用于检测设备、优选传送设备的方法与流程

1.本发明涉及一种根据专利权利要求1所述的用于检测设备的方法、根据专利权利要求16和17所述的用于执行这样的方法的不同检测系统、一种根据专利权利要求18所述的具有这样的检测系统的设备、以及一种根据专利权利要求19所述的具有用于实施这样的方法的程序代码的计算机程序产品。


背景技术：

2.传送带(还可以被称为输送带)通常被用于在采矿、工业领域和运输路线上运输尤其松散的传送物(例如散装货物，其例如呈石头、矿石、煤炭、谷物、颗粒物等形式)等。这样的传送带以连续闭合的方式被用于传送带设备或输送带设备中。传送带通常至少大体上由柔性材料(例如弹性体材料，例如硫化生橡胶，还被称为橡胶)制成，向该柔性材料嵌入沿牵引方向、运输方向或运动方向延伸的用于传递拉力的受拉载体或加强载体。对于须传送相对较大或较重的负载的传送带而言，这样的受拉载体尤其可以是钢索，其中对于较小的应用场景而言，纺织面料也常被用作受拉载体。
3.这样的传送设备(还可以被称为传送机)通常至少大体上在水平平面上延伸，使得传送设备的各个部件或设备零件布置在地面上。传送设备的部件(还可以被称为设备零件)通常包括至少一个驱动辊(其可以借助于驱动装置被驱动旋转)和在传送设备的相反端部处的至少一个转向辊。以连续闭合且被张紧的方式围绕驱动辊和转向辊放置传送带，从而使得传送带的上部区域(还可以被称为上运行段)可以借助于驱动辊的驱动装置沿一个方向运动，而传送带的下部区域(还可以被称为下运行段)可以沿相反的方向运动。
4.在驱动辊与转向辊之间通常布置有多个导辊，这些导辊在竖直方向上从下方支撑传送带的上运行段或下运行段。这样的导辊还可以被称为托辊。通常，在传送带的上运行段中，在横向方向上并排布置有多个且尤其是三个导辊，并且在此在外侧的导辊相对于水平面倾斜。因此，传送带的上运行段获得带开槽的形状，使得松散的散装货物可以在横向方向上侧向地在一定程度上保持在传送带的顶侧的表面上。
5.这样的传送设备例如可以被用于地下采矿或露天矿场中，例如以用于以如上所述的方式来运输呈硬煤、铁矿石、铜矿石等形式的被开采原料。在此，传送设备可以延伸数十公里，因此对于中型传送设备而言，闭合传送带的最长达40km的长度例如在露天矿场中是常见的。这样的传送设备例如可以具有120,000个导辊。
6.由于这样的传送物通常形成为尖锐且边缘锋利的，因此这些传送物在运输过程中且尤其由于其撞击传送带的顶侧的表面而可能导致传送带的柔性材料发生损坏。因此，传送带的弹性体材料可能在某些部位被去除并且由此被削弱。这甚至可能会造成直至达传送带底侧的裂口。在此，加剧的损坏可能延伸直至达受拉载体并且使其受损坏。这样的损坏还可能在纵向方向上切断受拉载体。当柔性材料不能再保护受拉载体免受外部影响(例如潮湿等天气影响)时，作为钢索的受拉载体还可能由于腐蚀而被损坏。
7.例如由于传送带在横向方向上的撕裂和/或由于沿纵向方向延伸穿过传送带的柔
性材料的裂缝，这样的损坏可能会导致传送设备失效。这可能导致此时位于传送带的上运行段上的传送物丢失以及导致对应的环境破坏。购买和装配新的传送带还可能引起工作量和成本。然而，尤其，由于传送设备停止运转以及可能由此导致的例如整个矿场、整个生产设备、整个港口码头、整个货运站等停止运转，可能会由于对应的生产能力或运输能力的损失而产生非常高的成本。还应注意的是，这样的传送带通常必须在较长的时间段内以分段的方式被制造、运输至使用地点并且在那被连续地闭合，这需要对应的时间过程或时间需求。
8.因此，通常必须定期检测这样的传送设备的设备零件和传送带，目的在于早期或及时识别损坏，从而避免这些损坏可能发展到可能导致传送带或传送设备如上所述地失效。此外，还应修复这样的损坏或者应能够按计划更换(预防性维护)传送带和/或设备零件。
9.通常，对传送设备和/或传送带的这种监测由如下人员进行，这些人员通常定期步行走过传送设备并且在此在运行期间用眼睛目视检查并且根据其经验评估传送设备的设备零件，例如，尤其是传送设备的底架和布置在机架上的导辊、以及传送带。人员在此还会注意导辊和/或传送带的运行噪声。人员在此进行的观察通常会被手写记录并且随后可以对其进一步进行评估。在传送设备连续运行时，这种监测或检测通常每天都会进行。这可以由同一人员或不同人员进行。在传送设备对应较长的情况下，多个人员也可以并行工作并且始终检测传送设备的不同区段或者始终检测相同区段。如果在检测时识别到损坏，那么可以对此采取措施。
10.不利之处在于，对传送设备和/或传送带的这种检测需要大量的人力和时间成本。这可能导致对应的成本。
11.同样不利的是，检测结果可能明显因人员而异以及尤其因人员的注意力和/或经验而异。在此，尤其无法在检测传送设备和/或传送带时实现标准化和统一操作，因为有太多的影响因素可能会影响检测品质。
12.不利之处还在于，传送设备至少在局部根本无法被人员接近或只能很艰难地被接近以进行检测。这可能是由于传送设备延伸穿过崎岖的地形。此外，传送设备或至少其导辊及其传送带可能明显与地面间隔开地延伸并因此对于人员而言可能难以或根本无法直接触及。在地下使用的传送设备也可能具有这些缺点。这可能使得对于人员而言对传送设备或传送带进行检测变得困难、危险和/或费力，或者甚至无法进行检测。
