CN106362957A - 一种煤矸石分离系统和分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种煤矸石分离系统和分离方法，主要由分流装置、双视觉识别装置、控制装置和机械臂抓取装置组成。其中，分流装置布置多级可调式分流挡板，通过将煤矸石流合理地进行分流，可将煤矸石的大致位置确定，减少了定位和控制成本；双视觉识别装置在采用红外热成像识别和灰度识别，采样所得数据参数传递于控制模块，减小识别定位的难度，提高识别率，通过两种不同的识别方式，减少漏选错选等可避免的现象；采用PLC控制三自由度机械手臂进行随动抓取，在固定流道中布置二爪机械手，煤和矸石的识别效率和抓取效率较高，控制方法较为简便，随动过程减小煤矸石流由于速度过快带来的惯性冲击力。

Description

一种煤矸石分离系统和分离方法

技术领域

本发明属于煤矿机械技术领域，具体涉及一种煤矸石分离系统和分离方法，用于煤矿洗煤厂煤块与矸石的分离的机械自动化设备，能够快速识别和分选煤矸石的分离系统。

背景技术

煤炭作为我国的主要能源，其在一次能源消费和生产结构中的比重已达到66%和73.2%，预计到2020年煤炭在我国一次能源结构中的比重还将保持在62%。我国已拥有14个大型煤炭产业基地，约8900多家中大型煤矿，其年产量稳居世界第一，并有力的支撑了国民经济和社会平稳较快发展。

根据全国煤炭资源潜力评估结果，全国远景资源量5.9万亿吨，仍然是我国最丰富的能源，并且资源保障能力强，也是我国最经济的能源。随着中国对环境保护方面的要求越来越高，对煤的绿色开采和清洁利用不断提出新的要求，由此煤炭的洗选也面临新的挑战。

根据中国煤炭加工利用协会的有关数据，每洗选1亿吨原煤，可排除灰分约1300万吨、硫分近35万吨，减少二氧化硫排放达49万吨，排除1800多万吨煤矸石，矸石比重较大。因此煤矸分离工作占整个煤炭生产的比例较重，现有的选矸方式主要有人工选矸和破碎机选矸。

目前地面煤矸分离以人工选矸方式为主。人工选矸是由站在皮带机两侧的选矸工通过手选完成矸石的分拣工作，工人连续性的单一动作工作给工人的身心健康都带来了巨大的伤害，不仅劳动强度大，生产效率低，还经常会出现漏选、错选的情况。

发明内容

本发明的目的是解决现有的用于地面煤矸分离的人工选矸方法存在的劳动强度大、生产效率低和容易出现漏选、错选的问题。

为此，本发明提供了一种煤矸石分离系统，包括煤矸石流传送带、矸石流传送带、控制装置、安装在煤矸石流传送带上方的分流装置和双视觉识别装置、安装在两个传送带上方的机械臂抓取装置，煤矸石流传送带和矸石流传送带并排布置；

所述分流装置、双视觉识别装置和机械臂抓取装置沿煤矸石流传送带的传送方向依次分布，双视觉识别装置和机械臂抓取装置电连接着控制装置。

所述分流装置包括横跨架设在煤矸石流传送带上方的分流支架，沿煤矸石流传送带的传送方向，分流支架上安装有三组分流挡板，分别是粗分组、细分一组和细分二组，细分一组和细分二组的分流挡板的数量均大于粗分组分流挡板的数量，且任意一组内相邻两个分流挡板的距离可调，分流挡板的前后端与煤矸石接触的部位均为刀刃。

所述双视觉识别装置包括横跨架设在煤矸石流传送带上方的识别支架，识别支架上安装有两个摄像头，分别是工业摄像头和红外摄像头，两个摄像头的镜头均朝向煤矸石流传送带的来煤方向。

所述机械臂抓取装置包括横跨架设在煤矸石流传送带和矸石流传送带上方的框架，框架上有两条平行于传送带布置的X方向直线滑轨，两条X方向直线滑轨相对平行设置，X方向直线滑轨上通过同步带轮安装着同步齿形带，同步齿形带上设有X轴滑块，所述同步带轮连接着驱动单元一，驱动单元一连接着控制装置；

