CN106441236B - 一种抛料轨迹测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抛料轨迹测试系统及方法，属于散料的轨迹测试技术领域，所述测试系统包括输送装置、投影装置、数据采集装置、测试及定位系统和图形及数据处理系统，输送装置角度可调的倾斜设置，通过传送带往复循环的回转；投影装置和数据采集装置分设在输送装置的两侧设置，且位于输送装置顶端；测试及定位系统固定在输送装置上，和数据采集装置位于同一侧；数据处理系统与数据采集装置和测试及定位系统电连接，散装的物料通过输送装置的传送带输送后抛撒，通过数据采集装置捕捉后，形成数字信号传递给数据处理系统，尽可能的贴近实际卸料的实际工况，在充分考虑空气对散料的阻力因素，记录和还原不同速度、粘性下的抛料轨迹。

Description

一种抛料轨迹测试系统及方法

技术领域

本发明涉及散料的轨迹测试技术领域，具体地涉及一种抛料轨迹测试系统及方法。

背景技术

散料输送领域中，带式输送设备、挡料板、落料管在散料输送过程中得到广泛的应用，其中，带式输送设备承担着物料输送的功能，挡料板和落料管将物料从一条带式输送设备转运到另一条带式输送设备的转运。在进行带式输送系统的转运设备和堆料设备设计时，其所依据计算出的散料的抛料轨迹的准确与否，极大的影响集流导料装置、落料管、导料槽等的结构形式，以及各个部件之间的位置布置关系，因此，散料的抛料轨迹的准确与否直接影响整个散料转运系统的工作性能。

图1是现有技术中抛料轨迹理论计算的示意图，如图1所示，抛料轨迹是由滚筒端部的转速、半径和散料的粘性等决定的，当前确定抛料轨迹的方法主要是采用传统的理论计算方法及结合工程绘图的手段来展示，其主要从以下6个因素进行考虑：①质量中心，②速度，③轨迹起始点，④输送散料截面形状，⑤切线角的方向，⑥力和速度的基本关系式

传统的理论计算方法公式如下：

X＝v*cos(a)*t-R*sin(a)

y＝R*cos(a)-(v*sin(a)*t-g*t^2/2)

上述式中，t为散料离开滚筒抛料点的时间、a输送角度，v输送的速度，R抛料点距圆心的半径，g重力加速度。

然而，在散料输送过程抛料的仿真分析计算过程中，抛料轨迹是我们用来标定散料特性参数的主要途径，不准确的抛料轨迹会使物料特性标定的参数严重失真，影响物料模拟仿真结果的准确性，以至于给设计人员提供的设计参照信息严重偏离实际物料的特性，因此，必须尽可能精确地获得散料的抛料曲线的轨迹。

这也构成了需要进一步改进散料抛料轨迹测试的测试系统、改善散料的抛料轨迹测试方法，以解决所存在的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种抛料轨迹测试系统和测试方法，散装的物料通过输送装置的传送带输送后，从输送装置脱离，朝向远离输送装置的方向抛撒，投影装置投影出物料抛洒出后的轨迹，通过数据采集装置捕捉后，形成数字信号传递给图形及数据处理系统，图形及数据处理系统结合从测试及定位系统采集的速度数据，模拟还原散料从输送装置脱离后的抛料轨迹，尽可能的贴近实际抛料的实际工况，在充分考虑空气对散料的阻力因素，记录和还原不同速度、粘性下的抛料轨迹。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种抛料轨迹测试系统，所述抛料轨迹测试系统包括输送装置、投影装置、数据采集装置、测试及定位系统和图形及数据处理系统，输送装置角度可调的倾斜设置，通过传送带往复循环的回转；投影装置和数据采集装置分设在输送装置的两侧设置，且位于输送装置的顶端；测试及定位系统固定在输送装置上，和数据采集装置位于同一侧；图形及数据处理系统与数据采集装置和测试及定位系统电连接，散装的物料通过输送装置的传送带输送后，从输送装置脱离，朝向远离输送装置的方向抛撒，投影装置投影出物料抛洒出后的轨迹，通过数据采集装置捕捉后，形成数字信号传递给图形及数据处理系统，图形及数据处理系统结合从测试及定位系统采集的速度数据，模拟还原散料从输送装置脱离后的抛料轨迹，尽可能的贴近实际抛料的实际工况，在充分考虑空气对散料的阻力因素，记录和还原不同速度、粘性下的抛料轨迹。

优选地，所述输送装置包括第一底座、皮带机、调整组件，第一底座沿水平方向延伸的设置；可往复循环回转运动的皮带机与第一底座成夹角的延伸布置；调整组件可伸缩的夹设在第一底座和皮带机之间。

