CN116273986A - 煤矸石分拣系统、煤矸石分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了煤矸石分拣系统，属于分拣技术领域，包括：运输装置，所述运输装置上输送有煤块和异形物体；检测组件，所述检测组件位于所述运输装置的上方，分区收纳组件，所述分区收纳组件设于所述运输装置的出料端，所述分区收纳组件包括：煤矸石仓、煤仓和气吹装置，所述气吹装置上具有多个气吹嘴，多个所述气吹嘴沿所述输送装置的宽度方向排列设置，多个所述气吹嘴独立工作，所述气吹嘴用于将下降的异形物体吹入煤矸石仓或将煤块吹入煤仓，所述气吹装置吹落煤块或异形物体对应的煤矸石仓或煤仓的受力壁上安装有多层厚毡布，所述配重带动多层厚毡布绕过定滑轮上表面，本发明具有分拣更适配性更强的优点。

Description

煤矸石分拣系统、煤矸石分拣方法

技术领域

本发明属于分拣技术领域，具体涉及煤矸石分拣系统、煤矸石分拣方法。

背景技术

煤矿作为人类生产过程中的主要能量来源，其因为工作环境的特殊性，开采的过程依旧较其他行业略微落后，其很多的工作岗位依旧由各种类型的矿工进行担任，其中针对在煤矿开采中所产生的煤矸石的分拣工作由于其分拣过程繁琐，煤矸石石块、枕木等异物与煤块不易区分，仍然是煤炭自动化技术上的一大难题。

现阶段，对于煤矸石分选大部分矿井企业采用的还是人工分拣的方法，存在工作量大、工作环境恶劣、效率低等问题。一些智能化矿井也引入了基于视觉、X光检测等手段识别，再通过机械臂抓/拨取、气动元器件弹击、高压气流吹分等手段完成分拣动作，在一定程度上缓解了现场工人的工作量。但依然存在适配性差，无法高效的分拣各种形状大小的矸石以及类似枕木等长条圆柱状的异物；矸石采用自由落体的方式，噪声大，对导槽的冲击大，易破损等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出煤矸石分拣系统，该煤矸石分拣系统具有适配各种异形物体的优点。

根据本发明实施例的煤矸石分拣系统，包括：运输装置，所述运输装置上输送有煤块和异形物体；检测组件，所述检测组件位于所述运输装置的上方，所述检测组件用于识别所述煤块和异形物体；分区收纳组件，所述分区收纳组件设于所述运输装置的出料端，所述分区收纳组件包括：煤矸石仓、煤仓和气吹装置，所述气吹装置上具有多个气吹嘴，多个所述气吹嘴沿所述输送装置的宽度方向排列设置，多个所述气吹嘴独立工作，所述气吹嘴用于将下降的异形物体吹入煤矸石仓或将煤块吹入煤仓。

根据本发明一个实施例，所述煤矸石仓和煤仓为前后并排设置，所述煤矸石仓和煤仓的之间设置有挡板，所述挡板呈一定的角度倾斜，用于防止被吹至煤矸石仓和煤仓中间的煤块落入煤矸石仓或和被吹至煤矸石仓和煤仓中间的异形物体落入煤仓。

根据本发明一个实施例，所述煤矸石仓或煤仓的受力壁的内表面安装有多层厚毡布，所述煤矸石仓或煤仓的受力壁的外表面设有配重，所述煤矸石仓或煤仓的上端安装有定滑轮，所述配重和多层厚毡布通过绳索相连，所述绳索与定滑轮滚动链接，所述配重用于使多层厚毡布保持被拉伸状态，所述多层厚毡布用于减弱被吹落的煤块或异形物体的反弹力。