两条X方向直线滑轨之间架设着多个与其垂直的Y方向直线滑轨，Y方向直线滑轨的两端搭接在两个X轴滑块上，Y方向直线滑轨上通过同步带轮安装着同步齿形带，同步齿形带上设有Y轴滑块，所述同步带轮连接着驱动单元二，驱动单元二连接着控制装置；

所述每一个Y轴滑块上安装着一个Z方向直线滑轨，Z方向直线滑轨垂直于地面，Z方向直线滑轨通过同步带轮安装着同步齿形带，同步齿形带上设有Z轴滑块，所述同步带轮连接着驱动单元三，驱动单元三连接着控制装置；

所述Z轴滑块上安装着机械手，机械手的抓取端朝向煤矸石流传送带或矸石流传送带；

所述两条X方向直线滑轨由同步轴通过两个联轴器一连接同步。

所述驱动单元一、驱动单元二和驱动单元三均是由步进电机、联轴器二组成，每一个步进电机通过联轴器二连接着对应的同步带轮。

所述控制装置包括电连接的上位机、可编程控制器PLC，可编程控制器PLC连接着三个步进电机，每一个步进电机电连接着一个驱动器，驱动器电连接着开关电源。

所述机械手由安装在Z轴滑块上的机械臂、与机械臂连接的两个机械手爪组成，两个机械手爪相对设置且采用半齿齿轮啮合，两个机械手爪上安装有舵机，舵机连接着可编程控制器PLC。

所述机械手爪上安装有摩擦片，摩擦片上安装有压力传感器，压力传感器与舵机电连接。

一种煤矸石分离方法，包括以下步骤：

步骤一，采用固定传送速度的煤矸石流传送带，煤矸石流依次通过分流装置中的粗分组、细分一组和细分二组，煤矸石流被分为多个流道；

步骤二，煤矸石流进入双视觉识别装置，通过工业摄像头和红外摄像头提取煤矸石流的图像，传输到控制模块，进行图像处理，再进行轮廓分析和坐标提取，确定矸石坐标；

步骤三，煤矸石流进入机械臂抓取装置，机械手沿Y方向直线滑轨移动确定Y轴坐标，Y方向直线滑轨沿X方向直线滑轨加速，直至与两个传送带一致，同时机械手沿Z方向直线滑轨向下移动，机械手爪随动抓取矸石；

步骤四，矸石抓取后，机械臂沿Z方向直线滑轨向上移动，Y方向直线滑轨开始沿X方向直线滑轨减速，直至静止，Y方向直线滑轨和Z方向直线滑轨复位；

步骤五，机械手爪张开，矸石落至矸石流传送带上，通过矸石流传送带将矸石运至矸石回收处；

步骤六，重复步骤三至步骤五，直至完成煤矸石分离工作。

本发明的有益效果：本发明提供的这种适用于煤矿洗煤厂的煤矸石分离系统和分离方法，用于煤块和矸石的自动化分拣，主要由分流装置、双视觉识别装置、控制装置和机械臂抓取装置组成。其中，分流装置布置多级可调式分流挡板，充分做到在识别、抓取前规划矸石的路径使机械手爪在固定流道出口处的精确抓取，通过将煤矸石流合理地进行分流，可将煤矸石的大致位置确定，减少了定位和控制成本；双视觉识别装置在采用红外热成像识别的基础上，添加灰度识别相结合的双视觉识别系统，采样所得数据参数传递于控制模块，减小识别定位的难度，提高识别率，通过两种不同的识别方式，减少漏选错选等可避免的现象；采用PLC控制三自由度机械手臂进行随动抓取，在固定流道中布置二爪机械手，该机械手采用舵机驱动两个机械手爪，机械手爪采用左右两侧布置，内置弹簧与压力传感器，达到对不同形状矸石抓取时手爪的多点夹持和柔性控制，煤和矸石的识别效率和抓取效率较高，控制方法较为简便，随动过程减小煤矸石流由于速度过快带来的惯性冲击力。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是煤矸石分离系统的结构示意图。

