CN113086572B - 一种电气自动控制的煤炭输送装置及输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电气自动控制的煤炭输送装置及输送方法，所述的煤炭输送装置包括防尘箱，防尘箱内设置有输送模块，防尘箱顶部设置有进料斗，进料斗的出口端正对输送模块的进料端，进料斗内设置有进料闸门；输送带的受料面上方设置有三维激光视觉传感器，所述的三维激光视觉传感器与控制模块电性连接，所述的控制模块反馈控制所述的进料闸门。由于煤堆轮廓形状图像信息更直观更准确地反映了当前煤炭流的堆积情况本发明建立起了煤堆轮廓形状与进料量之间的控制机制，煤炭进料量的调节准确程度更高，相比于传统的人工观察调节，节省了人工操作的试错时间，且调节时间更短，调节精度更高，提高了煤炭运输效率。

Description

一种电气自动控制的煤炭输送装置及输送方法

技术领域

本发明属于煤炭输送技术领域，涉及一种煤炭输送装置及输送方法，尤其涉及一种电气自动控制的煤炭输送装置及输送方法。

背景技术

带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备(如机车类)相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩，设有储带仓，机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。

带式输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒(传动滚筒)；另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。

煤矿用带式输送机主要是指在煤炭采掘、生产、转运、加工过程中使用的皮带输送机。煤矿用皮带输送机具有运输量大、工作环境复杂、承载能力强、以及运输距离较长等特点。煤矿用带式输送机不仅可以在煤炭生产加工过程中使用，同样也适用在其他矿产的生产加工过程中使用。在能耗方面，可以有效减少能耗提供经济效益，相比汽车运输方式更能节省能源和保护环境。

CN210285597U公开了一种皮带输送机，包括装置主体，所述装置主体的顶部一侧贯穿有进料口，所述装置主体的外表面安装有观察窗，所述装置主体的另一侧固定有出料板，所述装置主体的底部安装有电机，所述电机的输出端连接有驱动轴，所述驱动轴通过传动带连接有主动轴，所述主动轴的外表面套接有主动轮，该种皮带输送机设置有连接板、刮板和出料板，当运输带将煤炭运输到从动轮处，煤炭会向出料板方向落下，由出料板引导排出，且由于刮板通过连接板与固定轴连接，运输带上未掉落的煤炭能够被刮板刮除，让煤炭和渣滓掉出，避免了运输带在出料后还粘附或者卡有煤炭的情况。

CN211978320U公开了一种自供能皮带输送机的皮带状态监测装置，包括：安装在缓冲托辊上的冲击发电传感器、旋转发电传感器和称重传感器；冲击发电传感器、旋转发电传感器、称重传感器与信号采集和处理单元电连接，信号采集和处理单元与中央处理单元电连接，中央处理单元与数据库、交互单元电连接；冲击发电传感器和旋转发电传感器与汇流供电单元电连接。本发明利用落料冲击和皮带托辊的转动形成一套即可以生成信息又能够产生电能的装置，完成带面状态检测及物料流量检测两个功能。

CN204675245U公开了一种用于皮带输送机的导料装置和皮带输送机，所述导料装置包括：安装于机架的卡槽，该卡槽沿皮带输送机的纵向方向延伸并邻近皮带输送机的输送皮带至少一侧的边缘部，卡槽包括第一条板、与第一条板平行延伸的第二条板和连接该第一条板和第二条板的连接部，第一条板和第二条板之间形成有空腔，该空腔具有朝向输送皮带的边缘部的条状开口；以及导料片，该导料片位于空腔内，在自身重力作用下伸出于条状开口并落在输送皮带至少一侧的边缘部上，通过连接部限制导料片沿皮带输送机的纵向方向移动。