根据本发明一个实施例，所述气吹装置为高压气嘴。

根据本发明一个实施例，所述检测组件包括：

第一图像识别装置，安装于运输装置的入料端的上方，用于检测运输装置上的异形物体的位置和体积；

机械抓手，安装于第一图像识别装置的一侧，用于抓取异形物体；

第二图像识别装置，安装于机械抓手的另一侧，用于检测运输装置上剩余的异形物体的位置和体积。

根据本发明一个实施例，所述机械抓手为拨动抓手和/或抓取抓手。

根据本发明一个实施例，所述机械抓手的底部安装有贴片式应力传感器，用于在抓起过程中检测是否抓取成功。

根据本发明一个实施例，还包括振动筛，所述振动筛位于运输装置的入料端，用于将煤块和异形物体布在运输装置上。

根据本发明一个实施例，所述运输装置为皮带输送机。

一种煤矸石分拣方法，采用上述任意一项所述的煤矸石分拣系统，包括以下步骤：

第一图像识别装置检测皮带输送机上异形物体和煤块的第一位置信息和第一体积信息；

机械抓手根据位置信息，抓取并分离出第一体积信息超过阀值的异形物体；

第二图像识别装置检测皮带输送机上剩余异形物体和煤块第二位置信息和第二体积信息，所述气吹装置根据第二位置信息开启对应位置的气吹嘴，以及根据气吹嘴对应位置的异形物体或煤块的第二体积信息调节气流的大小，以将下降的异形物体吹入煤矸石仓或将煤块吹入煤仓；

被吹动的异形物体或煤块撞击在对应的多层厚毡布上，并顺着多层厚毡布滑落在对应的煤矸石仓内或对应的煤仓内。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的整体结构位置关系示意图；

附图标记：

1、第一图像识别装置；2、机械抓手；3、异形物体；4、第二图像识别装置；5、振动筛；6、皮带输送机；7、气吹装置；8、煤块；9、煤仓；10、煤矸石仓；13、配重；14、定滑轮；15、多层厚毡布；16、挡板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图具体描述根据本发明实施例的煤矸石分拣系统、煤矸石分拣方法。

如图1所示，根据本发明实施例的煤矸石分拣系统，包括：运输装置，运输装置为皮带输送机6，皮带输送机6的入料端设置有振动筛5，振动筛5用于将煤块8和异形物体3均匀的分布在皮带输送机6上，避免煤块8和异形物体3叠加堆积，提高后续的识别和分拣效率，皮带输送机6的上方由皮带输送机6的入料端至出料端方向依次排列安装有第一图像识别装置4、机械抓手2、第二图像识别装置1，第一图像识别装置4用于拍摄检测皮带输送机6上的异形物体3和煤块8的第一位置信息和第一体积信息，并将第一体积信息超过阈值的异形物体3的位置信息发送至机械抓手2，机械抓手2用于抓取和/或拨动异形物体3，机械抓手2的底部固定安装有贴片式应力传感器，用于在抓取的过程中检测是否抓取成功，第二图像识别装置1用于检测皮带输送机6上异形物体3或煤块8的第二位置信息和第二体积信息。

如图1所示，皮带输送机6出料端设置有分区收纳组件，所述分区收纳组件包括煤矸石仓10、煤仓9，煤矸石仓10和煤仓9前后并排排列，煤矸石仓10和煤仓9之间安装有挡板16，挡板16呈一定的角度倾斜，用于防止被吹至煤矸石仓10和煤仓9中间的煤块8落入煤矸石仓10或和被吹至煤矸石仓10和煤仓9中间的异形物体3落入煤仓9。

如图1所示，分区收纳组件还包括气吹装置7，所述气吹装置7为高压气嘴，气吹装置7安装于皮带输送机6的出料端，气吹装置7设置有至少一排气吹嘴，至少一排气吹嘴沿输送装置的宽度方向排列设置，用于将下降的异形物体3吹入煤矸石仓10或将煤块8吹入煤仓9。

如图1所示，气吹装置7吹落煤块8或异形物体3所对应的煤矸石仓10或煤仓9的受力壁上铰接有多层厚毡布15，多层厚毡布15连接壁的上端安装有定滑轮14，多层厚毡布15的上端固定安装有配重13，配重13带动多层厚毡布15绕过定滑轮14上表面，多层厚毡布15滑动连接于定滑轮14上表面，用于使多层厚毡布15保持被拉伸状态，多层厚毡布15用于减弱被吹落的煤块8或异形物体3的反弹力。