13.换言之，由人员来对传送设备或其设备零件和/或其传送带进行光学检测和/或声学检测可能会造成较高的成本。尤其，手动检测所有部件(例如沿传送设备的导辊)可能会非常耗时。由人员进行检测还可能给正常且可靠地监测传送设备的状态带来困难。因此，尤其由于传送设备的长度、传送设备的可接近性和/或传送设备的要被检测的部件的众多数量，在达到临界状态之前由人员及时维护传送设备的部件非常困难、效率低下或者只有在人力成本较高的情况下才能实现。此外，实践表明，人员成功识别到的传送设备的临界部件的比例通常不尽如人意，并且因此仍然存在传送设备或传送带发生严重破坏和失效(它们是由于之前没有被识别到的损坏而造成的)的高风险。
14.au 2019 204 926a1描述了一种用于识别传送机的有缺陷的轴承的系统节点。该系统节点包括位于对应位置的、用于采集传送机附近的噪声的麦克风。设有用于执行快速
傅里叶变换的控制器，以便获得所采集的噪声的频率特征曲线。基于频率特性来确定有缺陷的轴承的谐波。响应于对谐波的确定，控制器通过比较每个位置处的谐波振荡的相位而识别出有缺陷的轴承。
15.wo 2015 009467a1描述了一种检测具有相反侧面和一定长度的传送机的方法。传送机包括环形带和多个辊子结构，这些辊子结构沿传送机的长度的至少一部分以间隔开的关系布置并且布置在带的上运行面的下方，以便在带上传送材料期间支撑带。每个辊子结构均包括至少一个辊子，该至少一个辊子被构造和布置成在带传送材料期间绕某一轴线旋转。该方法使其上有传感器结构的无人驾驶车辆对准传送机的一侧并且使车辆沿传送机的长度区段移动，同时传感器结构在传送机运行期间获取关于带的至少一部分的状态和多个辊子结构的辊子的状态的数据。


技术实现要素：

16.本发明的目的在于，提供一种用于检测设备、尤其开篇所述类型的传送设备的方法，使得能够至少部分地克服或至少减少上述缺点。尤其应能够避免使用人力。附加地或替代性地，应提高检测品质。附加地或替代性地，应实现恒定的检测品质。尤其，这应当能够以尽可能简单、成本有效、实用、灵活或通用的方式来实现。至少应提供针对已知的这样的方法的替代方案。
17.根据本发明，该目的通过具有根据专利权利要求1所述特征的方法、具有根据专利权利要求16所述特征的检测系统、具有根据专利权利要求17所述特征的检测系统、具有根据专利权利要求18所述特征的设备、以及具有根据专利权利要求19所述特征的计算机程序产品来实现。在从属权利要求中描述了有利的改进方案。
18.因此，本发明涉及一种用于检测设备的方法，其中该设备尤其可以是如开篇所述的传送设备，但还可以是其他设备，例如生产设备、其他运输设备等，这将在下文中更靠后的地方更详细地描述。
19.该方法至少具有以下被自动实施的步骤：
20.·
采集设备的至少一个设备零件的光学数据；
21.·
采集设备的至少同一设备零件的声学数据；以及
22.·
联合评估所采集的光学数据和所采集的声学数据。
23.设备的该至少一个设备零件可以是设备的任何部件或任何区段。对于传送设备而言，这尤其可以是可旋转运动的部件，例如驱动辊、转向辊和导辊，这将在下文中更靠后的地方更详细地描述。这样的设备零件可以是可被充分接近的，从而使得可以采集设备零件的光学数据以及声学数据。
24.在传感技术上分别由适合的传感器来采集光学数据和声学数据，这将在下文中更靠后的地方更详细地描述。例如在控制单元等中以电子方式进行评估。因此，可以在不需要人员干预的情况下实施本发明方法的自动的或自行进行的流程。在此，根据本发明的方法可以完全在没有人员参与的情况下被执行并且优选地还可以被开始和/或结束。
25.在此，本发明基于以下认识：通过借助于适合的方法和算法进行组合评估(这将在下文中更靠后的地方更详细地描述)，可以使用光学数据和声学数据来检测设备，即，评估设备或设备的至少一个设备零件的状态，迄今为止只有由人员对这样的设备进行人工检测
才能知道这些情况。由此可以组合根据光学数据以及根据声学数据获取到的信息，从而可以提高检测品质。尤其，人的行为不再会对检测品质产生负面影响。由此，还可以实现恒定的高检测品质以及标准化的检测品质。
26.检测结果尤其可以是对设备的被检测的设备零件的当前状态的认识，因而尤其可以识别出磨损、损坏等。因此，尤其应在磨损、损坏等可能导致更大损失或甚至导致设备失效之前就能够识别出这样的磨损、损坏等。这尤其应使得可以及时修复识别到的磨损、识别到的损坏等。同样，这些认识可以被用于设备的下一次维护的前瞻性规划(预防性维护)。
27.在此，采集光学数据以及采集声学数据可以通过各种技术手段或其所对应的传感器来进行，这将在下文中更靠后的地方更详细地描述。
