CN206046501U - 矿石分选工艺中应用的分拣设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿石分选工艺中应用的分拣设备，本实用新型结构简单、灵活性高，能将制定的矿石全部选出，有效取代人工捡矸。使用时，本实用新型通过图像采集器和图像识别器对物品进行识别，并通过处理器对气杠、驱动电机、第一电机和第二电机进行控制，实现自动识别矸石和木块，并完成对矸石和木块的分拣。提高了生产效率，降低了劳动量，可靠性能好。

Description

矿石分选工艺中应用的分拣设备

技术领域

本实用新型涉及矿石分选技术领域，涉及一种基于图像识别技术和机械手臂的矿石分选工艺，特别适用于煤炭等行业。

背景技术

我国是一个能源大国，在矿石生产过程中会产生大量的无用矿物，比如矸石，为了不浪费的资源，常常需要对破碎后的大块矿石进行捡矸分选。而现在的捡矸方式主要是人工操作，比如现行的煤炭手选工艺，就是通过人眼辨别，手工捡出的办法。但是由于捡矸车间烟尘大、环境脏、噪声大，对人体危害严重。捡矸车间是选煤厂职业病最主要的产生地之一，同时人工捡矸的劳动强度大，工作效率低下，投资大，所以这种工艺模式一直以来也饱受诟病。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于图像识别技术和机械手臂的煤炭分选工艺，解决了目前选煤厂捡矸方式主要是人工检矸的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种技术方案：一种矿石分选工艺中应用的分拣设备，所述分拣设备包括带图像识别***的机械手臂；

所述图像识别***包括相互关联的图像采集模块、源图像存储模块和信息传递模块；

所述机械手臂与图像识别***分别与控制器连接，机械手臂设置在捡矸皮带的上方，图像识别***的图像采集模块设置在捡矸皮带的上方、机械手臂的前方。

所述机械手臂具体结构为：包括底座、万向轮、立柱、工具箱、固定座、气杠、推杆、转轴、从动杆、主动杆、活动座、横杆、滑轨、滑轮、支撑座、驱动电机、支架、连接座、支座、图像采集器、图像识别器、处理器、第一电机、第二电机、第一齿轮、第二齿轮、第一抓取指、第二抓取指和弹簧；