现有的皮带输送机的智能化程度较低，而煤炭运输过程的变化较多，采用人工控制存在严重的滞后性，例如一旦煤炭运输量激增，运输带转速来不及匹配，极易导致运输带被压塌陷，且当装置受外力或者自身震动时，容易使煤炭发生偏移，影响煤炭运输。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电气自动控制的煤炭输送装置及输送方法，由于煤堆轮廓形状图像信息更直观更准确地反映了当前煤炭流的堆积情况本发明建立起了煤堆轮廓形状与进料量之间的控制机制，煤炭进料量的调节准确程度更高，相比于传统的人工观察调节，节省了人工操作的试错时间，且调节时间更短，调节精度更高，提高了煤炭运输效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电气自动控制的煤炭输送装置，所述的煤炭输送装置包括防尘箱，所述的防尘箱内设置有输送模块，所述的防尘箱顶部设置有进料斗，所述进料斗的出口端正对输送模块的进料端，所述的进料斗内设置有进料闸门；

所述输送带的受料面上方设置有三维激光视觉传感器，所述的三维激光视觉传感器用于实时获取煤炭流的外轮廓图像信息，所述的三维激光视觉传感器与控制模块电性连接，所述的控制模块反馈控制所述的进料闸门，所述的控制模块用于接收三维激光视觉传感器传输的煤堆外轮廓图像信息，并根据煤堆的外轮廓图像信息控制进料闸门的开度。

本发明通过设置控制模块，对三维激光视觉传感器获取的煤堆轮廓形状图像信息进行数据分析，从而得出煤流影像的体积以及高度，根据煤堆形状控制进料闸门开度，由于煤堆轮廓形状图像信息更直观更准确地反映了当前煤炭流的堆积情况本发明建立起了煤堆轮廓形状与进料量之间的控制机制，煤炭进料量的调节准确程度更高，相比于传统的人工观察调节，节省了人工操作的试错时间，且调节时间更短，调节精度更高，提高了煤炭运输效率。

作为本发明一种优选的技术方案，所述进料闸门包括两扇开合闸板，两扇开合闸板完全对合后封闭所述进料斗的进口端，通过调整两扇开合闸板的开度大小改变煤炭的进料量。

优选地，所述的开合闸板包括挡板和驱动杆，所述的挡板一端活动固定于进料斗内壁，所述的驱动杆倾斜设置，所述驱动杆的一端固定于挡板底面，所述驱动杆的另一端固定于进料斗内壁，通过驱动杆的伸缩作用推动挡板旋转，从而改变两扇开合闸板的开度。

优选地，所述的驱动杆外接驱动电机，所述的驱动电机与控制模块电性连接，所述的控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制两扇开合闸板的开度。

在本发明中，开合闸板的作用除了可以调整煤炭的进料量之外，还可以对煤炭起到减震作用，使煤炭通过进料口的速度降低，减缓扬尘的产生，当煤炭进入后，开合闸板可以将内部的扬尘挡在箱体内部，扬尘不易散出，防止危害工作人员的身体健康以及污染大气环境。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的输送模块包括输送带，以及套设于输送带两端的主动辊和从动辊，所述的主动辊与传动电机驱动连接。

优选地，所述的控制模块与传动电机反馈控制，所述的控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制传动电机的输出功率，从而改变主动辊转速。

作为本发明一种优选的技术方案，所述输送带的受料面内侧并排等距设置有至少一个托辊组，所述托辊组用于支撑所述输送带。

优选地，所述的托辊组包括呈V形设置的两个托辊，分别记为第一托辊和第二托辊，所述托辊的两端分别记为固定端和自由端，其中，所述第一托辊的固定端与第二托辊的固定端对接，所述第一托辊的自由端与第二托辊的自由端吊起。

优选地，所述第一托辊的固定端与第二托辊的固定端活动设置于支杆的同一端，所述第一托辊的固定端与支杆活动连接，所述的第一托辊绕固定端旋转，所述第二托辊的固定端与支杆活动连接，所述的第二托辊绕固定端旋转。

优选地，所述的托辊组上方设置有起吊装置，所述的起吊装置固定于防尘箱内部顶面，所述第一托辊的自由端与第二托辊的自由端分别通过起吊绳连接所述的起吊装置，所述的起吊装置用于独立提拉第一托辊的自由端和第二托辊的自由端，从而改变第一托辊和第二托辊的夹角。