图2是控制装置的示意图。

图3是分流装置的示意图。

图4是双视觉识别装置的示意图。

图5是机械臂抓取装置的示意图。

图6是机械手爪的示意图。

图7是X方向直线滑轨的示意图。

图8是煤矸石分离系统的电连接关系图。

附图标记说明：1、煤矸石流传送带；2、矸石流传送带；3、分流装置；4、双视觉识别装置；5、机械臂抓取装置；6、控制装置；7、舵机；8、摩擦片；9、压力传感器；301、分流支架；302、粗分组；303、细分一组；304、细分二组；305、分流挡板；401、识别支架；402、工业摄像头；403、红外摄像头；501、框架；502、X方向直线滑轨；503、X轴滑块；504、同步齿形带；505、Y方向直线滑轨；506、Y轴滑块；507、Z方向直线滑轨；508、Z轴滑块；509、机械手；510、机械手爪；511、机械臂；512、同步轴；513、联轴器一；514、步进电机；515、联轴器二；516、L型连接板；517、地脚；518、同步带轮；601、上位机；602、可编程控制器PLC；603、驱动器；604、开关电源。

具体实施方式

实施例1：

为了提高煤块与矸石分离效率，保护煤矿生产的生态环境，改善现有粗犷的选矸方式，本发明提供了一种煤矸石分离系统，如图1所示，包括煤矸石流传送带1、矸石流传送带2、控制装置6、安装在煤矸石流传送带1上方的分流装置3和双视觉识别装置4、安装在两个传送带上方的机械臂抓取装置5，煤矸石流传送带1和矸石流传送带2并排布置；

所述分流装置3、双视觉识别装置4和机械臂抓取装置5沿煤矸石流传送带1的传送方向依次分布，双视觉识别装置4和机械臂抓取装置5电连接着控制装置6。

煤矸石分离系统的工作流程是：

煤矸石流传送带1上的煤块和矸石通过分流装置4分流进入固定的分流道，通过双视觉识别装置4识别后，识别的数据传输至控制装置6，然后机械臂抓取装置5实行抓取矸石，并将矸石落至矸石流传送带2，最终传送至矸石回收处。

分流装置4将煤矸石流合理的进行分流，大致确定矸石的位置，减少了定位和控制成本；双视觉识别装置4通过将红外识别和灰度识别综合运用，减少了地面煤矸分离的人工选矸方法存在的劳动强度大、生产效率低和容易出现漏选、错选的问题；机械臂抓取装置5的悬架式设计能够提供较大的负载，机械手臂在抓取过程中能够合理精确的给出位置伺服，煤和矸石的识别效率和抓取效率较高，控制方法较为简便。随动过程减小煤矸石流由于速度过快带来的惯性冲击力。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图3所示，所述分流装置3包括横跨架设在煤矸石流传送带1上方的分流支架301，沿煤矸石流传送带1的传送方向，分流支架301上安装有三组分流挡板305，分别是粗分组302、细分一组303和细分二组304，细分一组303和细分二组304的分流挡板305的数量均大于粗分组302分流挡板305的数量，且任意一组内相邻两个分流挡板305的距离可调，分流挡板305的前后端与煤矸石接触的部位均为刀刃。

分流装置3：在分流支架301的横梁（垂直于传送带的传送方向）上布置多组分流挡板305，分流挡板305由两块固定块固定于横梁上，如图3所示，本实施例在分流支架301的3个横梁分别设有一组分流挡板305，这三组分别沿传送带的传送方向由上游至下游依次是粗分组302、细分一组303和细分二组304，粗分组302有3个均匀间隔排列的分流挡板305，细分一组303和细分二组304均有6个均匀间隔排列的分流挡板305，需要说明的是，相邻两个分流挡板305之间的距离可调。当煤与矸石一起进入煤矸石流传送带1，进入分流区域，分流区架设的可调式分流挡板可将煤矸流分成若干流道，根据煤块破碎后的大小调节每一组相邻分流挡板305的宽度，实现不同工况下煤矸石的分流工作，经过该工作区域的煤矸流更容易被双视觉识别装置4识别，从而达到矸石Y方向的精确位置，同时也极大节省了机械臂的控制成本，提高矸石分拣的效益，充分做到在识别、抓取前规划矸石的路径使机械手爪在固定流道出口处的精确抓取。

实施例3：

在实施例1的基础上，如图4所示，所述双视觉识别装置4包括横跨架设在煤矸石流传送带1上方的识别支架401，识别支架401上安装有两个摄像头，分别是工业摄像头402和红外摄像头403，两个摄像头的镜头均朝向煤矸石流传送带1的来煤方向。