优选地，所述调整组件可以实现-4°～20°之间的输送倾角调节，以此，通过可伸缩的调整组件灵活的调节皮带机的倾斜角度，可快速、便捷的实现不同抛料角度下的散料的抛料轨迹的模拟，从而可以满足不同角度下的抛料轨迹模拟，便于获得最佳标定散料特性的抛料轨迹下各个组件的布置关系。

优选地，为了模拟散料脱离皮带机后不同速度下的抛料轨迹，所述输送装置还包括固定在皮带机上，与皮带机驱动连接的调速变频电机。

优选地，为保证散料截面形状的完整，所述输送装置还包括可移动的固定在皮带机上的给料组件。

优选地，所述给料组件包括料斗、支架和第一滚轮对，其中，两端开口、内部连通的料斗搁置架设在支架顶部，第一滚轮对固定在支架的底部，相对于皮带机可移动的设置，散装物料通过内部连通的料斗后，输送到皮带机上，在与皮带机可移动连接的第一滚轮对的带动下，以多点给料的形式，将散料堆放在皮带机上，确保了散料截面形状的完整。。

优选地，为了保证输送散料的截面形状与实际长距离输送皮带上的散料截面形状一致，所述输送装置还包括可拆卸的固定在皮带机上的物料截面修型组件。

优选地，所述物料截面修型组件包括修型板和支架，支架横跨皮带机横置在皮带机的上方固定，修型板顶端连接在支架上，底端朝向皮带机的输送带面延伸，与皮带机的输送带面共同围设出便于物料行进的通道。

优选地，所述修型板远离支架的另外一端，开设有便于物料通过的三角形的凹槽，通过三角形的凹槽与皮带机的输送带面形成的物料通道，能够对通过的散装物料在皮带机上堆砌的形状进行修整，以获得更加逼近实际工况下的物料堆砌形状，确保输送散料的截面形状与实际长距离输送皮带上的散料截面形状一致，减少因为堆料形状差异带来的测试误差。

优选地，所述输送装置还包括布置在皮带机内部，与皮带机驱动连接的托辊，通过其内部活动连接的托辊组之间固定角度的改变，使得托辊的槽角发生变化，从而可以模拟在不同托辊槽角下的抛料轨迹状态。

优选地，所述托辊包括托辊组、托辊架、连接杆、滑动组件、和锁止插销，托辊组可旋转的架设在托辊架上，连接杆通过锁止插销分别与托辊架和滑动组件之间位置可调的固定，滑动组件沿横跨皮带机的方向位置可切换的固定，以此，通过托管架与连接杆之间不同位置的连接，和滑动组件沿横跨皮带机的方向变换的固定位置，实现托辊组槽角的调整，以实现不同托辊槽角下的抛料轨迹状态的模拟。

优选地，所述托辊组包括中托辊、边托辊，中托辊通过托辊架水平的固定，边托辊成对的分设在中托辊的两侧，且与中托辊角度可调的连接，通过中托辊与边托辊之间角度的调整，以此来实现托辊组的槽角的改变。

优选地，为了实现托辊槽角的灵活调整，托辊架包括中托辊架和边托辊架，中托辊架分设在中托辊的两端固定，边托辊架连接在边托辊和连接杆之间。

优选地，所述边托辊架与远离中托辊的一端连接，相对设置的另外一端与连接杆活动的连接。

优选地，所述边托辊架与连接杆连接高度可调的固定，以此，通过边托辊架与连接杆连接的高度变化，来改变边托辊架与中托辊之间的夹角，从而实现托辊组槽角的调整。

优选地，为了托辊之间角度调整的便捷，所述滑动组件包括上滑块和下滑块，上滑块连接在边托辊架和连接杆之间，且通过锁止插销沿连接杆高度可调的固定，下滑块通过锁止插销连接在连接杆的底端，沿横跨皮带机的方向位置可切换的固定，通过活动连接的上下滑块，为托辊提供灵活的固定位置，以便实现托辊角度的微调。

优选地，为了便于控制输送装置与投影装置之间的抛物测试距离，还包括固定在第一底座底部的第二滚轮。

优选地，所述投影装置包括投影板和第三底板，投影板可伸缩的固定在第三底板上，通过可伸缩的固定在第三底板上的投影板，极其方面的调整捕捉抛料轨迹的投影。

优选地，为了便于将散料的抛料轨迹的投影轨迹量化后进行记录，所述投影板为白底黑线的网格投影板。

优选地，为了方便调节投影板的高度，所述投影装置还包括夹设在投影板和第三底板之间的可调撑杆，该可调撑杆顶端与投影板连接成一体，底端套设在第三底板内可伸缩的固定。

优选地，所述数据采集装置包括高速相机和可调支架，高速相机固定在可调支架的顶部，可调支架支腿可伸缩的固定在底板上，以此，通过工业级的高速相机拍照，来快速和完整的记录散料的抛料轨迹曲线，通过可调支架极其方便的调整高速相机与抛料轨迹之间的位置，确保能够高速相机能够完整的捕捉抛料轨迹的投影轨迹。

