CN113909128A - 一种气动击锤式煤矸石智能分选装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种气动击锤式煤矸石智能分选装置及方法，属于煤矸石分选技术领域。所述气动击锤式煤矸石智能分选装置，包括：传输机构，其用于传输夹杂有煤矸石的煤块；X光识别装置，其设置于传输机构，用于拍摄煤块和煤矸石的图像；气动击锤分选机构，其设置于传输机构的输出端，用于将煤矸石锤击到收集结构；以及控制器，其分别与X光识别装置和气动击锤分选机构连接。所述气动击锤式煤矸石智能分选装置及方法识别速度快、锤击动作效率高，实现煤矸石的准确、快速分选。

Description

一种气动击锤式煤矸石智能分选装置及方法

技术领域

本发明涉及煤矸石分选技术领域，特别涉及一种气动击锤式煤矸石智能分选装置及方法。

背景技术

煤矸石是采煤、洗煤过程中挑出的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。随着煤炭开采量的加大，煤矸石的准确、快速分选成为急需解决的问题。现有的煤矸石分选时主要采用翻板式分选和桁架机械手抓取，其中，翻板式分选通过改变其挡板角度，在煤矸石通过挡板时使其改变坠落轨迹实现分离矸石的作用，但因矸石需要较长的滑落时间，在此期间挡板须保持姿态，容易存在带煤的情况，并且挡板长度必须保证一定尺寸，否则无法有效分离矸石，这又增大了误选矸石的概率；桁架机械手抓取方式由于桁架机械手需要各轴跟随、定位联动、抓手抓取、移动至投放区、复位等待等流程完成一次矸石的分选，总体节拍慢，受限于手臂机械性能，输送带不能以较高带速运行，影响输送效率，当矸石尺寸较小时容易造成矸石与煤块堆积重叠，影响机械手的抓取。另外，现有技术常采用高清相机识别通过视频流图片中分辨颜色或结构形状的不同实现对矸石的识别，误选概率较高，并且带速较高时视频流数据较大，对服务器硬件要求较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种气动击锤式煤矸石智能分选装置及方法，其结构简单、识别速度快、锤击动作效率高，实现煤矸石的准确、快速分选。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，包括：

传输机构，其用于传输夹杂有煤矸石的煤块；

X光识别装置，其设置于所述传输机构，用于拍摄煤块和煤矸石的图像；

气动击锤分选机构，其设置于所述传输机构的输出端，用于将煤矸石锤击到收集结构；以及

控制器，其分别与所述X光识别装置和气动击锤分选机构连接。

进一步的，所述传输机构的输入端设置有振动筛，用于将夹杂有煤矸石的煤块均匀输送到传输机构上。

进一步的，所述传输机构包括输送带，所述输送带套装在辊轮上，所述辊轮连接有电机。

进一步的，所述X光识别装置包括设置于所述输送带上方的X光发射机和深度相机，以及设置于煤块下方的X光接收机。

进一步的，所述气动击锤分选机构设置有若干个，若干个气动击锤分选机构平行设置于所述传输机构的输出端下方，便于锤击不同位置和大小的煤矸石。

进一步的，所述气动击锤分选机构包括气缸，所述气缸的输出端通过直线移动结构连接有击锤，所述直线移动结构包括连接于所述气缸的输出端和所述击锤的连接部，所述连接部的底部固连有滑座，所述滑座沿固连于安装架上的直线导轨直线移动，气缸推动击锤沿直线导轨移动。

进一步的，所述收集结构为倒Y形结构的双腔结构，靠近所述传输机构的一侧为煤块收集腔，远离所述传输机构的一侧为煤矸石收集腔；所述煤块收集腔的顶部设置有导入板；所述煤矸石收集腔的顶部设置有竖直挡板和滑入板。

优选的，所述煤块收集腔和煤矸石收集腔之间设置有隔板，所述隔板的高度低于竖直挡板的高度。

一种气动击锤式煤矸石智能分选方法，采用上述一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，包括如下步骤：