28.根据本发明的一方面，采集光学数据以及采集声学数据在时间上彼此并行地或者在时间上彼此偏移地进行。通过在时间上并行地采集光学数据和声学数据，可以简化采集数据彼此之间的时间分配。在必要时，还可以简化以并行的方式采集数据彼此之间的空间分配。通过以在时间上偏移的方式采集光学数据和声学数据，可以扩展采集的可能性。尤其，可以用其他技术手段、例如借助于无人机来采集光学数据，而例如借助于固定的传感器来采集声学数据，这将在下文中更靠后的地方更详细地描述。
29.根据本发明的另一方面，该方法至少具有进一步的步骤：
30.·
响应于联合评估，改变、优选终止设备的运行。
31.换言之，所采集的数据的评估结果可以被用于影响设备的运行。尤其在识别到被检测的设备零件有磨损或识别到损坏时，可以减少设备的运行或使用，以避免或至少减小磨损或损坏。尤其，评估结果还可以促使设备的运行被暂时终止或中断，以便尤其使识别到的磨损或识别到的损坏不会影响设备的运行。
32.根据本发明的另一方面，该方法至少具有进一步的步骤：
33.·
响应于联合评估，优选向至少一个使用者输出设备的至少一项信息。
34.将这样的信息输出到外部(例如输出给至少对根据本发明的方法采集到的数据执行评估的控制设备)可以实现以多种方式利用借助于评估所采集的数据而获取到的认识并且尤其将其存储在设备外部、进一步评估或用于其他目的。这尤其可以通过其他控制设备等进行。
35.替代性地或附加地，可以将该至少一项信息输出给使用者或人员，以向其告知所获取到的认识。例如可以通过屏幕、灯(尤其警示灯)等以视觉方式输出信息。附加地或替代性地，还可以藉由信号且尤其警示信号、藉由语音输出等以听觉方式向使用者输出信息。附加地或替代性地，例如还可以藉由移动终端设备(例如智能电话、平板电脑等)的振动以触觉方式向使用者输出信息。使用移动终端设备还可以例如借助于app实现向使用者进行听觉、视觉和/或触觉输出的组合。
36.根据本发明的另一方面，借助于优选处于悬停飞行的、正在飞行的至少一架无人机来采集光学数据。“无人机”被理解为可以相对于设备自行飞行并且可以通过适合的传感装置至少采集光学数据的无人驾驶飞行器。无人机可以优选被设计为四轴飞行器。因此，可以非常快速、灵活且与设备的地面无关地到达要被检测的设备零件并且可以在那采集光学数据。在此，在悬停飞行(无人机在空中处于某一位置)时执行采集光学数据可以提高所采集的光学数据的品质，因为这些光学数据不会被无人机的飞行运动干扰或相对较少地被干
扰。
37.根据本发明的另一方面，在采集光学数据时，无人机紧邻要被检测的设备零件。对此应理解的是，无人机足够靠近并且以其光学传感装置尽可能直接地且至少不阻挡光学传感装置的光学采集区域地对准要被检测的设备零件。这可以提高所采集的光学数据的品质。
38.根据本发明的另一方面，在rgb色彩空间和ir光谱中采集光学数据。换言之，光学数据在色彩方面在人类可见的电磁辐射光谱范围内以及在其红外范围内被采集。因此，光学数据还包括辐射测量数据。这可以为评估提供更多信息。尤其可以获取不同的光学信息并且随后将其相互组合，这将在下文中更靠后的地方更详细地描述。
39.根据本发明的另一方面，同样借助于优选处于悬停飞行的正在飞行的无人机、优选借助于该无人机的被定向的声学接收元件来采集声学数据。为此，尤其可以将无人机所具有的麦克风等用作声学传感装置。无人机的光学传感装置和声学传感装置尤其可以对准同一方向，以便能够同时且共同指向要被检测的设备零件。尤其可以同时采集光学数据和声学数据。由于无人机既能够采集光学数据、也能够采集声学数据，因此在任何情况下均可以使成本保持较低。由此还可以确保，同时采集光学数据和声学数据。由此还可以确保，采集同一设备零件的光学数据和声学数据。这可以改善评估。
40.根据本发明的另一方面，借助于设备的优选定向的一个声学接收元件或者借助于优选被定向的多个声学接收元件来采集声学数据。尤其可以使用麦克风等作为这样的声学传感装置。该声学传感装置可以作为声学接收元件尤其以固定的方式布置在设备上。以这种方式可以使例如借助于无人机采集光学数据的功能与借助于多个声学接收元件采集声学数据的功能在空间上并且在必要时还在时间上彼此分离。这可以实现以非常灵活、连续且尤其与无人机无关地采集声学数据。
41.尤其可以以这种方式将声学接收元件以固定的方式布置在至少一个固定的设备零件处并且优选布置在多个固定的设备零件处，针对每个设备零件优选分别布置有声学接收元件，以便在那采集声学数据。以这种方式，可以始终在设备的同一位置从位于该处的同一设备零件采集声学数据。
42.尤其附加地或替代性地，以这种方式，声学接收元件可以以固定的方式布置在至少一个可移动的设备零件(例如作为传送设备的设备的传送带)处，以便在那采集声学数据。因此，声学传感装置可以至少附加地或单独地以可一起移动的方式布置在传送设备内。以这种方式，可以从设备的被声学接收元件移动经过的那些位置以及从位于那里的设备零件采集声学数据。例如，借助位置数据(例如gps数据)和/或借助声学接收元件的时间戳可以将所采集的声学数据随后指配给设备上的特定位置。
43.根据本发明的另一方面，设备是具有在运行时连续闭合的传送带的传送设备，其中传送设备的设备零件驱动、转向和/或支撑传送带。以这种方式，根据本发明的方法的上述特性和优点可以被应用于传送设备。
