1、 1.1 我國(guó)起重機(jī)械事故的現(xiàn)狀 起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，被廣泛的應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸、安裝和人員的輸送等作業(yè)中，從而大大減輕了體力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。一些起重機(jī)械還能生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 我國(guó)在用的起重機(jī)械大約有180多萬(wàn)臺(tái)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和老工業(yè)基地的振興和搬遷改造，在用設(shè)備的數(shù)量一直被刷新，并且每年新安裝的數(shù)量以15%的速度遞增，但是，起重機(jī)械事故也隨之增加。 2001年7月17日，上 海滬東造船廠一座正在 安裝的600t龍門吊轟然 倒塌，造成1億元的經(jīng) 濟(jì)損失，事故造成36人 死亡，2人重傷，1人輕傷。

2、死亡人員中，電建公司4人，機(jī)器人中心9人(其中有副教授1人，博士后2人，在職博士1人)，滬東廠23人。 2007年4月18日7 時(shí)53分，遼寧鐵嶺市 清河特殊鋼有限公司 發(fā)生鋼水包整體脫落 事故，一臺(tái)60噸鋼水 包在吊運(yùn)過(guò)程中傾覆， 鋼水涌向一個(gè)工作間， 造成正在開班前會(huì)的32人死亡，6人重傷，直接經(jīng)濟(jì)損失866.2萬(wàn)元 。 絕大多數(shù)起重機(jī)的取物裝置都是吊鉤，吊鉤是起重機(jī)械中重要的零部件，一旦發(fā)生吊鉤斷裂或者開口度增加引發(fā)鋼絲繩的脫出情況，那么任何的安全保護(hù)都無(wú)法阻擋事故的發(fā)生，輕則吊物摔壞、設(shè)備被砸，重則出現(xiàn)人身傷亡事故，特別是在冶金、易燃易爆、危險(xiǎn)品場(chǎng)合工作的起重機(jī)械，如果發(fā)生事故，那后果

3、真是無(wú)法估計(jì)。 吊鉤的表面不允許存在裂紋，否則報(bào)廢 。 吊鉤應(yīng)檢查開口度，其值超過(guò)使用前基本尺寸的15時(shí)，應(yīng)報(bào)廢。危險(xiǎn)斷面磨損值超過(guò)使用前基本尺寸的10時(shí)，吊鉤應(yīng)報(bào)廢。 檢查吊鉤的扭轉(zhuǎn)變形，當(dāng)鉤身的扭轉(zhuǎn)角超過(guò)10時(shí)，吊鉤應(yīng)報(bào)廢。 傳統(tǒng)測(cè)量方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且一些尺寸的檢測(cè)需要對(duì)吊鉤進(jìn)行拆卸，這樣更增加了檢測(cè)的難度，所以，大多的檢測(cè)人員對(duì)這些尺寸只能進(jìn)行估計(jì)或者忽略，而且工具各異、結(jié)果誤差大，很難對(duì)吊鉤尺寸變化進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的報(bào)廢判定。 本課題主要針對(duì)于吊鉤的開口度、危險(xiǎn)斷面磨損量進(jìn)行測(cè)量,為了減少測(cè)量時(shí)發(fā)生的偶然誤差,使用了面陣ccd攝像頭,提供相對(duì)比較準(zhǔn)確的傳感器件,拍照成像，然后通過(guò)軟件程

4、序調(diào)取圖片，進(jìn)行邊緣提取、二值化處理、局部放大等處理，得出完整的圖像。然后通過(guò)代碼程序得出危險(xiǎn)斷面和開口度的像素點(diǎn)，得出實(shí)際檢測(cè)的尺寸數(shù)值，最后再通過(guò)程序調(diào)取制造吊鉤的原始尺寸和實(shí)際檢測(cè)尺寸數(shù)值進(jìn)行比較。 ccd圖像傳感器可直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn) 。 其顯著特點(diǎn)是：1.體積小重量輕；2.功耗小，工作電壓低，抗沖擊與震動(dòng)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)；3.靈敏度高，噪聲低，大；4.響應(yīng)速度快，有自掃描功能，圖像畸變小，無(wú)殘像；5.應(yīng)用超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)生產(chǎn)，像素集成度高，尺寸精確，商品化生產(chǎn)成本低。 鍛造吊鉤 片式吊鉤如圖是

5、吊鉤在起升載荷時(shí)的受力簡(jiǎn)圖和應(yīng)力分布圖。圖中有三個(gè)危險(xiǎn)斷面，分別是鉤身危險(xiǎn)斷面a-a、鉤身危險(xiǎn)斷面b-b、鉤柄尾部的螺紋部位c-c。三個(gè)危險(xiǎn)截面受力有明顯的不同：（1） 鉤身危險(xiǎn)斷面a-a其鉤身部分應(yīng)力最大的斷面為a-a因?yàn)槠鹕d荷的偏心拉力，所以該斷面受到彎曲和拉伸組合應(yīng)力作用。斷面內(nèi)側(cè)應(yīng)力為最大拉應(yīng)力，斷面外側(cè)為最大壓應(yīng)力。（2） 鉤身危險(xiǎn)斷面b-b雖然受力不如a-a斷面大，卻是吊索強(qiáng)烈磨損的部位。隨著斷面面積減小，承載能力下降，應(yīng)按實(shí)際磨損的斷面尺寸計(jì)算。（3） 鉤身危險(xiǎn)斷面c-cc-c是螺紋根部應(yīng)力集中，由于制造中對(duì)工藝要求這里需要有退刀槽，這樣勢(shì)必容易產(chǎn)生集中應(yīng)力、容易受到腐蝕，會(huì)在

6、缺陷處斷裂。 傳統(tǒng)檢測(cè)方法必須將吊鉤拆卸下來(lái)，才能檢測(cè)到該處的尺寸。 整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)主要由光學(xué)照明系統(tǒng)、ccd成像系統(tǒng)、圖像采集及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、程序邊緣提取、輸出判定結(jié)果和數(shù)據(jù)終端顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)組成 。 鉤頭取樣 本課題是研究將ccd成像系統(tǒng)應(yīng)用于吊鉤鉤頭的檢測(cè)，通過(guò)ccd相機(jī)的拍照取樣，調(diào)取成像的圖片，對(duì)圖片進(jìn)行邊緣提取、局部放大、二值化處理等，將吊鉤鉤頭的開口度、危險(xiǎn)斷面的檢測(cè)實(shí)際尺寸通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，并和吊鉤鉤頭的原始尺寸或出廠尺寸進(jìn)行比較，得出判定結(jié)論并保存存檔。 通過(guò)這套吊鉤檢測(cè)系統(tǒng)可以大大的減輕吊鉤檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作效率，減小使用單位在檢測(cè)過(guò)程中的人力、物力的配合，有可追溯性、非接觸式檢測(cè)、檢測(cè)速度快、精度高、方便攜帶、對(duì)環(huán)境不敏感等特點(diǎn)。 該檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)階段還只是停留在二維空間的檢測(cè)上，以后將繼續(xù)開發(fā)三維空間上的檢測(cè)，將對(duì)鉤頭扭