优选地，所述测试及定位系统包括速度传感器和激光定位器，沿料流行进的方向，速度传感器间隔布置在输送装置上，激光定位器固定在输送装置的末端，通过速度传感器实时的获取输送装置的皮带运行速度，通过设置在输送装置末端的激光定位器，能够快速、准确的确定输送装置与投影装置的相对位置，便于测试过程中输送装置和投影装置具体定位。

优选地，所述速度传感器设置在皮带机的皮带转向传输滚筒处和运行皮带附近，以便能够及时的获取散料抛散脱离皮带机的初始速度和皮带机的速度。

优选地，所述激光定位器固定在皮带机的传送滚筒的圆心轴线上，以便准确定位改向滚筒的圆心与投影板及高速相机的相对位置。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种散料的抛料轨迹测试方法，该测试方法包括以下步骤：

根据实验测试内容要求布置输送装置、投影装置和数据采集装置，调试好测试及定位系统和图形及数据处理系统相关的参数；

通过输送装置上的给料组件，将散料装载到皮带机上；

启动带式输送装置上的调速变频电机，并驱动皮带机,将其上面的散料充分加速后从顶部抛出；

数据采集装置的高速相机快速拍摄，并记录散料在这段过程中的抛料运动轨迹；测试及定位系统通过速度传感器记录并读取皮带机的速度，将其换算比对，确定皮带机运行的实时线性速度；

图形及数据处理系统采集高速相机拍摄好的图片导入计算机图形处理软件，根据安装于皮带机头部滚筒圆心处的激光定位器确定在投影板上的具体位置，利用投影板上的网格坐标，确定以头部滚筒圆心为坐标原点的抛料轨迹上下边界线的绝对坐标位置；

图形及数据处理系统利用相关数学处理软件，绘制测试所获得坐标矩阵和理论计算轨迹，并对轨迹线进行比对，来获取其差异性。

本发明提供的散料的抛料轨迹测试系统及方法，模拟散料在实际工况下的抛料轨迹，在充分考虑空气对散料的阻力影响，尤其是在速度较高时、散料粒度较小、粘性低的情况下，散料粘性对抛料轨迹的影响、散料的形状与皮带槽角展开时间之间的关系、皮带回弹性能及滚筒与皮带相对位置关系等的诸多的实际工况下的关键影响因素，从而获得最贴近实际工况下撒料的抛料轨迹，避免了传统设计的较大误差，缩短了散料转运系统组装、调试的时间，提升了整个散料转运系统的最终的转运能力。

附图说明

图1是现有技术中抛料轨迹理论计算的示意图；

图2为本发明优选实施的抛料轨迹测试系统的结构示意图；

图3为本发明优选实施例的的抛料轨迹测试系统的输送装置的示意图；

图4为本发明优选实施例的的抛料轨迹测试系统的给料组件的示意图；

图5为本发明优选实施例的的抛料轨迹测试系统的物料截面修型组件的示意图；

图6a为本发明优选实施例中槽角为30°状态下的托辊的示意图；

图6b为本发明优选实施例中槽角为15°状态下的托辊的示意图；

图6c为本发明优选实施例中槽角为0°状态下的托辊的示意图；

图6d为本发明优选实施例中槽角为0°状态下的托辊的补充示意图；

图7为本发明优选实施例的抛料轨迹测试系统的投影装置的示意图；

图8为本发明优选实施例的散料的抛料轨迹测试系统的抛料轨迹数据采集装置的示意图；

图9为本发明优选实施例的抛料轨迹测试系统的测试及定位系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

正如背景技术所介绍的，现有技术存在散料的抛料轨迹依靠理论计算，无法精准的标定出散料抛料轨迹相关的参数，在整个传统计算过程中未考虑到空气对散料的阻力影响，尤其是在速度较高时、散料粒度较小、粘性低的情况下，散料粘性对抛料轨迹的影响、散料的形状与皮带槽角展开时间之间的关系、皮带回弹性能及滚筒与皮带相对位置关系等的诸多的实际工况下的关键影响因素，从而会使实际的散料的抛料轨迹与传统计算过程中的计算值存在较大的误差，以至于影响散料转运系统的最终的运输能力。