需要说明的是，本发明也可以采用其他不同方式的起吊结构，目前本申请限定的是每一组托辊组配备一个独立的起吊装置，从而便于对每一个托辊组的夹角进行调整。当然，本领域技术人员也容易想到的是，将相邻的若干组托辊组的自由端固定于同一个连杆上，起吊装置通过起吊绳与连杆连接，起吊装置对连杆进行提拉，同时改变若干组托辊组的夹角大小。

优选地，所述的控制模块反馈控制所述的起吊装置，所述的控制模块根据煤堆外轮廓图像信息控制起吊装置，从而调整第一托辊和第二托辊的夹角。

作为本发明一种优选的技术方案，所述输送带的出料端对接收料槽。

优选地，所述的收料槽内部设置有重力传感器，所述的重力传感器用于检测收料槽内的煤炭质量。

优选地，所述的重力传感器电性连接所述的控制模块，所述的重力传感器将检测到的煤炭质量传输至控制模块，所述的控制模块根据煤炭质量控制进料闸门的开度。

作为本发明一种优选的技术方案，所述防尘箱内部顶面设置有雾化喷头，所述的雾化喷头外接储水箱，所述的雾化喷头的喷射方向朝向煤堆。

优选地，所述的储水箱与雾化喷头之间的连接管路上设置有电磁阀。

优选地，所述的防尘箱内设置有粉尘浓度传感器。

优选地，所述的粉尘浓度传感器电芯连接所述的控制模块，所述的控制模块与电磁阀反馈控制，所述的粉尘浓度传感器用于检测防尘箱内的煤粉浓度并将检测结果传输至控制模块，所述的控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启。

第二方面，本发明提供了一种电气自动控制的煤炭运输方法，采用第一方面所述的煤炭输送装置运输煤炭，所述的煤炭运输方法包括：

煤炭经进料闸门落入输送带一端，并随输送带移动，三维激光视觉传感器对煤炭的外轮廓进行扫描，并将采集到的煤炭外轮廓图像信息传输至控制模块，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制进料闸门的开度，从而调节煤炭的进料量。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的煤炭运输方法还包括：在煤炭运输过程中，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制传动电机的输出功率，从而改变主动辊的转速。

优选地，所述的输出功率的控制过程具体包括：

控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据或宽度数据中的任意一个数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机降低输出功率；当高度数据或宽度数据中的任意一个数据低于相应的预设范围下限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机提高输出功率；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围内时，控制模块不发出任何指令，维持当前的传动电机输出功率。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的煤炭运输方法还包括：

在煤炭运输过程中，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制起吊装置吊起或下方托辊的自由端，从而调整第一托辊和第二托辊的夹角。

优选地，所述第一托辊和第二托辊的夹角控制过程具体包括：

控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据超出预设范围上限时，控制模块向起吊装置发出控制指令，起吊装置同时下方第一托辊和第二托辊的自由端，扩大第一托辊和第二托辊的夹角；当宽度数据超出预设范围上限时，控制模块向起吊装置发出控制指令，起吊装置同时吊起第一托辊和第二托辊的自由端，减小第一托辊和第二托辊的夹角；当高度数据和宽度数据均落入阈值范围时，控制模块不发出任何指令，维持当前第一托辊和第二托辊的夹角。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的煤炭运输方法还包括：

在煤炭运输过程中，粉尘浓度传感器对防尘箱内的煤粉浓度进行实时检测并将检测结果传输至控制模块，控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启，雾化喷头向煤堆喷射水雾除尘。

优选地，所述的煤炭运输方法还包括：

煤炭由输送带的一端运输至另一端，并落入收料槽内，收料槽内的重力传感器对收料槽内收集的煤炭进行称重，重力传感器将称得的煤炭重量数据传输至控制模块，控制模块根据煤炭重量判断收料槽内是否存满，当判定收料槽内存满煤炭，控制模块向进料闸门发出控制指令，控制进料闸门关闭，当判定收率槽内未存满煤炭，不发出任何指令，维持煤炭的运输状态。