44.根据本发明的另一方面，传送设备的设备零件是导辊。因此，根据本发明，尤其可以检测或监测导辊。这对于传送设备来说特别重要，因为使用了大量导辊并且这些导辊在工作时可能发生磨损或损坏。传送设备的导辊还被布置成分布在传送设备的整个纵向延伸方向上并且因此可能被定位在传送设备的对人员而言难以接近或根本无法接近的位置。如
上所述，这尤其可以通过使用无人机和/或固定的声学接收元件来改善。
45.根据本发明的另一方面，在时间上至少在传送带运转一整圈期间采集光学数据和采集声学数据。由此可以实现，通过根据本发明的方法可以以光学和/或声学的方式一次性完整地对传送设备的传送带进行采集。
46.根据本发明的另一方面，在采集时给所采集的光学数据和/或所采集的声学数据指配绝对位置信息或相对位置信息。因此，可以将所采集的数据指配给被检测的设备零件，这尤其可以在有多个要被检测的设备零件的情况下有助于例如给正确的设备零件指配从所采集的数据识别到的磨损或从所采集的数据识别到的损坏并且使得能够引入对应的措施，如上所述。
47.根据本发明的另一方面，在采集时给所采集的光学数据和/或所采集的声学数据指配距要被检测的设备零件的距离信息。由此可以提供在评估所采集的数据时可能有用的其他信息。
48.根据本发明的另一方面，在预定的时间点或以预定的时间间隔自动重复该方法。这可以实现对设备的定期或持续的检测或监测，这可以在没有使用者干预的情况下自动进行。
49.本发明还涉及一种用于检测设备、优选传送设备的检测系统，该检测系统具有：至少一个无人机，该至少一个无人机被设计成用于采集光学数据和声学数据；以及至少一个控制单元，该至少一个控制单元被设计成用于实施如上所述的方法。因此，可以提供一种检测系统，以实现对应的本发明方法的上述特性和优点。
50.本发明还涉及一种用于检测设备、优选传送设备的检测系统，该检测系统具有：至少一个无人机，该至少一个无人机被设计成用于采集光学数据；多个声学接收元件，这些声学接收元件被设计成用于采集声学数据；以及至少一个控制单元，该至少一个控制单元被设计成用于实施如上所述的方法。因此，可以提供一种替代性的检测系统，以实现对应的本发明方法的上述特性和优点。
51.本发明还涉及一种设备、优选传送设备，该设备具有至少一个如上所述的检测系统。因此，可以通过使用至少一个如上所述的根据本发明的检测系统来将已知的设备且尤其已知的传送设备改进成根据本发明的设备且尤其是根据本发明的传送设备，以便实现对应的本发明方法的上述特性和优点。
52.本发明还涉及一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码被存储在计算机可读介质上，用于实施如上所述的方法。换言之，本发明还涉及一种计算机可读介质，在其上存储有用于实施如上所述方法的程序代码。计算机可读介质可以是控制单元(例如计算机)的内部存储器、以及移动存储器(例如硬盘、cd、dvd、u盘、存储卡)、云服务器等。以这种方式，可以将根据本发明的方法提供给例如控制单元、尤其根据本发明的检测系统、尤其根据本发明的设备。
53.换言之，本发明所基于的构思在于，自动地(即，通过电子设备和由计算机实现的数据处理，例如通过无人机的支持)取代人类的和由人类控制的对尤其传送设备的视觉和声学检测过程。为了采集光学数据，无人机可以配备有至少一个光学图像采集单元，例如相机，例如rgb相机和/或ir相机。此外可以使用声学监测装置，例如麦克风，这些声学监测装置尤其能够以固定间隔记录音频数据。
54.这两种系统(即，例如借助于无人机自动采集光学数据和例如借助于麦克风自动采集声学数据)可以彼此并行且互补地工作或彼此独立地工作。这可能取决于环境条件和/或设备或传送带配置，例如矿场的传送设备的传送带(例如位于地下)具有壳体的比例或传送带不具有壳体的比例。
55.为了采集光学数据，无人机可以具有专用的测量仪器、至少一个光学图像采集单元，例如相机，如ir相机、rgb视频相机等。尤其可以采集具有深度信息的立体图像数据。此外，无人机本身可以具有至少一个声学采集装置，例如麦克风并且尤其是定向麦克风，以便能够额外地采集声学数据。
56.无人机还可以具有额外的传感装置，该传感装置可以采集设备或传送设备的其他信息。这例如可以是距离信息，以便能够在随后对所采集的数据进行评估时考虑到采集这些数据时无人机距设备零件的距离。例如，可以借助于无人机的激光雷达传感器(激光探测与测距)来采集这些信息。
57.此外，无人机可以具有诸如gps接收器的位置采集单元，以便识别自身位置并且尤其自行遵循预定的飞行轨迹并且沿预定的飞行轨迹、尤其在预定的飞行轨迹的具体的预定位置以悬停飞行的方式至少采集设备的设备零件的光学数据并且优选额外地采集其声学数据。所采集的数据可能由无人机存储并且随后被传输或直接以无线的方式被传输。
58.可以在使用前对无人机的传感装置进行校准。然后，可以指示无人机在设备旁并且尤其沿传送设备的传送带定期飞过预先限定的检测例程，并且在此通过采集光学数据以视觉的方式检测设备或传送设备的暴露的设备零件和/或其传送带。在必要时还可以采集声学数据以及其他信息。