为解决该技术问题，在以上分析结果的基础上，本发明优选实施例中提供了一种抛料轨迹测试系统。如图2至图9所示，本发明提供的散料的抛料轨迹测试系统，用于模拟散料在实际工况下的抛料轨迹，例如在充分考虑了空气对散料的阻力，通过不同速度下来测试散料在不同粒度、粘性下的抛料轨迹。

具体地，如图1所示，该抛料轨迹测试系统包括输送装置10、投影装置20、数据采集装置30、测试及定位系统40和图形及数据处理系统50，其中，输送装置10角度可调的倾斜设置，通过传送带往复循环的回转；投影装置20和数据采集装置30分设在输送装置10的两侧设置，且位于输送装置10的顶端；测试及定位系统40固定在输送装置10上，和数据采集装置30位于同一侧；图形及数据处理系统50与数据采集装置30和测试及定位系统40电连接。上述散料的抛料轨迹测试系统作业时，散装的物料通过输送装置10的传送带输送后，从输送装置10脱离，朝向远离输送装置10的方向抛撒，投影装置20投影出物料抛洒出后的轨迹，通过数据采集装置30捕捉后，形成数字信号传递给图形及数据处理系统50，图形及数据处理系统50结合从测试及定位系统40采集的速度数据，模拟还原散料从输送装置10脱离后的抛料轨迹，尽可能的贴近实际抛料的实际工况，在充分考虑空气对散料的阻力因素，记录和还原不同速度、粘性下的抛料轨迹，换言之，本发明提供的散料的抛料轨迹测试系统，模拟散料在实际工况下的抛料轨迹，在充分考虑空气对散料的阻力影响，尤其是在速度较高时、散料粒度较小、粘性低的情况下，散料粘性对抛料轨迹的影响、散料的形状与皮带槽角展开时间之间的关系、皮带回弹性能及滚筒与皮带相对位置关系等的诸多的实际工况下的关键影响因素，从而获得最贴近实际工况下撒料的抛料轨迹，避免了传统设计的较大误差，缩短了散料转运系统组装、调试的时间，提升了整个散料转运系统的最终的转运能力。

如图3所示，其中输送装置10包括第一底座11(输送装置底座)、皮带机12、调整组件13，其中，第一底座11(输送装置底座)沿水平方向延伸的设置；可往复循环回转运动的皮带机12与第一底座11(输送装置底座)成夹角的延伸布置；调整组件13可伸缩的夹设在第一底座11(输送装置底座)和皮带机12之间。优选地，调整组件13可以实现-4°～20°之间的输送倾角调节，以此，通过可伸缩的调整组件13灵活的调节皮带机12的倾斜角度，可快速、便捷的实现不同抛料角度下的散料的抛料轨迹的模拟，从而可以满足不同角度下的抛料轨迹模拟，便于获得最佳标定散料特性的抛料轨迹下各个组件的布置关系。

作为一种较佳的实施方式，为了模拟散料脱离皮带机后不同速度下的抛料轨迹，还包括固定在皮带机12上的调速变频电机121，该调速变频电机121与皮带机12驱动的连接，以带动皮带机12实现往复循环的回转，且能够实时的改变皮带机12的传送速度，实现不同的带速的模拟，以获得散料脱离皮带机12后不同的初始抛料速度。

如图3和图4所示，优选地，本实施例的输送装置10中，为保证散料截面形状的完整，沿料流的行进方向，还包括可移动的固定在皮带机12上的给料组件14。具体地，给料组件14包括料斗141、支架142和第一滚轮对143，其中，两端开口，内部连通的料斗141搁置架设在支架142顶部，第一滚轮对143固定在支架142的底部，相对于皮带机12可移动的设置。散装物料通过内部连通的料斗141后，输送到皮带机12上，在与皮带机12可移动连接的第一滚轮对142的带动下，以多点给料的形式，将散料堆放在皮带机12上，确保了散料截面形状的完整。

为了保证输送散料的截面形状与实际长距离输送皮带上的散料截面形状一致，输送装置10还包括可拆卸的固定在皮带机12上的物料截面修型组件15，物料截面修型组件15可以为各种适当的形状，如图3和图5所示，该物料截面修型组件15包括修型板151和支架152，支架152横跨皮带机12横置在皮带机12的上方固定，修型板151顶端连接在支架152上，底端朝向皮带机12的输送带面延伸，与皮带机12的输送带面共同围设出便于物料行进的通道。较佳地，修型板151远离支架152的另外一端，开设有便于物料通过的三角形的凹槽。以此，通过三角形的凹槽与皮带机的输送带面形成的物料通道，能够对通过的散装物料在皮带机上堆砌的形状进行修整，以获得更加逼近实际工况下的物料堆砌形状，确保输送散料的截面形状与实际长距离输送皮带上的散料截面形状一致，减少因为堆料形状差异带来的测试误差。