双视觉识别装置4在采用红外成像识别的基础上，添加了灰度识别相结合，工业摄像头402和红外摄像头403均有摄像头托架悬挂于识别支架401上。

红外识别：红外摄像头403利用红外成像原理根据温度的不同在图像上分辨出煤矸石和煤，只要接收、采集、检测到这些辐射能量，重新排列探测器传出的信号，就能模拟出物体表面温度的空间分布，经过系统的处理得到物体的热图像并将其显示出来。由于煤和矸石的热辐射量不同，基于红外成像装置，得到热图像，进而得到进入检测区域的矸石的轮廓，采集坐标点。

灰度识别：工业摄像头402是指能应用在工业现场的摄像设备，具有适应工业复杂环境的要求，能长时间稳定的工作。工业摄像头是指能稳定高效的应用于工业现场的视频图像采集设备，可以直接将影像存储在硬盘上，和普通的摄像头相比，工业摄像头在分辨率，帧率，对光线的要求，曝光方式等都有高可比性，其中主要部件为CCD感光芯片。在煤矸石识别领域中，已有煤矸石在线分选系统的研究，从煤和矸石的灰度和纹理特征不同出发，对煤矸石进行分选，由于煤和矸石的灰度不同，煤块是黑色的，而矸石基本上是灰色的，从直方图分布上看，两者具有明显的峰值特征，煤块本身为黑色，灰度比较低，只有当煤反光时，反光部分出现亮点，煤块的这些部分灰度级会比较高，而矸石一般灰度级都比较高，所以整幅图像中，亮的部分主要是矸石和煤块的反光部分，可用灰度分布的均值和方差作为特征值来区分煤块和矸石。

经过对煤与矸石图像处理后，可根据其自身特征区分矸石，再由其边缘曲线位置，可大致确定矸石的位置，进而进行后续的抓取与分选。采样所得数据参数传递于控制模块6，控制模块6分析处理数据。

实施例4：

在实施例1的基础上，如图5和图6所示，所述机械臂抓取装置5包括横跨架设在煤矸石流传送带1和矸石流传送带2上方的框架501，框架501上有两条平行于传送带布置的X方向直线滑轨502，两条X方向直线滑轨502相对平行设置， X方向直线滑轨502上通过同步带轮518安装着同步齿形带504，同步齿形带504上设有X轴滑块503，所述同步带轮518连接着驱动单元一，驱动单元一连接着控制装置6；控制装置6控制驱动单元一动作，驱动单元一驱动同步带轮518转动，同步带轮518带动同步齿形带504传动，进而使同步齿形带504上的X轴滑块503沿X方向直线滑轨502滑动；需要说明的是，X方向直线滑轨502由地脚517架置于框架501上；

两条X方向直线滑轨502之间架设着多个与其垂直的Y方向直线滑轨505，Y方向直线滑轨505的两端搭接在两个X轴滑块503上，Y方向直线滑轨505上通过同步带轮518安装着同步齿形带504，同步齿形带504上设有Y轴滑块506，所述同步带轮518连接着驱动单元二，驱动单元二连接着控制装置6；控制装置6控制驱动单元二动作，驱动单元二驱动同步带轮518转动，同步带轮518带动同步齿形带504传动，进而使同步齿形带504上的Y轴滑块506沿Y方向直线滑轨505滑动；需要说明的是，Y方向直线滑轨505由两个L型连接板516连接于X轴滑块503上；

所述每一个Y轴滑块506上安装着一个Z方向直线滑轨507，Z方向直线滑轨507垂直于地面，Z方向直线滑轨507通过同步带轮518安装着同步齿形带504，同步齿形带504上设有Z轴滑块508，所述同步带轮518连接着驱动单元三，驱动单元三连接着控制装置6；控制装置6控制驱动单元三动作，驱动单元三驱动同步带轮518转动，同步带轮518带动同步齿形带504传动，进而使同步齿形带504上的Z轴滑块508沿Z方向直线滑轨507滑动；需要说明的是，Z方向直线滑轨507由T型连接件连接于Y轴滑块506上；

