(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 202210708616.9 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 徐州飞宇机 械科技有限公司 地址 221300 江苏省徐州市邳州市碾庄镇 碾庄工业园 (72)发明人 邓全巧　倪琪琪　许凤全　 (74)专利代理 机构 南昌新赣铭创专利代理事务 所(普通合伙) 36147 专利代理师 王臻巍 (51)Int.Cl. B23D 29/00(2006.01) B23D 33/00(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06V 10/40(2022.01)G06V 10/764(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置及 其限制方法 (57)摘要 本申请涉及智能制造的领域， 其具体地公开 了一种棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置 及其限制方法， 其通过深度神经网络模型对棘轮 式电缆剪在切割电缆过程中的切割阻力随时间 变化的曲线图以及所述曲线图的频域特征信息 进行隐含特征提取， 从而综合这两者的特征信息 来对是否产生预警信号进行判断， 进一步再对两 者的特征分布进行归一化， 以实现频域特征向量 的特征分布向着图像特征向量的特征分布的聚 合性， 从而提高所述频域特征向量的特征分布的 稠密度， 并且还促进了所述特征向量间的特征分 布的相似性， 提高融合效果。 这样， 就能够对棘轮 式电缆剪的最大过切深度进行限制， 以保护电缆 的内部绝 缘层和内芯不受损坏。 权利要求书2页 说明书12页 附图4页 CN 114985826 A 2022.09.02 CN 114985826 A 1.一种棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其特征在于， 包括： 阻力时域图获取模 块， 用于获取由阻力 传感器采集的棘轮式电缆剪在切割电缆过程中的切割阻力随时间变化 的曲线图； 阻力曲线图编码模块， 用于将所述切割阻力随时间变化的曲线图通过图像编码 器以得到图像特征向量， 其中， 所述图像编码器使用第一卷积神经网络对所述切割阻力随 时间变化的曲线图进行编码； 域转换模块， 用于基于傅里叶变化从所述切割阻力随时间变 化的曲线图中提取多个频域特征； 频域序列编码模块， 用于将所述多个频域特征通过包含 一维卷积层的序列编码器以得到频域特征向量； 图像特征校正单元， 用于对所述图像特征 向量进行校正以得到校正后图像特征向量； 频域特征校正单元， 用于基于所述图像特征向 量， 对所述频域特征向量进行校正以得到校正后频域特征向量； 特征向量融合单元， 用于融 合所述校正后频域特征向量和所述校正后图像特征向量以得到 分类特征向量； 以及剪切预 警单元， 用于将所述分类特征向量通过分类器以得到分类结果， 所述分类结果用于表示是 否产生预警提 示。 2.根据权利要求1所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述第 一卷积 神经网络的各层在层的正向传递中分别进行： 对输入数据进行卷积处理以得到卷积特征 图； 对所述卷积特征图进行基于局部特征矩阵的均值池化以得到池化特征图； 以及对所述 池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图； 其中， 所述第一卷积神经网络的最后一层 的输出为所述图像特征向量， 所述第一卷积神经网络的第一层的输入为所述切割阻力随时 间变化的曲线图。 3.根据权利要求2所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述域转换模 块， 进一步用于： 对所述切割阻力随时间变化的曲线图进行傅里叶变换后以获得所述切割 阻力随时间变化的曲线图在各个谐波频率下的数值； 以及将所述切割阻力随时间变化的曲 线图在各个谐波频率下 的数值进行排列以获得所述切割阻力随时间变化的曲线图的所述 多个频域特 征。 4.根据权利要求3所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述频域序列 编码模块， 包括： 输入向量构 造单元， 用于将所述多个频域特征按照时间维度排列为特征输 入向量； 一维卷积编码单元， 用于使用所述序列编码器的一维卷积层以如下公式对所述特 征输入向量进行一维卷积编码以提取出所述特征输入向量中各个位置的特征值间的高维 隐含关联 特征， 其中， 所述公式为： 其中，a为卷积核在 x方向上的宽度、 F为卷积核参数向量、 G为与卷积核函数运算的局部 向量矩阵， w为卷积核的尺寸。 5.根据权利要求4所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述图像特征 校正单元， 进一步用于基于所述图像特征向量的整体特征表示， 对所述图像特征向量进行 自归一化以得到所述校正后图像特 征向量。 6.根据权利要求5所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述图像特征 校正单元， 进一步用于： 计算所述图像特征向量中所有位置的特征值的加和 值与一的加和 值的对数函数值作为所述图像特征向量的整体特征表示； 以及以所述图像特征向量中各个权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114985826 A 2位置的特征值与一的加和 值的对数函数值分别除以所述所述图像特征向量的整体特征表 示以得到所述校正后图像特 征向量。 7.根据权利要求6所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述频域特征 校正单元， 进一步用于： 计算所述图像特征向量中所有位置的特征值的加和 值与一的加和 值的对数函数值作为所述图像特征向量的整体特征表示； 以及以所述频域特征向量中各个 位置的特征值与一的加和 值的对数函数值分别除以所述所述图像特征向量的整体特征表 示以得到所述校正后频域特 征向量。 8.根据权利要求7所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述特征向量 融合单元， 进一步用于： 以如下公式融合所述校正后频域特征向量和所述校正后图像特征 向量以得到所述分类特 征向量； 其中， 所述公式为： 其中， 为所述分类特征向量， 为所述校正后图像特征向量， 为所述校正后频域 特征向量， “ ”表示所述校正后图像特征向量和所述校正后频域特征向量相对应位置处的 元素相加， 为用于控制所述分类特征向量中所述校正后图像特征向量和所述校正后 频域特征向量之间的平衡的加权参数。 9.根据权利要求8所述的棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置， 其中， 所述剪切预警 单元， 进一步用于： 使用所述分类器以如下公式对所述分类特征向量进行处理以获得所述 分类结果， 其中， 所述公式为： ， 其中， 到 为 权重矩阵， 到 为偏置向量， 为所述分类特 征向量。 10.一种棘轮式电缆剪的最大过切深度限制装置的限制方法， 其特征在于， 包括： 获取 由阻力传感器采集的棘轮式电缆剪在切割电缆过程中的切割阻力随时间变化的曲线图； 将 所述切割阻力随时间变化的曲线图通过图像编码器以得到图像特征向量， 其中， 所述图像 编码器使用第一卷积神经网络对所述切割阻力随时间变化的曲线图进 行编码； 基于傅里叶 变化从所述切割阻力随时间变化的曲线图中提取多个频域特征； 将所述多个频域特征通过 包含一维卷积层的序列编 码器以得到频域特征向量； 对所述图像特征向量进 行校正以得到 校正后图像特征向量； 基于所述图像特征向量， 对所述频域特征向量进行校正以得到校正 后频域特征向量； 融合所述校正后频域特征向量和所述校正后图像特征向量以得到 分类特 征向量； 以及将所述分类特征向量通过分类器以得到分类结果， 所述分类结果用于表示是 否产生预警提 示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114985826 A 3