需要说明的是，本发明的核心发明点在于控制模块的控制逻辑和控制机制，在整个煤炭输送过程中，控制模块需要分析并提取煤堆外轮廓的图像信息，并根据图像信息实时调整进料闸门的开度、主动辊转速、托辊组的夹角以及雾化喷头是否开启，使得煤炭的运输过程顺利进行，控制模块的控制逻辑包括如下内容：

(1)控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据或宽度数据中的任意一个数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向驱动电机发出控制指令，控制驱动电机带动驱动杆拉伸，从而减小进料闸门的开度；当高度数据或宽度数据中的任意一个数据低于相应的预设范围下限时，控制模块向驱动电机发出控制指令，控制驱动电机带动驱动杆收缩，从而增大进料闸门的开度；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围内时，控制模块不发出任何指令，维持目前的进料闸门的开度；

(2)控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据或宽度数据中的任意一个数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机降低输出功率；当高度数据或宽度数据中的任意一个数据低于相应的预设范围下限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机提高输出功率；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围时，控制模块不发出任何指令，维持当前的传动电机输出功率；

(3)控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向起吊装置发出控制指令，起吊装置同时下方第一托辊和第二托辊的自由端，扩大第一托辊和第二托辊的夹角；当宽度数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向起吊装置发出控制指令，起吊装置同时吊起第一托辊和第二托辊的自由端，减小第一托辊和第二托辊的夹角；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围时，控制模块不发出任何指令，维持当前第一托辊和第二托辊的夹角；

(4)在煤炭运输过程中，粉尘浓度传感器对防尘箱内的煤粉浓度进行实时检测并将检测结果传输至控制模块，控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启，雾化喷头向煤堆喷射水雾除尘；

(5)煤炭由输送带的一端运输至另一端，并落入收料槽内，收料槽内的重力传感器对收料槽内收集的煤炭进行称重，重力传感器将称得的煤炭重量数据传输至控制模块，控制模块根据煤炭重量判断收料槽内是否存满，当判定收料槽内存满煤炭，控制模块向进料闸门发出控制指令，控制进料闸门关闭，当判定收率槽内未存满煤炭，控制模块不发出任何指令，维持煤炭的运输状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过设置控制模块，对三维激光视觉传感器获取的煤堆轮廓形状图像信息进行数据分析，从而得出煤流影像的体积以及高度，根据煤堆形状控制进料闸门开度，由于煤堆轮廓形状图像信息更直观更准确地反映了当前煤炭流的堆积情况本发明建立起了煤堆轮廓形状与进料量之间的控制机制，煤炭进料量的调节准确程度更高，相比于传统的人工观察调节，节省了人工操作的试错时间，且调节时间更短，调节精度更高，提高了煤炭运输效率。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式提供的煤炭运输装置的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施方式提供的托辊组的结构示意图。

其中，1-防尘箱；2-主动辊；3-从动辊；4-输送带；5-托辊组；51-第一托辊；52-第二托辊；6-支杆；7-三维激光视觉传感器；8-挡板；9-驱动杆；10-收料槽；11-重力传感器；12-起吊绳；13-起吊装置；14-雾化喷头。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种电气自动控制的煤炭输送装置，所述的煤炭输送装置如图1所示，包括防尘箱1，防尘箱1内设置有输送模块，防尘箱1顶部设置有进料斗，进料斗的出口端正对输送模块的进料端，进料斗内设置有进料闸门。

输送带4的受料面上方设置有三维激光视觉传感器7，三维激光视觉传感器7用于实时获取煤炭流的外轮廓图像信息，三维激光视觉传感器7与控制模块电性连接，控制模块反馈控制所述的进料闸门，控制模块用于接收三维激光视觉传感器7传输的煤堆外轮廓图像信息，并根据煤堆的外轮廓图像信息控制进料闸门的开度。

