一种基于振动的煤矸识别试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于振动的煤矸识别试验系统，属于煤矸识别设备技术领域。其包括抓料机构、放料机构、升降机构、冲料机构、振动机构和移动机构，其中抓料机构通过电机启动实现三个轴向丝杠转动继而带动机械手实现三维空间内的自由移动，保障机械手在抓料放料时没有任何位置障碍，同时由于丝杠传动的引入不仅使得抓取与放料过程中具备高精度与刚度，还保证了传动的平稳性，为物料的放置与位置调整提供了有力保障；采取的振动机构可实现振动板的多角度变换，实现大范围信号测取。本实用新型专利技术试验系统可避免出现放煤过程中的过放与欠放状况，为有效节约资源，高效开采，实现放顶煤自动化放煤过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于振动的煤矸识别试验系统
本技术涉及煤矸识别设备
，具体涉及一种基于振动的煤矸识别试验系统。
技术介绍
煤炭是我国的重要能源，在己探明的化石能资源中煤炭约占94％，是国民经济和社会发展不可缺少的物质基础。为实现有效开采和利用煤炭资源，综采放顶煤开采技术得到了广泛运用，综采放顶煤是厚煤层开采的一种煤炭回采方法，能够实现高产、高效、低耗，但长期以来，放顶煤开采存在工作面环境恶劣、粉尘噪声多，光靠人工很难准确判断顶煤的放落程度，因此不可避免地导致放煤过程中的欠放和过放状况。欠放会使煤炭损失，造成回收率降低；过放则会将顶板矸石大量放出而增加运输及洗选成本，降低煤质。同时放煤过程人员劳动强度大，人力投入多。如何根据煤炭放落程度确定放煤口放煤时间是综采放顶煤开采过程中遇到的难题。再者，随着采煤工作面产量增加，需要提高液压支架移架速度，提高移架速度的有效方法是采用自动程序控制电液放顶煤支架代替人工手动控制的放顶煤支架，人工目测判断顶煤放落程度、手动控制放煤口启闭的方法已不再适用电液放顶煤支架操作需要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的技术缺陷，本技术提出了一种基于振动的煤矸识别试验系统，该试验系统基于振动模拟不同尾梁放煤状态下(顶煤下落和煤矸混放)对振动信号进行时域分析，提取出均值、方差等时域特征量，将煤矸界面识别简化为顶煤下落和煤矸混放两种放煤状态的判别，利用煤和矸石随机下落冲击尾梁过程中的振动行为具有统计规律的理论依据，分析煤与矸石下落过程的冲击振动，实现煤与矸石的区别，避免出现放煤过程中的过放与欠放状况，为有效节约资源，高效开采，实现放顶煤自动化放煤过程。其技术解决方案包括：一种基于振动的煤矸识别试验系统，其包括抓料机构、放料机构、升降机构、冲料机构、振动机构和移动机构，所述移动机构包括移动支架以及位于所述移动支架下方的转向脚轮，通过所述转向脚轮带动所述试验系统移动；所述升降机构包括电机一、齿轮、齿条、滑块一、滑块二、导轨一、导轨二、气缸和齿条固结件，所述导轨一、导轨二呈竖向布置，其二者底部连接在所述移动支架上，所述滑块一、滑块二分别位于所述导轨一、导轨二上，所述电机一用于驱动所述齿轮转动，所述齿轮与齿条相互啮合，通过所述齿轮与齿条的相互啮合、滑块一与导轨一、滑块二与导轨二的相互配合带动整个试验系统上下移动，当整个试验系统移动到指定位置时，所述气缸启动伸出所述导杆齿条固结件，通过所述导杆齿条固结件与所述齿条的相互卡紧来实现固定；所述振动机构包括两个竖向设置的电动推杆一、电动推杆二、活动铰链一、活动铰链二和振动板，所述振动板位于所述电动推杆一、电动推杆二的顶端，所述振动板与电动推杆一、电动推杆二之间分别通过所述活动铰链一、活动铰链二连接；所述冲料机构包括电机二、丝杠一、导杆一、导杆二、冲料块和冲料板，所述导杆一和导杆二位于所述丝杆一两侧，且平行布置，所述电机二驱动所述丝杠一转动，所述导杆一、导杆二的下方为所述冲料板，所述冲料板下方设置所述冲料块，所述冲料板在所述丝杠一、导杆一和导杆二的作用下实现垂直升降，同时由所述冲料板带动冲料块向下冲料实现物料的自由下落；所述抓料机构用于将抓取的物料放置在所述放料机构上，所述放料机构通过所述冲料机构和所述升降机构共同作用，将所述物料送至所述振动机构冲击所述振动板。