本发明的实施例中，输送装置10还包括布置在皮带机12内部，与皮带机12驱动连接的托辊16，托辊16可以为各种适当的形状，优选地，如图6a至图6d所示，托辊16具体为槽角可调的托辊结构，通过其内部活动连接的托辊组之间固定角度的改变，使得托辊16的槽角发生变化，从而可以模拟在不同托辊槽角下的抛料轨迹状态。

具体地，如图6a所示，托辊16包括托辊组161、托辊架162、连接杆163、滑动组件164、和锁止插销165，其中，托辊组161可旋转的架设在托辊架162上，连接杆163通过锁止插销165分别与托辊架162和滑动组件164之间位置可调的固定，滑动组件164沿横跨皮带机12的方向位置可切换的固定(图6a中的X方向)。以此，通过托管架162与连接杆163之间不同位置的连接，和滑动组件164沿横跨皮带机12的方向变换的固定位置，实现托辊组161槽角的调整，以实现不同托辊槽角下的抛料轨迹状态的模拟。

值得一提的是，为了防止皮带机在传输过程中发生跑偏，便于及时进行纠正，一种较佳的实施方式中，托辊组161包括中托辊161a、边托辊161b，其中，中托辊161a通过托辊架162水平的固定，边托辊161b成对的分设在中托辊161a的两侧，且与中托辊161a角度可调的连接。通过中托辊161a与边托辊161b之间角度的调整，以此来实现托辊组161的槽角的改变。

为了实现托辊槽角的灵活调整，在结构上优选地，托辊架162包括中托辊架162a和边托辊架162b，中托辊架162a分设在中托辊161a的两端固定，边托辊架162b连接在边托辊161b和连接杆163之间。优选地，边托辊架162b与远离中托辊161a的一端连接，相对设置的另外一端与连接杆163活动的连接，进一步地，边托辊架162b与连接杆163连接高度可调的固定，以此，通过边托辊架162b与连接杆163连接的高度变化，来改变边托辊架161b与中托辊161a之间的夹角，从而实现托辊组161槽角的调整。

作为一种较佳的实施方式，为了托辊之间角度调整的便捷，优选地，如图6b所示，滑动组件164包括上滑块164a和下滑块164b，该上滑块164a连接在边托辊架162b和连接杆163之间，且通过锁止插销165沿连接杆163高度可调的固定，下滑块164b通过锁止插销165连接在连接杆163的底端，沿横跨皮带机12的方向位置可切换的固定(图6a中的X方向)。通过活动连接的上下滑块，为托辊提供灵活的固定位置，以便实现托辊角度的微调。

在本发明的优选实施例中，中托辊161a通过中托辊架162a水平的设置，边托辊161b分设在中托辊161a的两侧，与中托辊161a成夹角的连接，相对设置的另外一端通过边托辊架162b，通过锁止插销165位置可变的固定在连接杆163上，以及连接杆163的固定位置来改变边托辊161b与中托辊161a之间的位置关系，以实现托辊16的槽角的改变，从而可以模拟在不同托辊槽角下的抛料轨迹状态。

如图6a所示，连接杆163通过锁止插销165将下滑块164b锁止固定，保持连接杆163近似铅垂的固定，托辊架162b在连接杆163上较高的位置时，此时，边托辊161b与中托辊161a之间的夹角较大，托辊的槽角为30°。如图6b所示，连接杆163通过锁止插销165将下滑块164b锁止固定，保持连接杆163近似铅垂的固定，托辊架162b在连接杆163上较低的位置时，此时，边托辊161b与中托辊161a之间的夹角较小，托辊的槽角为15°。如图6c和图6d所示，与连接杆163连接的下滑块164b朝向靠近中托辊161a的方向移动一段距离后，通过与连接杆163连接的下滑块164b通过锁止插销165锁止固定，连接杆163与水平面成夹角的倾斜固定，边托辊架162b底端抵靠地面布置，边托辊161b的轴线与中托辊161a的轴线近似平行的固定，此时，边托辊161b与中托辊161a之间的夹角为0°，托辊的槽角为0°。

以上的描述是以仅列举了本发明较优选的几个实施例为例进行描述的，但是对于本领域技术人员而言，在以上揭示的基础上，可以实现托辊槽角其它角度的设定，也可以设计出不同于此的其他类似结构。例如，通过变换托辊架之间的固定位置，或者采用其它的连接相识取代滑动组件改变托辊的槽角，这根据具体情况可以适当的调整，关于具体固定的位置关系或者其它实现同等功能的结构形状，这对于本领域技术人员应当是易于构想到的，故在此不再一一赘述。