进料闸门包括两扇开合闸板，两扇开合闸板完全对合后封闭进料斗的进口端，通过调整两扇开合闸板的开度大小改变煤炭的进料量。具体地，如图1所示，开合闸板包括挡板8和驱动杆9，挡板8一端活动固定于进料斗内壁，驱动杆9倾斜设置，驱动杆9的一端固定于挡板8底面，驱动杆9的另一端固定于进料斗内壁，通过驱动杆9的伸缩作用推动挡板8旋转，从而改变两扇开合闸板的开度。驱动杆9外接驱动电机，驱动电机与控制模块电性连接，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制两扇开合闸板的开度。

输送模块包括输送带4，以及套设于输送带4两端的主动辊2和从动辊3，主动辊2与传动电机驱动连接。控制模块与传动电机反馈控制，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制传动电机的输出功率，从而改变主动辊2转速。

输送带4的受料面内侧并排等距设置有至少一个托辊组5，托辊组5用于支撑所述输送带4。具体地，如图2所示，托辊组5包括呈V形设置的两个托辊，分别记为第一托辊51和第二托辊52，托辊的两端分别记为固定端和自由端，其中，第一托辊51的固定端与第二托辊52的固定端对接，第一托辊51的自由端与第二托辊52的自由端吊起。进一步地，第一托辊51的固定端与第二托辊52的固定端活动设置于支杆6的同一端，第一托辊51的固定端与支杆6活动连接，第一托辊51绕固定端旋转，第二托辊52的固定端与支杆6活动连接，第二托辊52绕固定端旋转。托辊组5上方设置有起吊装置13，起吊装置13固定于防尘箱1内部顶面，第一托辊51的自由端与第二托辊52的自由端分别通过起吊绳12连接起吊装置13，起吊装置13用于独立提拉第一托辊51的自由端和第二托辊52的自由端，从而改变第一托辊51和第二托辊52的夹角。控制模块反馈控制起吊装置13，控制模块根据煤堆外轮廓图像信息控制起吊装置13，从而调整第一托辊51和第二托辊52的夹角。

输送带4的出料端对接收料槽10，收料槽10内部设置有重力传感器11，重力传感器11用于检测收料槽10内的煤炭质量。重力传感器11电性连接控制模块，重力传感器11将检测到的煤炭质量传输至控制模块，控制模块根据煤炭质量控制进料闸门的开度。

防尘箱1内部顶面设置有雾化喷头14，雾化喷头14外接储水箱，雾化喷头14的喷射方向朝向煤堆，储水箱与雾化喷头14之间的连接管路上设置有电磁阀。防尘箱1内设置有粉尘浓度传感器，粉尘浓度传感器电芯连接所述的控制模块，控制模块与电磁阀反馈控制，粉尘浓度传感器用于检测防尘箱1内的煤粉浓度并将检测结果传输至控制模块，控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种电气自动控制的煤炭运输方法，采用上述具体实施方式提供的煤炭输送装置运输煤炭，所述的煤炭运输方法包括：

煤炭经进料闸门落入输送带4一端，并随输送带4移动，三维激光视觉传感器7对煤炭的外轮廓进行扫描，并将采集到的煤炭外轮廓图像信息传输至控制模块，在煤炭输送过程中，控制模块根据不同的反馈机制控制进料闸门的开度、主动辊2转速、托辊组5的夹角以及雾化喷头14是否开启，具体而言：

(1)控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据或宽度数据中的任意一个数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向驱动电机发出控制指令，控制驱动电机带动驱动杆9拉伸，从而减小进料闸门的开度；当高度数据或宽度数据中的任意一个数据低于相应的预设范围下限时，控制模块向驱动电机发出控制指令，控制驱动电机带动驱动杆9收缩，从而增大进料闸门的开度；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围内时，控制模块不发出任何指令，维持目前的进料闸门的开度；

(2)控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据或宽度数据中的任意一个数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机降低输出功率；当高度数据或宽度数据中的任意一个数据低于相应的预设范围下限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机提高输出功率；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围时，控制模块不发出任何指令，维持当前的传动电机输出功率；

