一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构制造技术

本发明专利技术涉及一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，包括安装框架、XYZ三轴移动组件、末端吸取组件、视觉识别和距离测量装置、杂质输送组件。该装置利用多传感器自动识别输送带上矸石并测得其位置，再通过构成笛卡尔坐标系的三轴运动机构将矸石吸取出来。当矸石及其中心位置被视觉传感器获取，三轴运动系统通过插补运动追踪该位置，并由距离传感器测得矸石距离吸盘的高度，吸盘跟随Z向运动快速吸取矸石，随后放置在杂质输送带上送至矸石料桶内。本发明专利技术结构简单、识别和运动精度高、识别和运动速度快，适用于煤厂粗精煤输送带上矸石杂质的拾取，能够解放高强度和高危险性的人力工作，提高生产效率和出煤质量，具有很大的推广空间。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构
本专利技术公开了一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，涉及三轴运动系统领域和视觉识别领域。
技术介绍
煤矿工业中经过选煤后的粗精煤输送带上残留的矸石杂质一直是影响粗精煤质量的主要原因，当前的煤厂基本上采用人工作业方式从输送带上拾取出矸石杂质，这样的工作环境恶劣，工人的工作强度大，煤厂的人工成本高，更无法保证工作人员的安全。采用视觉传感器可以通过矸石和粗精煤之间的色彩差异识别出矸石及其轮廓，再通过得到的轮廓及相应算法得出矸石的抓取中心位置，即X向和Y向的位置信息。采用距离传感器可以测量到矸石与当前末端吸盘Z向的距离，即Z向的位置信息。最终，综合皮带的运行速度得到最终的抓取位置，将此抓取位置传送给三轴运动系统，通过插补算法迅速移动机构末端吸盘，将矸石杂质吸取并放置在杂质输送带上，输送到矸石料桶内，完成矸石捡取工作。该装置包括自动识别、定位功能和三轴插补运动功能，通过多传感器融合技术快速识别和定位矸石并传送给三轴运动系统，代替人工作业方式迅速完成矸石捡取动作，将极大地加快矸石拾取的工作效率，降低煤厂的人工成本。
技术实现思路
本专利技术针对煤矿粗精煤输送带基本通过人工拾取矸石杂质的现状，提供一种矸石自动识别和拾捡机构，其结构简单、识别和运动速度快、识别和运动精度高。适用于煤厂粗精煤输送带上矸石杂质的拾取，能够解放高强度和高危险性的人力工作，提高工厂效率和出煤质量，具有很大的推广空间。本专利技术采用的技术方案如下：一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，包括安装框架，X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件、末端吸取组件、视觉识别装置、距离测量装置和杂质输送组件；所述X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件通过各自的安装板与伺服滑台连接并相互垂直安装在安装框架上，构成标准笛卡尔坐标系；所述视觉识别装置、末端吸取组件和距离测量装置通过各自的安装支架固定安装在Y轴组件和Z轴组件上，用于识别并测量矸石杂质所在的位置即吸取位置，辅助三轴运动机构完成吸取动作；所述杂质输送组件通过安装支架固定安装在安装框架上，用于将吸取的矸石杂质输送到指定矸石料桶内。所述的X轴移动组件由一个X轴电机，一个X轴减速器，一个X轴同步带，两个X轴同步带轮，一个X轴同步转动轴和两个X轴伺服滑台组成；所述X轴伺服滑台固定在安装框架上；所述X轴同步转动轴两端分别连接两个X轴伺服滑台；所述两个X轴同步带轮，其中一个与X轴同步转动轴一侧连接，并通过X轴同步带连接另一个同步带轮；所述X轴电机通过X轴减速器驱动电机侧同步带轮转动。