S1、振动筛将夹杂有煤矸石的煤块均匀输送到传输机构上，传输机构带动煤矸石和煤块移动；

S2、X光发射机向其下方的煤矸石和煤块发射X光，X光接收机将得到的图像发送到控制器，同时，深度相机拍摄煤块和煤矸石在输送带上的图像并发送到控制器；

S3、控制器判断X光接收机得到的图像是否是煤矸石，如果是煤矸石，控制器再根据深度相机拍摄的图像，确定煤矸石的尺寸大小以及煤矸石在传输带宽度方向上的位置；

S4、控制器根据煤矸石的尺寸大小以及煤矸石在传输带宽度方向上的位置，控制至少一个气动击锤分选机构工作，将煤矸石锤击到收集结构。

本发明的有益效果：

1)本发明以压缩空气为动力，通过驱动击锤锤击煤矸石实现煤矸石的准确快速分选，结构简单、操作方便、反应速度快、气动机构动作效率高、对气缸损伤小，有效解决了翻板式分选带煤以及桁架机械手抓取效率低、能耗高的技术问题；

2)本发明识别系统识别速度快、准确可靠、有效解决了高清相机识别速度慢、识别率低的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的气动击锤分选机构的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-X光发射机，2-X光接收机，3-输送带，4-气缸，5-直线导轨，6-击锤，7-煤块，8-煤矸石，9-收集结构，10-振动筛，11-煤块收集腔，12-煤矸石收集腔，13-导入板，14-竖直挡板，15-滑入板，16-隔板，17-滑座，18-连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“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。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1和图2所示，本发明提供了一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，包括：

传输机构，其用于传输夹杂有煤矸石8的煤块7；

X光识别装置，其设置于传输机构，用于拍摄煤块7和煤矸石8的图像；

气动击锤分选机构，其设置于传输机构的输出端，用于将煤矸石8锤击到收集结构9；以及

控制器，其分别与X光识别装置和气动击锤分选机构连接。

如图1所示，传输机构的输入端设置有振动筛10，用于将夹杂有煤矸石8的煤块7均匀输送到传输机构上。传输机构包括输送带3，输送带3套装在辊轮上，辊轮连接有电机，电机带动辊轮转动，辊轮带动输送带3移动，将夹杂有煤矸石8的煤块7从输入端送到输出端，电机带动输送带3匀速移动，以保证煤矸石8在输送带3上稳定传输，而且，输送带3匀速移动方便计算煤矸石8从识别出位置到气动击锤分选机构的时间，实现控制器对气动击锤分选机构锤击工作的精确控制。在实际使用时，传输机构的下方有支撑架，保证其与振动筛10和收集结构9和配合，并实现稳定工作。

如图1所示，X光识别装置包括设置于输送带3上方的X光发射机1和深度相机(图中未示出，与X光发射机1的位置靠近)，以及设置于煤块7下方的X光接收机2，X光发射机1向输送带3上杂有煤矸石8的煤块7发射X光，X光接收机2得到对应的图像，并将图像发送到控制器，控制器内预先存储了若干个煤矸石8的图像信息，控制器将X光接收机2得到的图像与控制器内部的图像进行对比，判断X光接收机2得到的图像是否是煤矸石8，如果是煤矸石8，则根据深度相机拍摄输送带3上煤块7和煤矸石8的图像确定煤矸石8的尺寸大小和位置信息，具体的，深度相机拍摄输送带3上煤块7和煤矸石8的图像，并将图像发送到控制器，控制器再根据深度相机拍摄的图像确定煤矸石8的尺寸大小以及煤矸石8在传输带宽度方向上的位置，然后，控制器控制与煤矸石8的尺寸大小和位置对应的气动击锤分选机构工作，将煤矸石8锤击出。控制器确定X光接收机2得到的图像是否是煤矸石8以及根据深度相机拍摄的图像确定煤矸石8的尺寸大小以及煤矸石8在传输带宽度方向上的位置的具体过程，可参考现有技术。

本发明中，气动击锤分选机构设置有若干个，若干个气动击锤分选机构平行设置于煤矸石8传输机构的输出端下方，便于锤击不同位置和大小的煤矸石8。

如图2所示，气动击锤分选机构包括气缸4，气缸4的输出端通过直线移动结构连接有击锤6，直线移动结构包括连接于气缸4的输出端和击锤6的连接部18，连接部18的底部固连有滑座17，滑座17沿固连于安装架上的直线导轨5直线移动，气缸4推动击锤6沿直线导轨5移动，直线式动作方式，理论上矸石与击锤6接触瞬间为点接触，不会承受矸石下落重力加速度的冲击，并且击锤6底部的直线导轨5，消除了大部分径向力，保护气缸4，提高使用安全。