(3)控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向起吊装置13发出控制指令，起吊装置13同时下方第一托辊51和第二托辊52的自由端，扩大第一托辊51和第二托辊52的夹角；当宽度数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向起吊装置13发出控制指令，起吊装置13同时吊起第一托辊51和第二托辊52的自由端，减小第一托辊51和第二托辊52的夹角；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围时，控制模块不发出任何指令，维持当前第一托辊51和第二托辊52的夹角；

(4)在煤炭运输过程中，粉尘浓度传感器对防尘箱1内的煤粉浓度进行实时检测并将检测结果传输至控制模块，控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启，雾化喷头14向煤堆喷射水雾除尘；

(5)煤炭由输送带4的一端运输至另一端，并落入收料槽10内，收料槽10内的重力传感器11对收料槽10内收集的煤炭进行称重，重力传感器11将称得的煤炭重量数据传输至控制模块，控制模块根据煤炭重量判断收料槽10内是否存满，当判定收料槽10内存满煤炭，控制模块向进料闸门发出控制指令，控制进料闸门关闭，当判定收率槽内未存满煤炭，控制模块不发出任何指令，维持煤炭的运输状态。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (17)

1.一种电气自动控制的煤炭输送装置，其特征在于，所述的煤炭输送装置包括防尘箱，所述的防尘箱内设置有输送模块，所述的防尘箱顶部设置有进料斗，所述进料斗的出口端正对输送模块的进料端，所述的进料斗内设置有进料闸门；

所述的输送模块包括输送带，以及套设于输送带两端的主动辊和从动辊，所述的主动辊与传动电机驱动连接；

所述输送带的受料面上方设置有三维激光视觉传感器，所述的三维激光视觉传感器用于实时获取煤炭流的外轮廓图像信息，所述的三维激光视觉传感器与控制模块电性连接，所述的控制模块反馈控制所述的进料闸门，所述的控制模块用于接收三维激光视觉传感器传输的煤堆外轮廓图像信息，并根据煤堆的外轮廓图像信息控制进料闸门的开度；

所述输送带的受料面内侧并排等距设置有至少一个托辊组，所述托辊组用于支撑所述输送带；

所述的托辊组包括呈V形设置的两个托辊，分别记为第一托辊和第二托辊，所述托辊的两端分别记为固定端和自由端，其中，所述第一托辊的固定端与第二托辊的固定端对接，所述第一托辊的自由端与第二托辊的自由端吊起；

所述第一托辊的固定端与第二托辊的固定端活动设置于支杆的同一端，所述第一托辊的固定端与支杆活动连接，所述的第一托辊绕固定端旋转，所述第二托辊的固定端与支杆活动连接，所述的第二托辊绕固定端旋转；

所述的托辊组上方设置有起吊装置，所述的起吊装置固定于防尘箱内部顶面，所述第一托辊的自由端与第二托辊的自由端分别通过起吊绳连接所述的起吊装置，所述的起吊装置用于独立提拉第一托辊的自由端和第二托辊的自由端，从而改变第一托辊和第二托辊的夹角；

所述的控制模块反馈控制所述的起吊装置，所述的控制模块根据煤堆外轮廓图像信息控制起吊装置，从而调整第一托辊和第二托辊的夹角；

在煤炭运输过程中，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制起吊装置吊起或下放托辊的自由端，从而调整第一托辊和第二托辊的夹角；

所述第一托辊和第二托辊的夹角控制过程具体包括：

控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据超出预设范围上限时，控制模块向起吊装置发出控制指令，起吊装置同时下放 第一托辊和第二托辊的自由端，扩大第一托辊和第二托辊的夹角；当宽度数据超出预设范围上限时，控制模块向起吊装置发出控制指令，起吊装置同时吊起第一托辊和第二托辊的自由端，减小第一托辊和第二托辊的夹角；当高度数据和宽度数据均落入阈值范围时，控制模块不发出任何指令，维持当前第一托辊和第二托辊的夹角。

2.根据权利要求1所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述进料闸门包括两扇开合闸板，两扇开合闸板完全对合后封闭所述进料斗的进口端，通过调整两扇开合闸板的开度大小改变煤炭的进料量。

