 A 2一种磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测方 法与系统 技术领域 [0001]本发明涉及 生球质量检测领域， 具体涉及 一种磁吸式的球团矿生球落下强度检测 方法和系统。 背景技术 [0002]球团矿生球制造是炼钢工业中的重要环节， 其原料主要为铁精粉、 粘稠剂、 膨润土 等。 其中铁精粉一般占生球原料的90％以上。 生球的制造过程如下： 将铁精粉、 粘稠剂、 膨润 土等原材料加水混合后， 通过传送带送入高速旋转的圆盘造球机， 并从圆盘造球机上方用 喷水器补加 适量水分； 原材料随着圆盘的转动逐渐滚粘成大球， 最后在离心力的作用下从 圆盘下料 口排出并形成生球。 在制 造过程中需要对生球的质量进行监测， 以保证球团矿的 品质和生产过程的稳定 。 [0003]落下强度是生球的重要质量指标之一， 反映了生球在转运、 堆积过程中承受挤压 能力的强弱。 落下强度需要严格控制在一定范围内， 其值偏 高或偏低 都会降低后续的生产 效率和成品的质量。 因此， 需要对生球的落下强度进 行检测， 用于对生球制造过程进 行反馈 调节。 目前生球的落下强度仍采用人工检测法， 即， 工人从生球样品中选取一个生球， 将其 抬高至0.5m高处然后松手使生球自由下落至钢板上， 若下落后的生球未出现裂缝， 则重复 上述“抬高‑落下”操作， 直至生球表面出现裂缝或生球破碎， 然后记录该生球出现裂缝前的 总下落次数， 接着计算十个生球下落次数的平均值， 该平均值即为 生球的落下强度。 [0004]这种人工检测的方法存在以下缺点： (1)工人需重复 “抬高‑落下”生球， 操作过于 繁琐且耗时费力； (2)工人无法严格将生球抬高至0.5m高处， 导致每次下落高度存在偏差； (3)工人需肉 眼观察下落后的生球表面是否存在裂缝， 主观性 强， 易降低检测落下强度的准 确性， 不利于生球制造过程的优化控制。 发明内容 [0005]本发明提供一种磁吸式的球团矿生球落下强度自动检测方法和系统， 能够解决当 前人工检测方法中存在的劳动强度大而且效率低的问题， 实现自动检测 生球质量的目的。 为解决上述技术问题， 本发明提供一种磁 吸式的球团矿生球落下强度自动检测方法， 包括 如下步骤： [0006]通过控制机械臂上的电磁铁断电对生球进行取样， 并将生球移动到落球盘正上 方； [0007]通过控制机 械臂上的电磁铁通电释放 生球至落球 盘； [0008]较佳的， 所述机械臂 上的电磁铁达落球盘上方0.5m处时， 控制所述电磁铁通电； 所 述机械臂上的电磁铁 到达所述落球盘上方0.01m处时， 控制所述电磁铁断电； [0009]采用工业相机获取落球 盘中的生球图像； [0010]采用轻量级深度神经网络对生球图像进行裂缝分割； [0011]根据分割结果检测生球是否有裂缝；说　明　书 1/5 页 3 CN 114972372 A 3