进一步地，为了便于控制输送装置10与投影装置20之间的抛物测试距离，还包括固定在第一底座11(输送装置)底部的第二滚轮17(输送装置)。

综上所述，上述输送装置10可配合不同物料抛料轨迹的测试需求，通过调速变频电机的驱动，可以实现不同的带速的模拟，通过调整装置，可以实现抛料角度的变化，从而可以满足不同角度下的抛料轨迹模拟，以外，具有物料截面修型组件，能够对散料的截面形状进行修整，保证输送散料的截面形状与实际长距离输送皮带上的散料截面形状一致，以及可调槽角的托辊，从而可以模拟不同托辊槽角皮带机的状态下的抛料轨迹。

在本发明的实施例中，投影装置20可以为各种适当的形状，优选地，如图7所示，投影装置20包括投影板21和第三底板23(投影装置)，投影板21可伸缩的固定在第三底板23(投影装置)上，通过可伸缩的固定在第三底板上的投影板，极其方面的调整捕捉抛料轨迹的投影。优选地，为了便于将散料的抛料轨迹的投影轨迹量化后进行记录，投影板21为白底黑线的网格投影板，可以极其方便的呈现出抛料轨迹投影的相对位置。进一步地，为了方便调节投影板的高度，还包括夹设在投影板21和第三底板23(投影装置)之间的可调撑杆22，该可调撑杆22顶端与投影板21连接成一体，底端套设在第三底板23内可伸缩的固定。进一步地，还包括固定在第三地板23(投影装置)底部的第三滚轮24(投影装置)，以此，方便投影装置的移动，便于测试过程中的位置调整。

综上所述，上述投影装置20可以灵活的捕捉抛料轨迹测试过程中的轨迹投影，通过采用白底黑线的网格投影板的投影装置，极其方便的记录散料的抛料轨迹，具有可调撑杆，可以便捷的调整投影板的高度，以此，还具有第三滚轮，便于测试过程中的位置调整。

在本发明的实施例中，数据采集装置30可以为各种适当的形状，优选地，如图8所示，数据采集装置30包括高速相机31和可调支架32，该高速相机31固定在可调支架32的顶部，可调支架32支腿可伸缩的固定在底板上。以此，通过工业级的高速相机拍照，来快速和完整的记录散料的抛料轨迹曲线，通过可调支架极其方便的调整高速相机与抛料轨迹之间的位置，确保能够高速相机能够完整的捕捉抛料轨迹的投影轨迹。

在本发明的实施例中，测试及定位系统40可以为各种适当的形状，优选地，如图9所示，测试及定位系统40包括速度传感器41和激光定位器42，沿料流行进的方向，速度传感器41间隔布置在输送装置10上，激光定位器42固定在输送装置10的末端，以此，通过速度传感器41实时的获取输送装置的皮带运行速度，通过设置在输送装置末端的激光定位器，能够快速、准确的确定输送装置与投影装置的相对位置，便于测试过程中输送装置和投影装置具体定位。进一步地，在皮带机12的皮带转向传输滚筒处和运行皮带附近设置有速度传感器41，以便能够及时的获取散料抛散脱离皮带机的初始速度和皮带机的速度；进一步地，激光定位器42固定在皮带机12的传送滚筒的圆心轴线上，以便准确定位改向滚筒的圆心与投影板及高速相机的相对位置。

在本发明的实施例中，图形及数据处理系统50包括计算机和运行在计算机上的图片处理软件，图片处理软件通过计算机运行的对抛料轨迹曲线进行拟合，实现抛料轨迹的通用性数学式的表达。

下面，结合附图描述本发明具体实施方式提供的抛料轨迹测试的工作流程。

具体地，散料经过输送装置10的给料装置14，下落到皮带机12上，经过物料截面修型组件15，在确保物料保证散料截面形状完整的情况下，随着皮带机12一起传输，继而从皮带机12的顶端带着初始抛洒脱离，设置在皮带机12顶端两侧的投影装置20和数据采集装置30，通过高速相机31捕捉在投影板21上的抛料轨迹，以此将采集到的相关数据传输给图形及数据处理系统50，由图形及数据处理系统50内部的计算机和与之相关的图片处理软件，对抛料轨迹进行拟合，完成抛料轨迹的通用性数学式的表达，在本发明优选的实施方式中，通过调速变频电机121、调整组件13、托辊16，可实现不同皮带机12输送速度，以及抛料高度、角度下、托辊槽角下的散料抛料轨迹测试，能够全面、科学的再现散料在抛料过程中的各种物理特性。