所述底座的下表面设有数个万向轮；

所述底座的上表面上固定连接有一个立柱；

所述底座的上表面上还固定连接有一个工具箱；

所述立柱外表面的中端固定连接有一个固定座，所述固定座位于立柱的右侧；

所述固定座上表面固定连接有一个气杠；

所述气杠上轴连接有一个推杆；

所述从动杆的一端通过转轴与立柱的顶端相连接，所述从动杆的另一端通过转轴与活动座的右侧上端相连接；

所述主动杆的一端通过转轴与推杆的顶端相连接，所述主动杆的另一端通过转轴与活动座的右侧下端相连接；

所述从动杆和主动杆相平行；

所述活动座的左端固定连接有一个横杆；

所述横杆的上、下表面均固定连接有一个滑轨；

所述支撑座的上、下端均活动连接有一个滑轮；

所述滑轮分别滑动连接在上、下两个滑轨上；

所述支撑座上固定连接有一个驱动电机；

所述驱动电机的输出轴同时通过皮带与两个滑轮的输入轴相连接；

所述支撑座的侧面上固定连接有一个支架；

所述支架的底面上固定连接有一个连接座；

所述连接座的底面上固定连接有一个支座；

所述横杆的左端固定连接有一个图像采集器；

所述图像识别器和处理器均固定连接在支架上；

所述支架内部的左侧固定连接有一个第一电机；

所述支架内部的右侧固定连接有一个第二电机；

所述支座上分别活动连接有第一齿轮和第二齿轮；

所述第一电机的输出轴通过皮带与第一齿轮的输入轴相连接；

所述第二电机的输出轴通过皮带与第二齿轮的输入轴相连接；

所述第一齿轮上固定连接有一个第一抓取指；

所述第二齿轮上固定连接有一个第二抓取指；

所述第一抓取指和第二抓取指之间固定连接有一个弹簧；

所述图像采集器通过线缆依次与图像识别器和处理器的信号输入端相连接；

所述处理器的信号输出端通过线缆还与气杠、驱动电机、第一电机和第二电机并行连接。

所述图像识别***外部设置有一机壳，并通过机架架装在捡矸皮带的上方；所述的源图像存储模块和信息传递模块安装在机壳内部，所述的图像采集模块安装在机壳底部。

所述机械手臂的主体安装在捡矸皮带的外侧，机械手臂与主体之间为铰接关系，机械手臂主体和图像识别***分别与控制器连接。

每条捡矸皮带上至少设置一套带图像识别***的机械手臂。

本实用新型的有益效果：本实用新型结构简单、灵活性高，能将矿石中大小不同的矸石选出，提供符合工业需求的有用矿物。其中机械手臂具有多个自由度，可以有效取代人工检矸。使用时，通过图像采集器和图像识别器对物品进行识别，并通过处理器对气杠、驱动电机、第一电机和第二电机进行控制，实现自动识别矸石和木块，提高了生产效率，降低了劳动量，可靠性能好。所用分拣设备结构简单，操作方便，精准度高，工作效率高。针对排矸车间的特定环境和技术要求，将图像识别与机械手臂进行结合实现全自动化分选，打破传统人工选矸工艺的缺陷，节省大量人力物力财力，适合各规模选矿厂投产使用。机械手臂应用到矿石手选过程中，既可以减少人工，又能提高矿石分选的效率和准确度，可大大推动矿石行业的技术进步，改善员工工作环境，提高资源的回收率和利用率。

附图说明：

本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中分拣设备的整体结构示意图。

1-底座；2-万向轮；3-立柱；4-工具箱；5-固定座；6-气杠；7-推杆；8-转轴；9-从动杆；10-主动杆；11-活动座；12-横杆；13-滑轨；14-滑轮；15-支撑座；16-驱动电机；17-支架；18-连接座；19-支座；20-图像采集器；21-图像识别器；22-处理器；23-第一电机；24-第二电机；25-第一齿轮；26-第二齿轮；27-第一抓取指；28-第二抓取指；29-弹簧；30-图像识别***；31-控制器；32-机械主体；33-溜槽；34-机械手臂；35-捡矸皮带。

具体实施方式：

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于图像识别技术和机械手臂的矿石分选工艺，包括以下步骤：各种矿石经过初筛后，一部分进入皮带进行捡矸，图像识别***将捡矸皮带中矸石或有价矿石区分，将信息传递给控制器。控制器控制机械手臂执行捡取动作，机械手臂根据识别结果将需要分离出的矸石或有价矿石捡出，并由设置在机械手臂外侧的溜槽排出。

具有图像识别功能的机械手臂具体结构为：包括底座1、万向轮2、立柱3、工具箱4、固定座5、气杠6、推杆7、转轴8、从动杆9、主动杆10、活动座11、横杆12、滑轨13、滑轮14、支撑座15、驱动电机16、支架17、连接座18、支座19、图像采集器20、图像识别器21、处理器22、第一电机23、第二电机24、第一齿轮25、第二齿轮26、第一抓取指27、第二抓取指28和弹簧29；所述底座1的下表面设有数个万向轮2；所述底座1的上表面上固定连接有一个立柱3；所述底座1的上表面上还固定连接有一个工具箱4；所述立柱3外表面的中端固定连接有一个固定座5，所述固定座5位于立柱3的右侧；所述固定座5上表面固定连接有一个气杠6；所述气杠6上轴连接有一个推杆7；所述从动杆9的一端通过转轴8与立柱3的顶端相连接，所述从动杆9的另一端通过转轴8与活动座11的右侧上端相连接；所述主动杆10的一端通过转轴8与推杆7的顶端相连接，所述主动杆10的另一端通过转轴8与活动座11的右侧下端相连接；所述从动杆9和主动杆10相平行；所述活动座11的左端固定连接有一个横杆12；所述横杆12的上、下表面均固定连接有一个滑轨13；所述支撑座15的上、下端均活动连接有一个滑轮14；所述滑轮14分别滑动连接在上、下两个滑轨13上；所述支撑座15上固定连接有一个驱动电机16；所述驱动电机16的输出轴同时通过皮带与两个滑轮14的输入轴相连接；所述支撑座15的侧面上固定连接有一个支架17；所述支架17的底面上固定连接有一个连接座18；所述连接座18的底面上固定连接有一个支座19；所述横杆12的左端固定连接有一个图像采集器20；所述图像识别器21和处理器22均固定连接在支架17上；所述支架17内部的左侧固定连接有一个第一电机23；所述支架17内部的右侧固定连接有一个第二电机24；所述支座19上分别活动连接有第一齿轮25和第二齿轮26；所述第一电机23的输出轴通过皮带与第一齿轮25的输入轴相连接；所述第二电机24的输出轴通过皮带与第二齿轮26的输入轴相连接；所述第一齿轮25上固定连接有一个第一抓取指27；所述第二齿轮26上固定连接有一个第二抓取指28；所述第一抓取指27和第二抓取指28之间固定连接有一个弹簧29；所述图像采集器20通过线缆依次与图像识别器21和处理器22的信号输入端相连接；所述处理器22的信号输出端通过线缆还与气杠6、驱动电机16、第一电机23和第二电机24并行连接。