作为本技术的一个优选方案，所述抓料机构包括机械卡爪和设置在X、Y、Z三个方向的电机三、电机四和电机五，所述电机三、电机四和电机五分别与传动丝杠一、传动丝杠二和传动丝杠三连接，在所述传动丝杠一、传动丝杠二和传动丝杠三的两侧均平行设置有传动导杆，每个传动导杆均连接有连接板，所述电机三、电机四和电机五分别驱动所述传动丝杠一、传动丝杠二和传动丝杠三转动，并带动其两侧的传动导杆运动。作为本技术的另一个优选方案，所述机械卡爪包括齿轮连杆机构，通过所述电机三带动所述齿轮连杆机构转动。优选的，所述放料机构包括底板、放料板、合页和压簧所述放料板的中部设置有凹槽，所述放料板的一端与所述底板铰接在一起，所述压簧设置在所述放料板上，所述合页固定在所述压簧上。优选的，所述移动机构还包括调平部件，所述调平部件设置在所述支架上。优选的，所述放料板设置有9个，所述底板与所述放料板的连接面为正方形，9个放料板在所述底板上呈三行三列的方式排布。本技术所带来的有益技术效果为：(1)采用三轴抓料机构，可实现三维空间内物料任意方位的抓取与放置，抓放料位置精准，结构稳固，大小适宜；(2)采用齿轮齿条气缸升降系统，在实现高精传动与定位的同时，通过小型推杆与齿条配合实现自锁，确保升降机构在工作点的稳固停放。机械手结构采用独特的齿轮连杆配合方式，实现机械卡爪的自由卡紧与松放；(3)采取的振动机构可实现振动板的多角度变换，实现大范围信号测取；(4)放料机构，可实现放料板在约束条件下0－90°的自由开合，保障物料的稳固存放与自由下落。(5)通过对移动机构的嵌入可实现试验系统的自由移动，适用于多种应用场合同时协同4个调平固定装置，保证试验台在工作时的平稳安全。附图说明下面结合附图对本技术做进一步说明：图1为本技术试验系统整体结构示意图；图2为本技术抓料机构结构示意图；图3为本技术机械卡爪结构示意图；图4、图5、图6、图7为本技术放料机构升降状态示意图；图8、图9为本技术冲料机构结构示意图；图10为本技术振动机构结构示意图；图11为本技术移动机构结构示意图；图中，1、X向电机；2、Y向电机；3、Z向电机；4、丝杠；5、丝杠；6、丝杠；7、X向连接板；8、Y向连接板；9、Z向连接板；10、X向导杆；11、X向导杆；12、Y向导杆；13、Y向导杆；14、Z向导杆；15，Z向导杆；16、电机；17、机械卡爪；18、齿轮连杆机构；19、齿轮连杆机构；20、连杆机构；21、连杆机构；22、放料机构；23、放料板；24、合页；25、压簧；26、电机；27、齿轮；28、齿条；29、滑块；30、滑块；31、导轨；32、导轨；33、气缸；34、齿条固结件；35、电机；36、齿轮；37、齿条；38、电机；39、齿轮；40电机；41、丝杠；42、导杆；43、导杆；44、冲料板；45、冲料块；46、电动推杆；47、活动铰链；48、活动铰链；49、振动板；50、重型转向脚轮；51、重型转向脚轮；52、重型转向脚轮；53、重型转向脚轮；54、调平装置；55、调平装置；56、调平装置；57、调平装置。具体实施方式本技术提出了一种基于振动的煤矸识别试验系统，为了使本技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本技术做详细说明。