本实施例中，击锤6击打煤矸石8的部位为倾斜设置的平板结构，控制器根据煤矸石8的尺寸大小以及煤矸石8在传输带宽度方向上的位置，控制对应的气动击锤分选机构工作，具体的，如果煤矸石8的尺寸小于击锤6击打煤矸石8的部位，控制器控制该煤矸石8下方对应位置的气动击锤分选机构的气缸4工作，将该煤矸石8锤击出去；如果煤矸石8的尺寸大于击锤6击打煤矸石8的部位，控制器控制该煤矸石8下方对应位置的两个或者多个气动击锤分选机构的气缸4工作，多个击锤6一起，将该煤矸石8锤击出去。

本发明中，收集结构9为倒Y形结构的双腔结构，靠近传输机构的一侧为煤块收集腔11，远离传输机构的一侧为煤矸石收集腔12；煤块收集腔11的顶部设置有导入板13，将煤块7导入煤块收集腔11；煤矸石收集腔12的顶部设置有竖直挡板14和滑入板15，竖直挡板14挡住被击打出的煤矸石8，使煤矸石8沿着滑入板15滑入煤矸石收集腔12。

作为优选，煤块收集腔11和煤矸石收集腔12之间设置有隔板16，隔板16的高度低于竖直挡板14的高度，保证煤块7和煤矸石8分别进入各自的收集腔内。

一种气动击锤式煤矸石智能分选方法，采用上述一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，包括如下步骤：

S1、振动筛10将夹杂有煤矸石8的煤块7均匀输送到传输机构上，传输机构带动煤矸石8和煤块7移动；

S2、X光发射机1向其下方的煤矸石8和煤块7发射X光，X光接收机2将得到的图像发送到控制器，同时，深度相机拍摄煤块7和煤矸石8在输送带3上的图像并发送到控制器；

S3、控制器判断X光接收机2得到的图像是否是煤矸石8，如果是煤矸石8，控制器再根据深度相机拍摄的图像，确定煤矸石8的尺寸大小以及煤矸石8在传输带宽度方向上的位置；

S4、控制器根据煤矸石8的尺寸大小以及煤矸石8在传输带宽度方向上的位置，控制至少一个气动击锤分选机构工作，将煤矸石8锤击到收集结构9。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，包括：

传输机构，其用于传输夹杂有煤矸石的煤块；

X光识别装置，其设置于所述传输机构，用于拍摄煤块和煤矸石的图像；

气动击锤分选机构，其设置于所述传输机构的输出端，用于将煤矸石锤击到收集结构；以及

控制器，其分别与所述X光识别装置和气动击锤分选机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述传输机构的输入端设置有振动筛，用于将夹杂有煤矸石的煤块均匀输送到传输机构上。

3.根据权利要求1所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述传输机构包括输送带，所述输送带套装在辊轮上，所述辊轮连接有电机。

4.根据权利要求1所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述X光识别装置包括设置于所述输送带上方的X光发射机和深度相机，以及设置于煤块下方的X光接收机。

5.根据权利要求1所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述气动击锤分选机构设置有若干个，若干个气动击锤分选机构平行设置于所述传输机构的输出端下方。

6.根据权利要求1所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述气动击锤分选机构包括气缸，所述气缸的输出端通过直线移动结构连接有击锤，所述直线移动结构包括连接于所述气缸的输出端和所述击锤的连接部，所述连接部的底部固连有滑座，所述滑座沿直线导轨移动。

7.根据权利要求1所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述收集结构为倒Y形结构的双腔结构，靠近所述传输机构的一侧为煤块收集腔，远离所述传输机构的一侧为煤矸石收集腔；所述煤块收集腔的顶部设置有导入板；所述煤矸石收集腔的顶部设置有竖直挡板和滑入板。

8.根据权利要求7所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，其特征在于，所述煤块收集腔和煤矸石收集腔之间设置有隔板，所述隔板的高度低于竖直挡板的高度。

9.一种气动击锤式煤矸石智能分选方法，采用权利要求1-8任意一项所述的一种气动击锤式煤矸石智能分选装置，包括如下步骤：

S1、振动筛将夹杂有煤矸石的煤块均匀输送到传输机构上，传输机构带动煤矸石和煤块移动；

S2、X光发射机向其下方的煤矸石和煤块发射X光，X光接收机将得到的图像发送到控制器，同时，深度相机拍摄煤块和煤矸石在输送带上的图像并发送到控制器；

S3、控制器判断X光接收机得到的图像是否是煤矸石，如果是煤矸石，控制器再根据深度相机拍摄的图像，确定煤矸石的尺寸大小以及煤矸石在传输带宽度方向上的位置；

S4、控制器根据煤矸石的尺寸大小以及煤矸石在传输带宽度方向上的位置，控制至少一个气动击锤分选机构工作，将煤矸石锤击到收集结构。

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