工作原理：振动筛5将煤块8和异形物体3平整的铺在皮带输送机6的入料端，皮带输送机6带动煤块8和异形物体3向皮带输送机6的出料端运行，此时煤块8和异形物体3首先经过第一图像识别装置1，第一图像识别装置1检测皮带输送机6上异形物体3的具体位置和体积，并将体积较大的异形物体3的位置及体积信息发送至机械抓手2，机械抓手2根据体积较大的异形物体3的位置以及其体积和形状将其抓起，实现自动识别及分拣出体积较大的异形物体3的效果，便于后续的精细分拣工作，同时，若机械抓手2根据第一图像识别装置1发送的信息判断有煤块8或异形物体3的堆叠情况，则机械抓手2采用拨动功能将堆叠处的煤块8和异形物体3拨开，使煤块8和异形物体3均匀分布，防止煤块8和异形物体3堆叠造成的体积识别误差，使后续的气吹嘴分拣时气流量发生偏差，造成被分拣的物体未被吹动，或异形物体3和煤块8堆叠造成后续气吹嘴吹动时将异形物体3和煤块8同时吹动，造成分拣误差，大大提高了分拣的精准度。

经过机械抓手2的分拣和分布后的煤块8和异形物体3，第二图像识别装置4检测剩余异形物体3和煤块8的具体位置和体积，此时，第二图像识别装置4根据预设的将异形物体3或煤块8的具体位置和体积发送至气吹装置7，气吹装置7根据异形物体3或煤块8的具体位置打开对应位置的气吹嘴，并根据异形物体3或煤块8的体积判断所需气流量，保证该异形物体3或煤块8被吹至其对应的煤矸石仓10或煤仓9内，实现二次分拣的效果，提高煤仓9内煤块8的纯度；同时，设置第二图像识别装置4可以在第一图像识别装置1出现故障时依然保持分拣工作。

异形物体3或煤块8被吹入其对应的煤矸石仓10或煤仓9内，若由于气流量较大造成异形物体3或煤块8撞击在其对应的煤矸石仓10或煤仓9的侧壁上，此时，异形物体3或煤块8会撞击在多层厚毡布15上，多层厚毡布15受到撞击后拉动配重13回缩，对撞击的异形物体3或煤块8产生一定的缓冲，失去撞击力的多层厚毡布15被配重13拉回，实现多层厚毡布15再次复原的效果，此时异形物体3或煤块8顺着多层厚毡布15滑落在其对应的煤矸石仓10或煤仓9内，实现利于收集，同时防止异形物体3或煤块8的回弹力过大造成弹出其对应的煤矸石仓10或煤仓9，同时减若了异形物体3或煤块8对其对应的煤矸石仓10或煤仓9壁的撞击，提高了煤矸石仓10或煤仓9的使用寿命，降低了噪音的产生。

在工作开始前，预设气吹装置7的气吹嘴开闭合频率值，若气吹嘴开闭合频率值高于预设气吹嘴开闭合频率值时，则认为此时异形物体3量较大，开始让机械抓手2参与体积较小的异形物体3的分拣工作，单较大体积的异形物体3依然优先分拣。

优选地，皮带输送机6的上方由皮带输送机6的入料端至出料端方向依次排列安装有第一图像识别装置4、机械抓手2、第二图像识别装置1，皮带输送机6的出料端安装有气吹装置7，皮带输送机6的出料端设置有煤仓9和煤矸石仓10。

更为优选地，煤矸石仓10或煤仓9的受力壁的内表面安装有多层厚毡布15，所述煤矸石仓10或煤仓9的受力壁的外表面设有配重13，所述煤矸石仓10或煤仓9的上端安装有定滑轮14，所述配重13和多层厚毡布15通过绳索相连，所述绳索与定滑轮14滚动相连。

本发明还提供一种煤矸石分拣方法，采用上述的煤矸石分拣系统，包括以下步骤：第一图像识别装置4检测皮带输送机6上异形物体3的具体位置和体积，并将较大体积的异形物体3的位置信息传送至机械抓手2；

机械抓手2根据接受到的异形物体3的信息，进行抓取异形物体3；

第二图像识别装置4检测皮带输送机6上异形物体3或煤块8的具体位置和体积，并将相应的信息发送至气吹装置7，所述气吹装置7根据异形物体3或煤块8的位置信息开启对应位置的气吹嘴，以及根据气吹嘴对应位置的异形物体3或煤块8的体积调节气流的大小；