所述的Y轴移动组件由一个Y轴电机，一个Y轴减速器，一个Y轴伺服滑台和一个Y轴安装板组成；所述Y轴安装板固定安装在X轴伺服滑台的移动块上；所述Y轴伺服滑台固定安装在Y轴安装板上；所述Y轴电机通过Y轴减速器与Y轴伺服滑台连接，驱动Y轴伺服滑台运动。所述的Z轴移动组件由一个Z轴电机，一个Z轴电机刹车，一个Z轴伺服滑台和一个Z轴安装板组成；所述Z轴安装板固定安装在Y轴伺服滑台的移动块上；所述Z轴伺服滑台固定安装在Z轴安装板上；所述Z轴电机通过电机刹车与Z轴伺服滑台连接，驱动Z轴伺服滑台运动。所述的末端吸取组件由一个真空发生器，一个真空吸盘和一个吸取组件安装板组成；所述吸取组件安装板固定安装在Z轴伺服滑台的移动块上；所述真空发生器和真空吸盘通过各自的安装支架固定安装在吸取组件安装板上，跟随Z轴运动，完成对矸石杂质的吸取动作；所述的视觉识别装置由两个视觉传感器和两个视觉传感器安装支架组成；所述视觉传感器安装支架固定安装在Y轴安装板上；所述视觉传感器则固定安装在视觉传感器安装支架上，覆盖整个粗精煤输送带的横向区域，用于对矸石杂质的识别和X、Y向的位置定位。所述的距离测量装置由一个距离传感器和一个距离传感器安装支架组成；所述距离传感器安装支架固定安装在吸取组件安装板上；所述距离传感器则固定安装在距离传感器安装支架上，其测量方向沿输送带运行方向，并与Z向成一定角度，用于对矸石杂质的Z向位置定位。所述的杂质输送组件由一个输送带电机、一条输送皮带、两个皮带辊子、一个输送带电机联轴器和一套输送带安装支架组成；所述输送带安装支架固定安装在安装框架上；所述皮带辊子安装在输送带安装支架两端；所述输送皮带绕在皮带辊子上；所述输送带电机通过输送带电机联轴器与皮带辊子连接，驱动输送带将矸石输送到矸石料桶内。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术用于自动识别粗精煤输送带上矸石杂质并测量其位置，再通过三轴运动机构运动到相应位置将矸石捡取出来。将X、Y、Z三轴移动组件相互垂直安装，构成标准笛卡尔坐标系。将Z轴组件与末端吸取组件和距离测量装置连接，将Y轴组件与视觉识别装置连接。当矸石杂质被视觉传感器获取到，测得矸石抓取的中心位置（即X和Y向的位置），三轴运动系统结合皮带运行速度，再通过插补运动追踪该中心位置的同时通过距离传感器检测到待取矸石距离吸盘的高度（即Z方向的位置），吸盘跟随Z向运动高速吸取矸石。吸取的矸石放置在杂质输送带上运输到矸石料桶内。本专利技术结构简单、识别和运动精度高、识别和运动速度快。适用于煤厂粗精煤输送带上矸石杂质的拾取，能够解放高强度和高危险性的人力工作，提高生产效率和出煤质量，具有很大的推广空间。附图说明图1、图2为本专利技术的结构示意图。图3为本专利技术的X轴移动组件结构示意图。图4为本专利技术的Y轴移动组件示意图。图5为本专利技术的Z轴移动组件示意图。图6为本专利技术的末端吸取组件示意图。图7、图8为本专利技术的视觉识别装置示意图。图9为本专利技术的距离测量装置示意图。图10为本专利技术的杂质输送组件示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施例做进一步的说明。如图1、图2所示，一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，包括安装框架1，X轴移动组件2、Y轴移动组件3、Z轴移动组件4、末端吸取组件5、视觉识别装置6、距离测量装置7和杂质输送组件8；所述X轴移动组件2、Y轴移动组件3、Z轴移动组件4通过各自的安装板与伺服滑台连接并相互垂直安装在安装框架上，构成标准笛卡尔坐标系；所述视觉识别装置6、末端吸取组件5和距离测量装置7通过各自的安装支架固定安装在Y轴移动组件3和Z轴移动组件4上，用于识别并测量矸石杂质所在的位置即吸取位置，辅助三轴运动机构完成吸取动作；所述杂质输送组件8通过安装支架固定安装在安装框架上，用于将吸取的矸石杂质输送到指定矸石料桶内。