基于开口度和扭转角的吊钩形变检测算法

吴良成，郭 玲

(南京理工大学自动化学院，江苏 南京 210094)

0 引 言

在传统方法中，吊钩开口度、危险磨损断面以及扭转变形等尺寸变化，采用如游标卡尺、千分尺、卡钳等检测，测量方法看似简单，在实际操作中却存在问题，比如吊钩扭转变形，必须把吊钩拆下，在专用平台上用划线法测得。在传统测量方法中，工具的差异将导致结果误差较大，很难对吊钩几何尺寸变化进行迅速、准确的报废判断。由于吊钩的报废标准主要是检测吊钩的开口度、危险磨损断面以及扭转变形等尺寸，所以吊钩的几何尺寸测量在其检测中是重中之重。在起重机械安全规程中规定，当吊钩出现下列情况之一时[1]，应予以报废：

1)吊钩存在裂纹。

2)危险断面磨损达原尺寸的10%。

3)开口度比原尺寸增加15%。

4)扭转变形超过10°。

5)危险断面或吊钩颈部产生塑性变形。

6)当板钩衬套磨损达原尺寸的50%时，应报废衬套。

7)当板钩心轴磨损达原尺寸的5%时，应报废心轴。

本文从完整吊钩三维点云数据[2-3]着手，首先根据基于随机采样一致性的算法[4]对点云模型进行分割，获取钩柄圆柱模型；对圆柱模型进行中轴提取得到单位方向向量以及其上一点；采用点云分割算法[5]以及对称面提取算法，获取吊钩形变以及不形变部分的对称面来计算扭转角；根据圆柱中轴与吊钩的交点以及中轴单位方向向量与垂直于钩柄对称面的向量决定的平面，获取开口度的2个参照点来计算开口度的大小，完成吊钩的形变检测[6]。……