所述Z轴滑块508上安装着机械手509，机械手509的抓取端朝向煤矸石流传送带1或矸石流传送带2；

如图7所示，所述两条X方向直线滑轨502由同步轴512通过两个联轴器一513连接同步。

需要说明的是，框架501由铝型材大件而成。

煤矸石流进入机械臂抓取装置5，机械手509沿Y方向直线滑轨505移动确定Y轴坐标，Y方向直线滑轨505沿X方向直线滑轨502加速，直至与两个传送带一致，同时机械手509沿Z方向直线滑轨507向下移动，机械手爪510随动抓取矸石。

基于煤矿洗煤厂工作环境条件，设计并制作一条煤矸石分拣工作流水线，该流水线采用洗煤厂常用的固定传送速度传送带，使用多套机械手509，每套机械手509有三个自由度——X、Y、Z方向，需要特别说明的是，X轴是指沿传送带的方向，Y轴是指垂直于X方向且与X轴位一个平面的方向，Z轴则是垂直于地面，其中X轴负责抓取时与匀速运动的矸石的随动，保证抓取平稳；Y轴调节机械手509在传送带运动方向的法面上的位置，便于精确定位；Z轴在竖直方向上控制机械手509的上下运动，防止其与煤或矸石发生干涉。三自由度滑轨采用较轻强度较好的材料，并采用电机带动同步带来实现机械手509在滑轨上的移动。

将三个自由度机械臂应用于煤矿煤矸石分拣工作中，保证两个自由度上的抓取工作，以及一个自由度上的随动动作，并计划在传送带上布置多条工业机械手509，实现多点抓取，同时也降低了控制成本。

实施例5：

在实施例4的基础上，需要说明的是，所述驱动单元一、驱动单元二和驱动单元三均是由步进电机514、联轴器二515组成，每一个步进电机514通过联轴器二515连接着对应的同步带轮518。控制装置6为步进电机514提供动力，然后步进电机514通过联轴器二515将动力传输给同步带轮518，进而带动各个同步齿形带504传动。

实施例6：

在实施例4的基础上，如图2和图8所示，所述控制装置6包括电连接的上位机601、可编程控制器PLC602，可编程控制器PLC602连接着三个步进电机514，每一个步进电机514电连接着一个驱动器603，驱动器603电连接着开关电源604。

需要说明的是，组态软件的上位机601控制系统和可编程控制器PLC602组成控制模块6。开关电源604用于控制打开或者关闭驱动器603，进而打开或者关闭步进电机514，即控制整个煤矸石分离系统的运行与否。

本实施例利用组态监控软件系统软件构建工业自动控制监控系统，建立监视控制系统以及煤矸石分离的过程控制系统，实现远程控制。利用PLC可编程控制器602作为控制器控制在XYZ三自由度轨道上电机转动，实现机械手臂在XYZ三自由度轨道上移动，并且在抓取中实现随动抓取，避免惯性力的影响。

实施例7：

在实施例6的基础上，所述机械手509由安装在Z轴滑块508上的机械臂511、与机械臂511连接的两个机械手爪510组成，两个机械手爪510相对设置且采用半齿齿轮啮合，两个机械手爪510上安装有舵机7，舵机7连接着可编程控制器PLC602。

机械手爪510采用二爪结构，二爪的张开大小能满足矸石大小通用尺寸；机械手爪510的抓取释放采用控制舵机7正反转来实现；机械手指端设计约3度的倾角可增大接触面积，机械手爪510抓取时采用横向合拢抓取，减少了矸石在抓取时产生的纵向力。

实施例8：

在实施例7的基础上，所述机械手爪510上安装有摩擦片8，摩擦片8上安装有压力传感器9，压力传感器9与舵机7电连接。

在机械手爪510内测设有摩擦片8可增加抓取过程中的摩擦系数，在提取矸石表面摩擦系数和矸石平均重量的基础上，建立数学模型分析舵机7在抓取瞬间的扭矩与抓持状态下的扭矩，在两侧机械手爪510内侧添加压力传感器9，以确保当机械手臂加持力达到一定数值时舵机停止工作。

实施例9：

一种煤矸石分离方法，包括以下步骤：

步骤一，采用固定传送速度的煤矸石流传送带1，煤矸石流依次通过分流装置3中的粗分组302、细分一组303和细分二组304，煤矸石流被分为多个流道；

步骤二，煤矸石流进入双视觉识别装置4，通过工业摄像头402和红外摄像头403提取煤矸石流的图像，传输到控制模块6，进行图像处理，再进行轮廓分析和坐标提取，确定矸石坐标；