被吹动的异形物体3或煤块8撞击在多层厚毡布15上，顺着多层厚毡布15滑落在矸石仓10内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (10)

1.煤矸石分拣系统，其特征在于，包括：

运输装置，所述运输装置上输送有煤块(8)和异形物体(3)；

检测组件，所述检测组件位于所述运输装置的上方，所述检测组件用于识别所述煤块(8)和异形物体(3)；

分区收纳组件，所述分区收纳组件设于所述运输装置的出料端，所述分区收纳组件包括：煤矸石仓(10)、煤仓(9)和气吹装置(7)，所述气吹装置(7)上具有多个气吹嘴，多个所述气吹嘴沿所述输送装置的宽度方向排列设置，多个所述气吹嘴独立工作，所述气吹嘴用于将下降的异形物体(3)吹入煤矸石仓(10)或将煤块(8)吹入煤仓(9)。

2.根据权利要求1所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述煤矸石仓(10)和煤仓(9)为前后并排设置，所述煤矸石仓(10)和煤仓(9)的之间设置有挡板(16)，所述挡板(16)呈一定的角度倾斜，用于防止被吹至煤矸石仓(10)和煤仓(9)中间的煤块(8)落入煤矸石仓(10)或和被吹至煤矸石仓(10)和煤仓(9)中间的异形物体(3)落入煤仓(9)。

3.根据权利要求2所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述煤矸石仓(10)或煤仓(9)的受力壁的内表面安装有多层厚毡布(15)，所述煤矸石仓(10)或煤仓(9)的受力壁的外表面设有配重(13)，所述煤矸石仓(10)或煤仓(9)的上端安装有定滑轮(14)，所述配重(13)和多层厚毡布(15)通过绳索相连，所述绳索与定滑轮(14)滚动相连，所述配重(13)用于使多层厚毡布(15)保持被拉伸状态，所述多层厚毡布(15)用于减弱被吹落的煤块(8)或异形物体(3)的反弹力。

4.根据权利要求3所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述气吹装置(7)为高压气嘴。

5.根据权利要求1所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述检测组件包括：

第一图像识别装置(1)，安装于运输装置的入料端的上方，用于检测运输装置上的异形物体(3)的位置和体积；

机械抓手(2)，安装于第一图像识别装置(1)的一侧，用于抓取异形物体(3)；

第二图像识别装置(4)，安装于机械抓手(2)的另一侧，用于检测运输装置上剩余的异形物体(3)的位置和体积。

6.根据权利要求5所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述机械抓手(2)为拨动抓手和/或抓取抓手。

7.根据权利要求1所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述机械抓手(2)的底部安装有贴片式应力传感器，用于在抓起过程中检测是否抓取成功。

8.根据权利要求1所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，还包括振动筛(5)，所述振动筛(5)位于运输装置的入料端，用于将煤块(8)和异形物体(3)布在运输装置上。

9.根据权利要求8所述的煤矸石分拣系统，其特征在于，所述运输装置为皮带输送机(6)。

10.一种煤矸石分拣方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一所述的煤矸石分拣系统进行煤矸石分拣，包括以下步骤：

第一图像识别装置(4)检测皮带输送机(6)上异形物体(3)和煤块(8)的第一位置信息和第一体积信息；

机械抓手(2)根据位置信息，抓取并分离出第一体积信息超过阈值的异形物体(3)；

第二图像识别装置(4)检测皮带输送机(6)上剩余的异形物体(3)和煤块(8)的第二位置信息和第二体积信息，所述气吹装置(7)根据第二位置信息开启对应位置的气吹嘴，以及根据气吹嘴对应位置的异形物体(3)或煤块(8)的第二体积信息调节气流的大小，以将下降的异形物体(3)吹入煤矸石仓(10)或将煤块(8)吹入煤仓(9)；

被吹动的异形物体(3)或煤块(8)撞击在对应的多层厚毡布(15)上，并顺着多层厚毡布(15)滑落在对应的煤矸石仓(10)或对应的煤仓(9)内。

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