现对散料的抛料轨迹测试方法举例说明，通过散料的抛料轨迹测试方法，可利用相关数学处理软件，绘制测试所获得坐标矩阵和理论计算轨迹，并对轨迹线进行比对，来获取其差异性，然后，根据速度传感器获得散料输送速度、散料在空中运行时间及部分散料性质参数对理论计算轨迹进行多项式、指数、对数等方法拟合处理，使其理论计算轨迹线与实验测试所获得轨迹线基本吻合，最终获得能基本上吻合实际抛料轨迹的通用性理论表达式，其中，抛料轨迹测试方法包括以下步骤：

步骤a1：根据实验测试内容要求布置输送装置10、投影装置20和数据采集装置30，调试好测试及定位系统40和图形及数据处理系统50相关的参数；

步骤a2：通过输送装置10上的给料组件14，将散料装载到皮带机12上；

步骤a3：启动带式输送装置10上的调速变频电机121，并驱动皮带机12,将其上面的散料充分加速后从头部抛出；

步骤a4：数据采集装置30的高速相机31快速拍摄，并记录散料在这段过程中的抛料运动轨迹；测试及定位系统40通过速度传感器41记录并读取皮带机12的速度，将其换算比对，确定皮带机12运行的实时线性速度；

步骤a5：图形及数据处理系统50采集高速相机41拍摄好的图片导入计算机图形处理软件，根据安装于皮带机12头部滚筒圆心处的激光定位器42确定在投影板21上的具体位置，利用投影板21上的网格坐标，确定以头部滚筒圆心为坐标原点的抛料轨迹上下边界线的绝对坐标位置；

步骤a6：图形及数据处理系统50利用相关数学处理软件，绘制测试所获得坐标矩阵和理论计算轨迹，并对轨迹线进行比对，来获取其差异性；

步骤a7：重复步骤a1至步骤a6。

综上所述，本公开实施例中提供的抛料轨迹测试方法，通过反复重复的调整变频电机的输送速度、以及改变输送带的高度，图形及数据处理系统根据速度传感器获得散料输送速度、散料在空中运行时间、以及部分散料性质参数对理论计算轨迹进行多项式、指数、对数等方法拟合处理，使其最终通过计算拟合形成的抛料迹线，与实验测试所获得轨迹线吻合，以获得能够表征散料的抛料轨迹的关键参数，优化转运散料系统的设计。

本发明专利虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明专利，任何本领域技术人员在不脱离本发明专利的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明专利技术方案的内容，依据本发明专利的技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化及修饰，均属于本发明专利技术方案的保护范围。

Claims (25)

1.一种抛料轨迹测试系统，其特征在于：包括输送装置(10)、投影装置(20)、数据采集装置(30)、测试及定位系统(40)和图形及数据处理系统(50)，所述输送装置(10)角度可调的倾斜设置，通过传送带往复循环的回转，所述输送装置(10)用于将散料从其顶部抛出；所述投影装置(20)和数据采集装置(30)分设在输送装置(10)的两侧设置，且位于输送装置(10)较高侧的末端，用于记录抛料运动轨迹；所述测试及定位系统(40)固定在输送装置(10)上，和数据采集装置(30)位于同一侧，用于确定投影板上抛料轨迹上下边界线相对于头部滚筒圆心为坐标原点的绝对坐标位置，并记录和读取输送装置(10)的实时线性速度；所述图形及数据处理系统(50)与数据采集装置(30)和测试及定位系统(40)电连接，用于根据测试及定位系统(40)绘制测试所获得坐标矩阵和理论计算轨迹，将其与数据采集装置(30)记录的实际抛料运动轨迹进行比对，获取其差异性。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述输送装置(10)包括第一底座(11)、皮带机(12)、调整组件(13)，第一底座(11)沿水平方向延伸的设置；可往复循环回转运动的皮带机(12)与第一底座(11)成夹角的延伸布置；调整组件(13)可伸缩的夹设在第一底座(11)和皮带机(12)之间。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述调整组件(13)可以实现-4°～20°之间的输送倾角调节。

4.根据权利要求2或3所述的测试系统，其特征在于，所述输送装置(10)还包括固定在皮带机(12)上，与皮带机(12)驱动连接的调速变频电机(121)。

5.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述输送装置(10)还包括可移动的固定在皮带机(12)上的给料组件(14)。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述给料组件(14)包括料斗(141)、支架(142)和第一滚轮对(143)，其中，两端开口、内部连通的料斗(141)搁置架设在支架(142)顶部，第一滚轮对(143)固定在支架(142)的底部，相对于皮带机(12)可移动的设置。

7.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述输送装置(10)还包括可拆卸的固定在皮带机(12)上的物料截面修型组件(15)。

8.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于，所述物料截面修型组件(15)包括修型板(151)和支架(152)，支架(152)横跨皮带机(12)横置在皮带机(12)的上方固定，修型板(151)顶端连接在支架(152)上，底端朝向皮带机(12)的输送带面延伸，与皮带机(12)的输送带面共同围设出便于物料行进的通道。