59.无人机的配置和无人机的飞行例程可以通过飞行计划应用程序被编程到无人机中。因此，可以以计划且定期重复的方式执行对设备或传送设备的所有设备零件和/或传送带的完整检测计划。以这种方式还可以通过飞行计划或检测计划预先指定多个设备，以使无人机检测多个设备，从而不必为每个设备购买自己的无人机，而是一个无人机可以被用于多个设备。这可以对应地降低购置成本和运行成本。
60.具有其传感装置的无人机可以被训练用于以下目的：监测设备的特定位置并且始终在悬停不动的位置逐步记录照片材料和/或视频材料作为限定检测地点的光学数据或光学和视觉数据，然后无人机飞往下一检测点。例如，检测点可能位于设备旁边的两侧并且尤其位于传送设备的传送带旁边。
61.在完成计划的例程或飞行路线之后，无人机可以自行飞回其“大本营”来为电池或蓄电池充电并且为下一次飞行做准备。替代性地，还可以(尤其自动地)更换电池或蓄电池，以便更快地使无人机再次可用。在充电期间，所采集的或所记录的光学数据可以从无人机的内部存储器例如被下载至设备的控制单元或单独的控制单元，并且在必要时藉由连接的iot网关被上传至云数据后端。上传成功后，可以再次释放无人机的内部存储器以用于下一次的飞行数据。
62.除了无人机的声学传感装置之外或替代于此，可以沿设备且尤其沿传送设备或沿传送带在特定位置或者以特定距离(例如以大约20m至大约25m的距离)安装声学监测装置。这些声学监测装置(例如麦克风且尤其是定向麦克风)可以单独、成组或共同独立地(例如以电池、蓄电池和/或太阳能供电的方式)运行或者可以藉由供电线缆与供电网相连接。声
学监测装置可以被设计成能够在工业环境中使用，例如通过使用具有对应的或足够的ip等级保护的壳体。
63.声学监测装置可以被设计成通过诸如wifi、lorawan等技术或其他这样的方法在彼此间进行无线通信，或者声学监测装置可以藉由与端点(例如边缘设备)的连接而以有线连接的方式、例如藉由线缆芯线相连接。这同样适用于声学监测装置与上级控制单元等的数据连接。声学监测装置同样可以被设计成将其所采集的声学数据借助于无线数据传递、经由相对较短的信号路径发送至上述无人机，这可以例如在距离足够小的情况下由无人机在其飞行路线上启动。因此，声学监测装置的所采集的声学数据可以相应地被传送至无人机，使得无人机和声学监测装置的所采集的数据随后可以(以如上所述的方式)从无人机例如被上传至控制单元、数据存储器等。
64.声学监测装置例如可以记录样本(录音、音频样本)，例如呈其周围环境的大约两分钟的声学记录的形式。声学监测装置可以以限定的时间间隔(例如全天分布地)定期记录这些样本。在声学监测装置将录音采集为声学数据之后，声学监测装置可以将所采集的声学数据例如自行或藉由端点(例如边缘设备)例如上传至上文提及的云后端存储器。在声学监测装置将所采集的声学数据例如成功发送到云端之后，出于节约能量的原因可以使声学监测装置进入休眠状态或自行过渡到休眠状态，直至声学监测装置自动地在下一次录制和上传间隔期间被再次唤醒。
65.基于所采集的数据，通过例如可以借助于上文提及的控制单元执行的对应评估，可以识别或确定设备或传送设备的特性。尤其可以以这种方式识别或确定设备或传送设备的损坏。尤其，在损坏可能导致设备或传送设备发生严重破坏和/或失效或停止运转之前就可以在早期阶段识别或确定这些损坏。这尤其适用于设备或传送设备的可移动的或被驱动的设备零件和/或传送设备的传送带。通过所采集的光学数据和/或声学数据，尤其可以将未对准的导辊或甚至不转动的导辊识别为空转导辊或被卡住的导辊。
66.为此，所采集的光学和/或声学数据可以尤其通过控制单元、且尤其作为被上传到该控制单元可以访问的数据存储器上的数据由两种不同的ai(artificial intelligence，人工智能)算法来被分析。
67.这可以是卷积神经网络(convolutional neural network，简称为cnn或convnet)，其可以评估例如作为照片材料且尤其作为光学rgb数据和光学ir数据的光学图像数据，其方式为：神经网络首先识别rgb图像中的感兴趣成分，然后将相应rgb帧中的感兴趣区域与ir图像材料中的相同帧进行比较。这可以通过比较每个单帧的时间戳以及查看具有完全相同时间戳的单帧来进行。神经网络的算法可以研究ir图像材料中的感兴趣区域并且根据经限定的标准将感兴趣区域分类为临界或非临界。可以将在单帧中发现的缺陷与gps数据相结合，以便在现场沿传送设备的传送带定位该缺陷。
68.支持向量机(support vector machine)算法可以将所记录的音频文件作为采集到的声学数据进行分析并提取时间谱和频谱中的特征。支持向量机算法可以以特定频率(这些频率可以指示设备的相关部件的缺陷情况)的较大范围的缺陷集被训练。基于经限定的标准，支持向量机算法可以将音频文件分类为临界或非临界。在第一步骤中，尤其可以以二进制的方式将音频文件评估为有缺陷/无缺陷。随后在第二步骤中，可以将识别到的缺陷分类到不同的类别中，例如：轴承损坏、与皮带摩擦造成辊套损坏等。