3.根据权利要求2所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的开合闸板包括挡板和驱动杆，所述的挡板一端活动固定于进料斗内壁，所述的驱动杆倾斜设置，所述驱动杆的一端固定于挡板底面，所述驱动杆的另一端固定于进料斗内壁，通过驱动杆的伸缩作用推动挡板旋转，从而改变两扇开合闸板的开度。

4.根据权利要求3所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的驱动杆外接驱动电机，所述的驱动电机与控制模块电性连接，所述的控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制两扇开合闸板的开度。

5.根据权利要求1所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的控制模块与传动电机反馈控制，所述的控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制传动电机的输出功率，从而改变主动辊转速。

6.根据权利要求1所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述输送带的出料端对接收料槽。

7.根据权利要求6所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的收料槽内部设置有重力传感器，所述的重力传感器用于检测收料槽内的煤炭质量。

8.根据权利要求7所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的重力传感器电性连接所述的控制模块，所述的重力传感器将检测到的煤炭质量传输至控制模块，所述的控制模块根据煤炭质量控制进料闸门的开度。

9.根据权利要求1所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述防尘箱内部顶面设置有雾化喷头，所述的雾化喷头外接储水箱，所述的雾化喷头的喷射方向朝向煤堆。

10.根据权利要求9所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的储水箱与雾化喷头之间的连接管路上设置有电磁阀。

11.根据权利要求1所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的防尘箱内设置有粉尘浓度传感器。

12.根据权利要求11所述的煤炭输送装置，其特征在于，所述的粉尘浓度传感器电性连接所述的控制模块，所述的控制模块与电磁阀反馈控制，所述的粉尘浓度传感器用于检测防尘箱内的煤粉浓度并将检测结果传输至控制模块，所述的控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启。

13.一种电气自动控制的煤炭运输方法，其特征在于，采用权利要求1-12任一项所述的煤炭输送装置运输煤炭，所述的煤炭运输方法包括：

煤炭经进料闸门落入输送带一端，并随输送带移动，三维激光视觉传感器对煤炭的外轮廓进行扫描，并将采集到的煤炭外轮廓图像信息传输至控制模块，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制进料闸门的开度，从而调节煤炭的进料量。

14.根据权利要求13所述的煤炭运输方法，其特征在于，所述的煤炭运输方法还包括：在煤炭运输过程中，控制模块根据煤堆的外轮廓图像信息控制传动电机的输出功率，从而改变主动辊的转速。

15.根据权利要求14所述的煤炭运输方法，其特征在于，所述的输出功率的控制过程具体包括：

控制模块提取煤堆外轮廓图像信息中的高度数据和宽度数据，当高度数据或宽度数据中的任意一个数据超出相应的预设范围上限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机降低输出功率；当高度数据或宽度数据中的任意一个数据低于相应的预设范围下限时，控制模块向传动电机发出控制指令，控制传动电机提高输出功率；当高度数据和宽度数据均落入相应的预设范围内时，控制模块不发出任何指令，维持当前的传动电机输出功率。

16.根据权利要求13所述的煤炭运输方法，其特征在于，所述的煤炭运输方法还包括：

在煤炭运输过程中，粉尘浓度传感器对防尘箱内的煤粉浓度进行实时检测并将检测结果传输至控制模块，控制模块对煤粉的实时浓度与预设值进行对比，根据对比结果控制电磁阀开启，雾化喷头向煤堆喷射水雾除尘。

17.根据权利要求13所述的煤炭运输方法，其特征在于，所述的煤炭运输方法还包括：

煤炭由输送带的一端运输至另一端，并落入收料槽内，收料槽内的重力传感器对收料槽内收集的煤炭进行称重，重力传感器将称得的煤炭重量数据传输至控制模块，控制模块根据煤炭重量判断收料槽内是否存满，当判定收料槽内存满煤炭，控制模块向进料闸门发出控制指令，控制进料闸门关闭，当判定收率槽内未存满煤炭，控制模块不发出任何指令，维持煤炭的运输状态。

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