其中，所述弹簧29为碟形弹簧；所述万向轮2上设有防滑装置；所述第一电机23和第二电机24均为变频电机。

本实用新型具有图像识别功能的机械手臂的使用状态为：使用时，通过万向轮2的移动，将横杆12移动到传送带的上方，图像采集器20和图像识别器21对物品进行识别，当检测到矸石和木块时，处理器对气杠6、驱动电机16、第一电机23和第二电机24发出指令，此时，气杠6、驱动电机16、第一电机23和第二电机24协同工作，气杠6控制整个机械手的高低运动，驱动电机16控制机械手的左右移动，第一电机23和第二电机24控制第一抓取指27和第二抓取指28，实现抓取。

本实用新型所公开的是一种矿石分选工艺，本实施例以煤炭分选为例进行说明，这种分选工艺是一种基于图像识别技术和机械手臂的煤炭和矸石区别分拣的方法，运用到的主要设备为带图像识别***的机械手臂。将图像识别与机械手臂进行结合实现全自动化分选，打破传统人工选矸工艺技术思路。这种分选工艺基于分拣装置，该分拣装置包括图像识别***和机械手臂，主要包括图像识别***1，控制器2，机械主体3，溜槽4，机械手臂5，捡矸皮带6。机械手臂与图像识别***分别与控制器连接，机械手臂设置在捡矸皮带的上方，图像识别***的图像采集模块设置在捡矸皮带的上方、机械手臂的前方。机械手臂的主体安装在捡矸皮带的外侧，机械手臂与主体之间为铰接关系，机械手臂主体和图像识别***分别与控制器连接。

每条捡矸皮带上至少设置一套带图像识别***的机械手臂。

图像识别***包括相互关联的图像采集模块、源图像存储模块和信息传递模块。图像识别***外部设置有一机壳，并通过机架架装在捡矸皮带的上方。源图像存储模块和信息传递模块安装在机壳内部，图像采集模块安装在机壳底部。源图像存储模块中分别存储有煤炭和矸石的图像，根据实际需要选定源图像存储模块的类别。

根据捡矸皮带中物料的质量情况，若矸石数量较多，则向外分拣煤炭，若煤炭数量较多，则向外分拣矸石。举例说明：向外分拣矸石时，在源图像存储模块中选定矸石图像，并将矸石的图像信息传递给图像采集模块，图像采集模块根据接收到的图像信息对经过的物料进行图像采集，识别与其所接收到的图像信息相近的矸石并将其标定，然后通过信息传递模块将标定的图像信息传递给控制器，控制器接到信息后，启动机械手臂主体，主体控制机械手臂水平转动，到达指定位置后，对标定矸石实施捡取动作，然后再转至溜槽所在位置，将矸石落入溜槽排出，捡取动作完成后，图像采集模块的识别标定矸石消失，自动恢复最初的图像采集识别状态。

