一种煤矸石识别与分拣装置

文档序号:26128800发布日期:2021-08-03 13:14阅读:178来源:国知局
一种煤矸石识别与分拣装置

本实用新型属于煤炭自动化技术领域,特别涉及一种煤矸石识别与分拣装置。



背景技术:

煤矸石是煤生产和加工过程中与煤层伴生的固体废物,含碳量较低、比煤坚硬,发热量低、对煤及环境的影响都很严重。为了提高煤的质量,煤矸石识别及分拣技术应运而生,目前煤矸石分拣方法主要有三种:1.湿选法,所采用的设备庞大、工艺复杂、分拣效率低下且对环境造成污染;2.干选法,滚筒碎选会破坏煤块外形、分拣准确率较差、γ射线识别范围受限且存在辐射;3.人工分拣,分拣效率低,工作环境恶劣、工作强度大等缺点。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种煤矸石识别与分拣系统,红外相机和三维相机的结合有助于煤矸石的有效识别和及时分拣,解决了现有技术中设备庞大、工艺复杂、分拣准确率低、效率低且对环境造成污染等问题。

本实用新型所采用的技术方案是:

一种煤矸石识别与分拣装置,包括传输系统,在传输系统一侧依次设置有红外线灯源、红外相机、处理器、三维相机和机械手。

进一步地,所述的红外线灯源为碘钨灯。

进一步地,所述的传输系统轴上还设置有编码器。

进一步地,所述的机械手上安装有机械手处理器。所述的机械手将抓取到的煤矸石放置在煤矸石的传送带上。

本实用新型与现有技术相比有益效果:

本实用新型的装置,能够准确高效对煤矸石进行识别和分拣、安全环保、识别范围不受限制、成本低且易实现,可以应用于煤矿公司的煤矸石识别及分拣的流水线作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图;

图中,框架1、编码器2、传输系统3、煤与煤矸石颗粒4、红外线光源5、红外相机6、图像处理器7,三维相机8,机械手处理器9,机械手10,分拣出来的煤矸石传送带11。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

具体实施方式

本实用新型的技术原理如下:



本技术:
充分利用了光谱成像的原理,经过系统研究发现煤矸石对红外光线具有特殊的成像特征。煤与煤矸石对红外光的吸收和反射程度不同,两者呈现在灰度图中的差异是亮暗的程度,煤矸石较亮,煤较暗。通过现有的数据分割的模型就能够简单有效的完成煤矸石的识别。

本申请的煤矸石识别与分拣装置,主要包括输送模块、图像采集模块、图像处理模块、机械手模块。整个装置具体包括以下部件:框架1、编码器2、传输系统3、煤与煤矸石颗粒4、红外线光源5、红外相机6、图像处理器7,三维相机8,机械手处理器9,机械手10,分拣出来的煤矸石传送带11。传输系统3运转输送煤炭颗粒;图像采集模块包括两部分,分别是用红外相机和三维相机对煤炭颗粒进行图像采集;两次采集到的图像都要传入处理器中进行处理,得到图像中每个煤矸石的三维空间坐标;将处理器得到后的数据传入机械手10装置,通过机械手处理器9控制机械手进行抓取识别到的煤矸石,并放置到煤矸石传送带11上,未被抓取的煤块随着主传送带自由落下,最终实现煤矸石的分拣。

本方案用于传动样本颗粒的传输系统3,在其转轴上设置有编码器2,用于控制传输系统3的转速。经过分拣的煤矸石通过机械手10分拣至煤矸石传送带11上。

本方案采用红外相机5和三维相机8相结合的方式进行采集,红外相机由碘钨灯作为红外线补光装置,采集到的图像由于煤和煤矸石对红外光的吸收和反射程度不同,较普通相机有效识别可见光。红外相机获取样品二维数据,三维相机用由于自带激光,能准确的得到煤矸石颗粒的三维数据。

机械手处理器9中运载的处理程序,采用现有u-net模型。通过将煤矸石样品图像进行滤波、去噪灰度化。以及借助煤与煤矸石对红外光的吸收和反射程度不同,煤与煤矸石的灰度图会存在明暗度差异。煤矸石较亮,煤较暗。通过u-net模型进行灰度图分割,得到煤矸石的二维平面x和y轴坐标值。

然后通过三维相机8采集到的三维图像,通过进一步比对,得到煤矸石的三维z轴坐标值。最终获取图像中每个煤矸石的三维空间坐标信息。并将煤矸石的三维坐标信息传送给机械手处理器9,机械手处理器9根据煤矸石三维坐标位置信息,控制机械手10进行抓取动作并将抓取到的煤矸石放置在煤矸石的传送带11上,完成抓放动作后再回到准备抓取的状态。由此实现煤矸石的识别与分拣。

本申请的涉及的图像处理器7、机械手处理器9内置处理算法均采用现有技术常规数据存储、数据分割相关技术。

本申请主要是将系统研究得到的煤与煤矸石在红外线成像后期处理图像的显著差异,应用到煤矸石的识别与分拣领域中,通过设备组合优化,可以简单有效的应用于煤矿公司的煤矸石识别及分拣的流水线作业中。



技术特征:

1.一种煤矸石识别与分拣装置,包括传输系统(3),图像处理器(7)、机械手(10),其特征在于:还包括红外线灯源(5)、红外相机(6)和三维相机(8),所述的在传输系统(3)一侧依次连接有红外线灯源(5)、红外相机(6)、图像处理器(7)、三维相机(8)和机械手(10);所述的传输系统(3)轴上还设置有编码器(2)。

2.如权利要求1所述的煤矸石识别与分拣装置,其特征在于:所述的红外线灯源(5)为碘钨灯。

3.如权利要求1或2任意一项权利要求书所述的煤矸石识别与分拣装置,其特征在于:所述的机械手(10)上安装有机械手处理器(9)。

4.如权利要求3所述的煤矸石识别与分拣装置,其特征在于:所述的机械手(10)将抓取到的煤矸石放置在煤矸石的传送带(11)上。


技术总结
本实用新型公开了一种煤矸石识别与分拣装置,包括传输系统,在传输系统一侧依次设置有红外线灯源、红外相机、处理器、三维相机和机械手。解决了现有技术中设备庞大、工艺复杂、分拣准确率低、效率低且对环境造成污染等问题。本申请充分利用了光谱成像的原理,经过系统研究发现煤矸石对红外光线具有特殊的成像特征。煤与煤矸石对红外光的吸收和反射程度不同,两者呈现在灰度图中的差异是亮暗的程度,通过设备组合优化,可以简单有效的应用于煤矿公司的煤矸石识别及分拣的流水线作业中。

技术研发人员:李伟;石丽;耿方圆
受保护的技术使用者:长安大学
技术研发日:2020.07.17
技术公布日:2021.08.03
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