69.这还可以是卷积神经网络与支持向量机算法的组合。
70.设备操作员的客户门户可以作为图形用户界面(grafical user interface，gui)以直观的可视化方式向使用者显示根据本发明的设备检测的结果以及所有临界发现结果(这些临界发现结果可以根据作为视觉文件或听觉文件的所采集的光学数据和/或声学数据得出)并在必要时自行输出或发送有关最临界部件的警示。这可以让使用者更详细地了解设备的状态。可以由使用者或操作员主动规划设备维护，这可以降低他们的工作量和/或提高设备的可用性。在设备产生严重故障之前，可以由控制单元及时生成警示消息。
71.尤其有利的是，无人机可以到达更高的高度并且可以在几乎所有情况下都可靠地监测或检测设备。尤其可以降低人发生事故的风险。可以每天记录或采集经限定的位置的图像(ir、拍照)、噪声测量值、gps数据等，以便可以自动地且以数据控制的方式执行监测或检测过程。因此，为了精确测量和检测目的而使用无人机可以降低维护成本并节省时间。检测方法、检测品质和数据品质可以以较高水平被标准化并且尤其可以与人员及其经验、能力和注意力无关地获得。
72.例如，这样的根据本发明的对设备的监测或检测还可以被用于检测工业软管和海上软管、检测铁路基础设施、检测农田和农作物、以及检测转运散装货物的港口。尤其可以(以如上所述的方式)检测传送设备。
附图说明
73.下面结合以下附图阐述本发明的一个实施例和其他优点。在附图中：
74.图1示出在执行本发明方法时的呈传送设备形式的设备的示意性立体图，该设备具有根据本发明的检测系统；以及
75.图2示出根据本发明的方法的流程图。
76.附图标记清单
77.a
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传送方向；运行方向；运动方向
78.x
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纵向方向；深度
79.y
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横向方向；宽度
80.z
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竖直方向；高度
81.x，y水平平面；水平面
[0082]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
设备；传送设备
[0083]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑元件；支撑柱
[0084]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
承载结构；框架；底架
[0085]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
设备零件；部件；导辊
[0086]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀ
传送带
[0087]
13a
ꢀꢀꢀꢀ
传送带13的上运行段
[0088]
13b
ꢀꢀꢀꢀ
传送带13的下运行段
[0089]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
声学接收元件；声学监测装置；麦克风
[0090]
14a
ꢀꢀꢀꢀ
麦克风14的线缆连接
[0091]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制单元
[0092]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
无人机降落场
[0093]
16a
ꢀꢀꢀꢀ
无人机降落场16的线缆连接
[0094]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0095]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
无人机
[0096]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传送物；散装货物
[0097]
100a 采集光学数据
[0098]
100b 采集声学数据
[0099]
200
ꢀꢀꢀꢀ
联合评估所采集的光学数据和所采集的声学数据
[0100]
300
ꢀꢀꢀꢀꢀ
改变或终止设备1的运行
[0101]
400
ꢀꢀꢀꢀ
输出设备1的至少一项信息
具体实施方式
[0102]
在笛卡尔坐标系中对上述附图进行描述，该笛卡尔坐标系具有纵向方向x、与纵向方向x垂直地定向的横向方向y、以及与纵向方向x和横向方向y垂直地定向的竖直方向z。纵向方向x还可以被称为深度x，横向方向y还可以被称为宽度y，并且竖直方向z还可以被称为高度z。纵向方向x和横向方向y共同构成水平平面x、y，该水平平面还可以被称为水平面x、y。