9.根据权利要求8所述的测试系统，其特征在于，所述修型板(151)远离支架(152)的另外一端，开设有便于物料通过的三角形的凹槽。

10.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述输送装置(10)还包括布置在皮带机(12)内部，与皮带机(12)驱动连接的托辊(16)。

11.根据权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述托辊(16)包括托辊组(161)、托辊架(162)、连接杆(163)、滑动组件(164)、和锁止插销(165)，托辊组(161)可旋转的架设在托辊架(162)上，连接杆(163)通过锁止插销(165)分别与托辊架(162)和滑动组件(164)之间位置可调的固定，滑动组件(164)沿横跨皮带机(12)的方向位置可切换的固定。

12.根据权利要求11所述的测试系统，其特征在于，所述托辊组(161)包括中托辊(161a)、边托辊(161b)，中托辊(161a)通过托辊架(162)水平的固定，边托辊(161b)成对的分设在中托辊(161a)的两侧，且与中托辊(161a)角度可调的连接。

13.根据权利要求12所述的测试系统，其特征在于，托辊架(162)包括中托辊架(162a)和边托辊架(162b)，中托辊架(162a)分设在中托辊(161a)的两端固定，边托辊架(162b)连接在边托辊(161b)和连接杆(163)之间。

14.根据权利要求13所述的测试系统，其特征在于，所述边托辊架(162b)与远离中托辊(161a)的一端连接，相对设置的另外一端与连接杆(163)活动的连接。

15.根据权利要求14所述的测试系统，其特征在于，所述边托辊架(162b)与连接杆(163)连接高度可调的固定。

16.根据权利要求13所述的测试系统，其特征在于，所述滑动组件(164)包括上滑块(164a)和下滑块(164b)，上滑块(164a)连接在边托辊架(162b)和连接杆(163)之间，且通过锁止插销(165)沿连接杆(163)高度可调的固定，下滑块(164b)通过锁止插销(165)连接在连接杆(163)的底端，沿横跨皮带机(12)的方向位置可切换的固定。

17.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，还包括固定在第一底座(11)底部的第二滚轮(17)。

18.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述投影装置(20)包括投影板(21)和第三底板(23)，投影板(21)可伸缩的固定在第三底板(23)上。

19.根据权利要求18所述的测试系统，其特征在于，所述投影板(21)为白底黑线的网格投影板。

20.根据权利要求18所述的测试系统，其特征在于，所述投影装置(20)还包括夹设在投影板(21)和第三底板(23)之间的可调撑杆(22)，该可调撑杆(22)顶端与投影板(21)连接成一体，底端套设在第三底板(23)内可伸缩的固定。

21.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述数据采集装置(30)包括高速相机(31)和可调支架(32)，高速相机(31)固定在可调支架(32)的顶部，可调支架(32)支腿可伸缩的固定在底板上。

22.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述测试及定位系统(40)包括速度传感器(41)和激光定位器(42)，沿料流行进的方向，速度传感器(41)间隔布置在输送装置(10)上，激光定位器(42)固定在输送装置(10)的末端。

23.根据权利要求22所述的测试系统，其特征在于，所述速度传感器(41)设置在皮带机(12)的皮带转向传输滚筒处和运行皮带附近。

24.根据权利要求22所述的测试系统，其特征在于，所述激光定位器(42)固定在皮带机(12)的传送滚筒的圆心轴线上。

25.一种如权利要求1-24任一所述的抛料轨迹测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据实验测试内容要求布置输送装置(10)、投影装置(20)和数据采集装置(30)，调试好测试及定位系统(40)和图形及数据处理系统(50)相关的参数；

通过输送装置(10)上的给料组件(14)，将散料装载到皮带机(12)上；

启动带式输送装置(10)上的调速变频电机(121)，并驱动皮带机(12),将其上面的散料充分加速后从顶部抛出；

数据采集装置(30)的高速相机(31)快速拍摄，并记录散料在这段过程中的抛料运动轨迹；测试及定位系统(40)通过速度传感器(41)记录并读取皮带机(12)的速度，将其换算比对，确定皮带机(12)运行的实时线性速度；

图形及数据处理系统(50)采集高速相机(31)拍摄好的图片导入计算机图形处理软件，根据安装于皮带机(12)头部滚筒圆心处的激光定位器(42)确定在投影板(21)上的具体位置，利用投影板(21)上的网格坐标，确定以头部滚筒圆心为坐标原点的抛料轨迹上下边界线的绝对坐标位置；

图形及数据处理系统(50)利用相关数学处理软件，绘制测试所获得坐标矩阵和理论计算轨迹，并对轨迹线进行比对，来获取其差异性。