采用上述分拣设备实施分拣的工艺步骤为：原煤经过初筛后，一部分进入皮带进行捡矸，图像识别***将捡矸皮带中矸石或煤炭区分，将信息传递给控制器，控制器控制机械手臂执行捡取动作，机械手臂根据识别结果将需要分离出的矸石或煤炭捡出，并由设置在机械手臂外侧的溜槽排出。

Claims (5)

1.一种矿石分选工艺中应用的分拣设备，其特征在于，所述分拣设备包括带图像识别***的机械手臂；

所述图像识别***包括相互关联的图像采集模块、源图像存储模块和信息传递模块；

所述机械手臂与图像识别***分别与控制器连接，机械手臂设置在捡矸皮带的上方，图像识别***的图像采集模块设置在捡矸皮带的上方、机械手臂的前方。

2.根据权利要求1所述的矿石分选工艺中应用的分拣设备，其特征在于，所述机械手臂具体结构为：包括底座、万向轮、立柱、工具箱、固定座、气杠、推杆、转轴、从动杆、主动杆、活动座、横杆、滑轨、滑轮、支撑座、驱动电机、支架、连接座、支座、图像采集器、图像识别器、处理器、第一电机、第二电机、第一齿轮、第二齿轮、第一抓取指、第二抓取指和弹簧；

所述底座的下表面设有数个万向轮；

所述底座的上表面上固定连接有一个立柱；

所述底座的上表面上还固定连接有一个工具箱；

所述立柱外表面的中端固定连接有一个固定座，所述固定座位于立柱的右侧；

所述固定座上表面固定连接有一个气杠；

所述气杠上轴连接有一个推杆；

所述从动杆的一端通过转轴与立柱的顶端相连接，所述从动杆的另一端通过转轴与活动座的右侧上端相连接；

所述主动杆的一端通过转轴与推杆的顶端相连接，所述主动杆的另一端通过转轴与活动座的右侧下端相连接；

所述从动杆和主动杆相平行；

所述活动座的左端固定连接有一个横杆；

所述横杆的上、下表面均固定连接有一个滑轨；

所述支撑座的上、下端均活动连接有一个滑轮；

所述滑轮分别滑动连接在上、下两个滑轨上；

所述支撑座上固定连接有一个驱动电机；

所述驱动电机的输出轴同时通过皮带与两个滑轮的输入轴相连接；

所述支撑座的侧面上固定连接有一个支架；

所述支架的底面上固定连接有一个连接座；

所述连接座的底面上固定连接有一个支座；

所述横杆的左端固定连接有一个图像采集器；

所述图像识别器和处理器均固定连接在支架上；

所述支架内部的左侧固定连接有一个第一电机；

所述支架内部的右侧固定连接有一个第二电机；

所述支座上分别活动连接有第一齿轮和第二齿轮；

所述第一电机的输出轴通过皮带与第一齿轮的输入轴相连接；

所述第二电机的输出轴通过皮带与第二齿轮的输入轴相连接；

所述第一齿轮上固定连接有一个第一抓取指；

所述第二齿轮上固定连接有一个第二抓取指；

所述第一抓取指和第二抓取指之间固定连接有一个弹簧；

所述图像采集器通过线缆依次与图像识别器和处理器的信号输入端相连接；

所述处理器的信号输出端通过线缆还与气杠、驱动电机、第一电机和第二电机并行连接。

3.根据权利要求1所述的矿石分选工艺中应用的分拣设备，其特征在于，所述图像识别***外部设置有一机壳，并通过机架架装在捡矸皮带的上方；所述的源图像存储模块和信息传递模块安装在机壳内部，所述的图像采集模块安装在机壳底部。

4.根据权利要求1所述的矿石分选工艺中应用的分拣设备，其特征在于，所述机械手臂的主体安装在捡矸皮带的外侧，机械手臂与主体之间为铰接关系，机械手臂主体和图像识别***分别与控制器连接。

5.根据权利要求1所述的矿石分选工艺中应用的分拣设备，其特征在于，每条捡矸皮带上至少设置一套带图像识别***的机械手臂。