[0103]
在图1中观察到呈传送设备1形式的设备1。传送设备1借助于呈支撑柱10形式的支撑元件10竖立在地面(未标明)上。承载结构11由支撑柱10保持并且在竖直方向z上与地面间隔开。承载结构11还可以被称为框架11或底架11。
[0104]
在承载结构11上布置有传送设备1的不同的设备零件12，这些设备零件还可以被称为传送设备1的部件12。设备零件12包括布置在传送设备1的一个端部处的驱动辊(未展示)、布置在传送设备1的相反端部处的转向辊(未展示)、以及布置在它们之间的多个导辊12。围绕设备零件12延伸有闭合的传送带13，该传送带在竖直方向z上在上方形成上运行段13a并且在竖直方向z上相反地在下方形成下运行段13b。借助于驱动辊，传送带13可以以环绕的方式运动，因此传送带13的上运行段13a在纵向方向x上沿传送方向a(该传送方向还可以被称为运行方向a或运动方向a)运动。传送物3(尤其作为散装货物3)可以被接纳在传送带13的上运行段13a的顶侧或外侧(未标明)并且可以沿传送方向a随传送带13一起被运输。
[0105]
使用根据本发明的检测系统14、2并且由此将上述已知的传送设备1改进成根据本发明的传送设备1，以便尤其在传送带13及设备零件12(尤其导辊12)的状态方面对传送设备1进行检测。
[0106]
为此，一方面使用无人机2，该无人机具有用于采集光学信号的、呈rgb相机和ir相机形式的光学传感装置，因此所采集的光学信号可以用光学数据来表示。这些光学数据可以首先由无人机存储，以便能够在飞行路线的各个位置处采集大量光学数据。如果无人机在完成飞行路线后降落在传送设备1的区域中的无人机降落场16上，那么所存储的光学数据可以以无线的方式或以有线的方式被直接发送至控制单元15或者首先被发送至无人机降落场16的接收单元(未展示)，该接收单元随后可以将接收到的光学数据经由线缆连接16a转发给控制单元。无人机2还可以在无人机降落场16上被再次充电，以便为下次飞行路线做好准备。
[0107]
另一方面，作为根据本发明的检测系统14、2的组成部分，多个声学接收元件14沿
传送设备1固定地布置。这例如可以在支撑柱10的上端部处进行。声学接收元件14被设计为用于采集声学信号(即，空气声)的声学传感装置，因此所采集的声学信号可以用声学数据来表示。声学接收元件14还可以被称为声学监测装置14并且可以被实现为麦克风14。麦克风14可以借助于线缆连接14a与控制单元15相连接。在此，麦克风14各自朝向设备零件12被定向，以采集在传送设备1运行时设备零件12所产生的噪声。这可以通过使用壳体17而得到支持，该壳体至少在截面上局部地包围传送设备1并且由此可以至少降低来自传送设备1外部的噪声。
[0108]
因此，在传送设备1运行时，可以以如下方式实施根据本发明的方法，以检测或监测设备零件12并且由此尤其尽可能早期地识别磨损和损坏。
[0109]
在根据本发明的方法的第一步骤100a中，借助于无人机2来采集呈导辊12形式的恰好一个设备零件12的光学数据，为此该无人机在横向方向y上紧邻要被检测的导辊12且与其充分间隔开地处于悬停飞行。无人机2的呈rgb相机和ir相机形式的光学传感装置在此共同指向要被检测的导辊12。在此，既可以采集照片、也可以采集视频作为光学数据。将所采集的光学信息存储为上述光学数据。
[0110]
在进一步的步骤100b中，采集至少同一导辊12的声学数据。这可以通过无人机2的对应的声学传感装置(例如定向麦克风)来进行，从而使得所采集的声学数据的所采集的光学数据可以在时间上以及在空间或位置上被指配给同一导辊12。替代性地且优选地，步骤100b还可以通过至少一个麦克风14来进行，该至少一个麦克风被布置得足够靠近要被检测的导辊12，以采集声学信息(这些声学信息至少还可能是由要被检测的导辊12引起的)。然而，在步骤100b的范围内，也可以由多个麦克风14且尤其所有麦克风14来采集声学信息，这些声学信息能够分别被指配给对应的麦克风14。随后，例如可以根据采集数据的时间点来将导辊12的由无人机2所采集的光学数据指配给同一导辊12的由麦克风14所采集的对应声学数据。
[0111]
随后，可以将所采集的数据提供给控制单元15并且(以如上所述的方式)存储在其中，该控制单元可以是根据本发明的检测系统14、2的单独的控制单元15或者是传送设备1的已经存在的控制单元15。随后，在进一步的步骤200中，借助于适合的方法和算法，由控制单元15对所采集的光学数据和所采集的声学数据进行联合评估。在该评估的范围内，可以确定被检测的导辊12的相应状态和/或传送带13的状态并且在必要时对其进行分类。
[0112]
在进一步的步骤300中，响应于联合评估200，如果在评估的范围内例如识别到损坏，那么可以改变且尤其终止传送设备1的运行。附加地或替代性地，在另进一步的步骤400中，可以响应于联合评估200向至少一个使用者输出传送设备1的至少一项信息，以便向使用者告知评估结果。

技术特征：
1.一种用于检测设备(1)的方法，其中该方法至少具有以下被自动实施的步骤：