步骤三，煤矸石流进入机械臂抓取装置5，机械手509沿Y方向直线滑轨505移动确定Y轴坐标，Y方向直线滑轨505沿X方向直线滑轨502加速，直至与两个传送带一致，同时机械手509沿Z方向直线滑轨507向下移动，机械手爪510随动抓取矸石；

步骤四，矸石抓取后，机械臂511沿Z方向直线滑轨507向上移动，Y方向直线滑轨505开始沿X方向直线滑轨502减速，直至静止，Y方向直线滑轨505和Z方向直线滑轨507复位；

步骤五，机械手爪510张开，矸石落至矸石流传送带2上，通过矸石流传送带2将矸石运至矸石回收处；

步骤六，重复步骤三至步骤五，直至完成煤矸石分离工作。

基于煤矿洗煤厂工作环境条件，设计并制作一条煤矸石分拣工作流水线，该流水线采用洗煤厂常用的固定传送速度传送带，使用多套机械臂装置，每套机械臂有三个自由度——X、Y、Z方向，其中X轴负责抓取时与匀速运动的矸石的随动，保证抓取平稳；Y轴调节机械爪在传送带运动方向的法面上的位置，便于精确定位；Z轴在竖直方向上控制机械爪的上下运动，防止其与煤或矸石发生干涉。三自由度滑轨采用较轻强度较好的材料，并采用电机带动同步带来实现机械手臂在滑轨上的移动。

将三个自由度机械臂应用于煤矿煤矸石分拣工作中，保证两个自由度上的抓取工作，以及一个自由度上的随动动作。并计划在传送带上布置多条工业机械臂，实现多点抓取，同时也降低了控制成本。

本发明提供的这种适用于煤矿洗煤厂的煤矸石分离系统和分离方法，用于煤块和矸石的自动化分拣，主要由分流装置、双视觉识别装置、控制装置和机械臂抓取装置组成。其中，分流装置布置多级可调式分流挡板，充分做到在识别、抓取前规划矸石的路径使机械手爪在固定流道出口处的精确抓取，通过将煤矸石流合理地进行分流，可将煤矸石的大致位置确定，减少了定位和控制成本；双视觉识别装置在采用红外热成像识别的基础上，添加灰度识别相结合的双视觉识别系统，采样所得数据参数传递于控制模块，减小识别定位的难度，提高识别率，通过两种不同的识别方式，减少漏选错选等可避免的现象；采用PLC控制三自由度机械手臂进行随动抓取，在固定流道中布置二爪机械手，该机械手采用舵机驱动两个机械手爪，机械手爪采用左右两侧布置，内置弹簧与压力传感器，达到对不同形状矸石抓取时手爪的多点夹持和柔性控制，煤和矸石的识别效率和抓取效率较高，控制方法较为简便，随动过程减小煤矸石流由于速度过快带来的惯性冲击力。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种煤矸石分离系统，其特征在于：包括煤矸石流传送带（1）、矸石流传送带（2）、控制装置（6）、安装在煤矸石流传送带（1）上方的分流装置（3）和双视觉识别装置（4）、安装在两个传送带上方的机械臂抓取装置（5），煤矸石流传送带（1）和矸石流传送带（2）并排布置；

所述分流装置（3）、双视觉识别装置（4）和机械臂抓取装置（5）沿煤矸石流传送带（1）的传送方向依次分布，双视觉识别装置（4）和机械臂抓取装置（5）电连接着控制装置（6）。

2.如权利要求1所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述分流装置（3）包括横跨架设在煤矸石流传送带（1）上方的分流支架（301），沿煤矸石流传送带（1）的传送方向，分流支架（301）上安装有三组分流挡板（305），分别是粗分组（302）、细分一组（303）和细分二组（304），细分一组（303）和细分二组（304）的分流挡板（305）的数量均大于粗分组（302）分流挡板（305）的数量，且任意一组内相邻两个分流挡板（305）的距离可调，分流挡板（305）的前后端与煤矸石接触的部位均为刀刃。