结合图1至图8所示，本技术煤矸识别试验系统，包括抓料机构、放料机构、升降机构、冲料机构、振动机构和移动机构，抓料机构主要包括X向电机1、Y向电机2和Z向电机3，XYZ三个方向上的传动丝杠4、5、6与传动导杆以及机械卡爪17组成，X向电机1驱动传动丝杠4转动带动剩余的Y向以及Z向部件和机械卡爪17在X向导杆10与11上实现X向的水平前进以及后退运动，同理，在Y向电机2与驱动丝杠5以及Y向导杆12、13作用下Z向传动部件以及机械卡爪可以实现Y向的自由移动，此时通过Z向电机3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于振动的煤矸识别试验系统，其包括抓料机构、放料机构、升降机构、冲料机构、振动机构和移动机构，其特征在于：所述移动机构包括移动支架以及位于所述移动支架下方的转向脚轮，通过所述转向脚轮带动所述试验系统移动；所述升降机构包括电机一、齿轮、齿条、滑块一、滑块二、导轨一、导轨二、气缸和导杆齿条固结件，所述导轨一、导轨二呈竖向布置，其二者底部连接在所述移动支架上，所述滑块一、滑块二分别位于所述导轨一、导轨二上，所述电机一用于驱动所述齿轮转动，所述齿轮与齿条相互啮合，通过所述齿轮与齿条的相互啮合、滑块一与导轨一、滑块二与导轨二的相互配合带动整个试验系统上下移动，当整个试验系统移动到指定位置时，所述气缸启动伸出所述导杆齿条固结件，通过所述导杆齿条固结件与所述齿条的相互卡紧来实现固定；所述振动机构包括两个竖向设置的电动推杆一、电动推杆二、活动铰链一、活动铰链二和振动板，所述振动板位于所述电动推杆一、电动推杆二的顶端，所述振动板与电动推杆一、电动推杆二之间分别通过所述活动铰链一、活动铰链二连接；所述冲料机构包括电机二、丝杠一、导杆一、导杆二、冲料块和冲料板，所述导杆一和导杆二位于所述丝杠一两侧，且平行布置，所述电机二驱动所述丝杠一转动，所述导杆一、导杆二的下方为所述冲料板，所述冲料板下方设置所述冲料块，所述冲料板在所述丝杠一、导杆一和导杆二的作用下实现垂直升降，同时由所述冲料板带动冲料块向下冲料实现物料的自由下落；所述抓料机构用于将抓取的物料放置在所述放料机构上，所述放料机构通过所述冲料机构和所述升降机构共同作用，将所述物料送至所述振动机构冲击所述振动板。...

【技术特征摘要】
1.一种基于振动的煤矸识别试验系统，其包括抓料机构、放料机构、升降机构、冲料机构、振动机构和移动机构，其特征在于：所述移动机构包括移动支架以及位于所述移动支架下方的转向脚轮，通过所述转向脚轮带动所述试验系统移动；所述升降机构包括电机一、齿轮、齿条、滑块一、滑块二、导轨一、导轨二、气缸和导杆齿条固结件，所述导轨一、导轨二呈竖向布置，其二者底部连接在所述移动支架上，所述滑块一、滑块二分别位于所述导轨一、导轨二上，所述电机一用于驱动所述齿轮转动，所述齿轮与齿条相互啮合，通过所述齿轮与齿条的相互啮合、滑块一与导轨一、滑块二与导轨二的相互配合带动整个试验系统上下移动，当整个试验系统移动到指定位置时，所述气缸启动伸出所述导杆齿条固结件，通过所述导杆齿条固结件与所述齿条的相互卡紧来实现固定；所述振动机构包括两个竖向设置的电动推杆一、电动推杆二、活动铰链一、活动铰链二和振动板，所述振动板位于所述电动推杆一、电动推杆二的顶端，所述振动板与电动推杆一、电动推杆二之间分别通过所述活动铰链一、活动铰链二连接；所述冲料机构包括电机二、丝杠一、导杆一、导杆二、冲料块和冲料板，所述导杆一和导杆二位于所述丝杠一两侧，且平行布置，所述电机二驱动所述丝杠一转动，所述导杆一、导杆二的下方为所述冲料板，所述冲料板下方设置所述冲料块，所述冲料板在所述丝杠一、导杆一和导杆二的作用下实现垂直升降，同时由所述冲料板带动冲料块向下冲料实现物料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冉，陈博，曾庆良，尹广俊，万丽荣，杨扬，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37