·
采集(100a)该设备(19)的至少一个设备零件(12，13)的光学数据；
·
采集(100b)该设备(19)的至少同一设备零件(12，13)的声学数据；以及
·
联合评估(200)所采集的光学数据和所采集的声学数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集(100a)光学数据和采集(100b)声学数据在时间上彼此并行地进行或者在时间上彼此偏移地进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于至少进一步的步骤：响应于联合评估(200)，改变(300)、优选终止(300)该设备(1)的运行。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于至少进一步的步骤：响应于联合评估(200)，优选向至少一个使用者输出(400)该设备(1)的至少一项信息。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助于优选处于悬停飞行的、正在飞行的至少一架无人机(2)来采集(100a)光学数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在采集(100a)这些光学数据时，该无人机(2)紧邻要被检测的设备零件(12，13)。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在rgb色彩空间和ir光谱中采集(100a)光学数据。8.根据权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，同样借助于优选处于悬停飞行的、正在飞行的无人机(2)，优选借助于该无人机(2)的被定向的声学接收元件来采集(100a)声学数据。9.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，借助于该设备(1)的优选定向的一个声学接收元件(14)或者借助于优选被定向的多个声学接收元件(14)来采集(100a)声学数据。10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该设备(1)是具有在运行时连续闭合的传送带(13)的传送设备(1)，其中该传送设备(1)的设备零件(12)驱动、转向和/或支撑该传送带(13)。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该传送设备(1)的设备零件(12)是导辊(12)。12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在时间上至少在该传送带(13)运转一整圈期间采集(100a)光学数据和采集(100b)声学数据。13.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在采集(100a，100b)时给所采集的光学数据和/或所采集的声学数据指配绝对位置信息或相对位置信息。14.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在采集(100a，100b)时给所采集的光学数据和/或所采集的声学数据指配距要被检测的设备零件(12，13)的距离信息。15.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，
在预定的时间点或以预定的时间间隔自动重复该方法。16.一种用于检测设备(1)、优选传送设备(1)的检测系统(14，2)，该检测系统具有：至少一个无人机(2)，该至少一个无人机被设计成用于采集光学数据和声学数据；以及至少一个控制单元(15)，该至少一个控制单元被设计成用于实施根据权利要求1至8和10至15之一所述的方法。17.一种用于检测设备(1)、优选传送设备(1)的检测系统(14，2)，该检测系统具有：至少一个无人机(2)，该至少一个无人机被设计成用于采集光学数据；多个声学接收元件(14)，这些声学接收元件被设计成用于采集声学数据；以及至少一个控制单元(15)，该至少一个控制单元被设计成用于实施根据权利要求1至7和9至15之一所述的方法。18.一种设备(1)、优选传送设备(1)，该设备具有至少一个根据权利要求16或17所述的检测系统(14，2)。19.一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码被存储在计算机可读介质上，用于实施根据权利要求1至15之一所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种用于检测设备(1)的方法，其中该方法至少具有以下被自动实施的步骤：


技术研发人员：阿克塞尔
受保护的技术使用者：康蒂泰克传送带系统有限公司
技术研发日：2021.09.02
技术公布日：2023/7/4