3.如权利要求1所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述双视觉识别装置（4）包括横跨架设在煤矸石流传送带（1）上方的识别支架（401），识别支架（401）上安装有两个摄像头，分别是工业摄像头（402）和红外摄像头（403），两个摄像头的镜头均朝向煤矸石流传送带（1）的来煤方向。

4.如权利要求1所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述机械臂抓取装置（5）包括横跨架设在煤矸石流传送带（1）和矸石流传送带（2）上方的框架（501），框架（501）上有两条平行于传送带布置的X方向直线滑轨（502），两条X方向直线滑轨（502）相对平行设置， X方向直线滑轨（502）上通过同步带轮（518）安装着同步齿形带（504），同步齿形带（504）上设有X轴滑块（503），所述同步带轮（518）连接着驱动单元一，驱动单元一连接着控制装置（6）；

两条X方向直线滑轨（502）之间架设着多个与其垂直的Y方向直线滑轨（505），Y方向直线滑轨（505）的两端搭接在两个X轴滑块（503）上，Y方向直线滑轨（505）上通过同步带轮（518）安装着同步齿形带（504），同步齿形带（504）上设有Y轴滑块（506），所述同步带轮（518）连接着驱动单元二，驱动单元二连接着控制装置（6）；

所述每一个Y轴滑块（506）上安装着一个Z方向直线滑轨（507），Z方向直线滑轨（507）垂直于地面，Z方向直线滑轨（507）通过同步带轮（518）安装着同步齿形带（504），同步齿形带（504）上设有Z轴滑块（508），所述同步带轮（518）连接着驱动单元三，驱动单元三连接着控制装置（6）；

所述Z轴滑块（508）上安装着机械手（509），机械手（509）的抓取端朝向煤矸石流传送带（1）或矸石流传送带（2）；

所述两条X方向直线滑轨（502）由同步轴（512）通过两个联轴器一（513）连接同步。

5.如权利要求4所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述驱动单元一、驱动单元二和驱动单元三均是由步进电机（514）、联轴器二（515）组成，每一个步进电机（514）通过联轴器二（515）连接着对应的同步带轮（518）。

6.如权利要求4所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述控制装置（6）包括电连接的上位机（601）、可编程控制器PLC（602），可编程控制器PLC（602）连接着三个步进电机（514），每一个步进电机（514）电连接着一个驱动器（603），驱动器（603）电连接着开关电源（604）。

7.如权利要求6所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述机械手（509）由安装在Z轴滑块（508）上的机械臂（511）、与机械臂（511）连接的两个机械手爪（510）组成，两个机械手爪（510）相对设置且采用半齿齿轮啮合，两个机械手爪（510）上安装有舵机（7），舵机（7）连接着可编程控制器PLC（602）。

8.如权利要求7所述的煤矸石分离系统，其特征在于：所述机械手爪（510）上安装有摩擦片（8），摩擦片（8）上安装有压力传感器（9），压力传感器（9）与舵机（7）电连接。

9.一种如权利要求1~8中任一权利要求所述的煤矸石分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，采用固定传送速度的煤矸石流传送带（1），煤矸石流依次通过分流装置（3）中的粗分组（302）、细分一组（303）和细分二组（304），煤矸石流被分为多个流道；

步骤二，煤矸石流进入双视觉识别装置（4），通过工业摄像头（402）和红外摄像头（403）提取煤矸石流的图像，传输到控制模块（6），进行图像处理，再进行轮廓分析和坐标提取，确定矸石坐标；

步骤三，煤矸石流进入机械臂抓取装置（5），机械手（509）沿Y方向直线滑轨（505）移动确定Y轴坐标，Y方向直线滑轨（505）沿X方向直线滑轨（502）加速，直至与两个传送带一致，同时机械手（509）沿Z方向直线滑轨（507）向下移动，机械手爪（510）随动抓取矸石；

步骤四，矸石抓取后，机械臂（511）沿Z方向直线滑轨（507）向上移动，Y方向直线滑轨（505）开始沿X方向直线滑轨（502）减速，直至静止，Y方向直线滑轨（505）和Z方向直线滑轨（507）复位；

步骤五，机械手爪（510）张开，矸石落至矸石流传送带（2）上，通过矸石流传送带（2）将矸石运至矸石回收处；

步骤六，重复步骤三至步骤五，直至完成煤矸石分离工作。