如图3所示，所述的X轴移动组件2由一个X轴电机21，一个X轴减速器22，一个X轴同步带23，两个X轴同步带轮24，一个X轴同步转动轴25和两个X轴伺服滑台26组成；所述X轴伺服滑台26固定在安装框架1上；所述X轴同步转动轴25两端分别连接两个X轴伺服滑台26；所述两个X轴同步带轮24，其中一个与X轴同步转动轴25一侧连接，并通过X轴同步带23连接另一个同步带轮；所述X轴电机21通过X轴减速器22驱动电机侧同步带轮转动。如图4所示，所述的Y轴移动组件3由一个Y轴电机31，一个Y轴减速器32，一个Y轴伺服滑台33和一个Y轴安装板34组成；所述Y轴安装板34固定安装在X轴伺服滑台26的移动块上；所述Y轴伺服滑台33固定安装在Y轴安装板34上；所述Y轴电机31通过Y轴减速器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，包括安装框架（1），X轴移动组件（2）、Y轴移动组件（3）、Z轴移动组件（4）、末端吸取组件（5）、视觉识别装置（6）、距离测量装置（7）和杂质输送组件（8）；所述X轴移动组件（2）、Y轴移动组件（3）、Z轴移动组件（4）通过各自的安装板与伺服滑台连接并相互垂直安装在安装框架上，构成标准笛卡尔坐标系；所述视觉识别装置（6）、末端吸取组件（5）和距离测量装置（7）通过各自的安装支架固定安装在Y轴移动组件（3）和Z轴移动组件（4）上，用于识别并测量矸石杂质所在的位置即吸取位置，辅助三轴运动机构完成吸取动作；所述杂质输送组件（8）通过安装支架固定安装在安装框架上，用于将吸取的矸石杂质输送到指定矸石料桶内。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，包括安装框架（1），X轴移动组件（2）、Y轴移动组件（3）、Z轴移动组件（4）、末端吸取组件（5）、视觉识别装置（6）、距离测量装置（7）和杂质输送组件（8）；所述X轴移动组件（2）、Y轴移动组件（3）、Z轴移动组件（4）通过各自的安装板与伺服滑台连接并相互垂直安装在安装框架上，构成标准笛卡尔坐标系；所述视觉识别装置（6）、末端吸取组件（5）和距离测量装置（7）通过各自的安装支架固定安装在Y轴移动组件（3）和Z轴移动组件（4）上，用于识别并测量矸石杂质所在的位置即吸取位置，辅助三轴运动机构完成吸取动作；所述杂质输送组件（8）通过安装支架固定安装在安装框架上，用于将吸取的矸石杂质输送到指定矸石料桶内。2.根据权利要求1所述的煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，其特征在于：所述的X轴移动组件（2）由一个X轴电机（21），一个X轴减速器（22），一个X轴同步带（23），两个X轴同步带轮（24），一个X轴同步转动轴（25）和两个X轴伺服滑台（26）组成；所述X轴伺服滑台（26）固定在安装框架（1）上；所述X轴同步转动轴（25）两端分别连接两个X轴伺服滑台（26）；所述两个X轴同步带轮（24），其中一个与X轴同步转动轴（25）一侧连接，并通过X轴同步带（23）连接另一个同步带轮；所述X轴电机（21）通过X轴减速器（22）驱动电机侧同步带轮转动。3.根据权利要求1所述的煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，其特征在于：所述的Y轴移动组件（3）由一个Y轴电机（31），一个Y轴减速器（32），一个Y轴伺服滑台（33）和一个Y轴安装板（34）组成；所述Y轴安装板（34）固定安装在X轴伺服滑台（26）的移动块上；所述Y轴伺服滑台（33）固定安装在Y轴安装板（34）上；所述Y轴电机（31）通过Y轴减速器（32）与Y轴伺服滑台（33）连接，驱动Y轴伺服滑台（33）运动。4.根据权利要求1所述的煤矿粗精煤输送带上矸石自动识别和拾捡机构，其特征在于：所述的Z轴移动组件（4）由一个Z轴电机（41），一个Z轴电机刹车（42），一个Z轴伺服滑台（43）和一个Z轴安装板（44）组成；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊祥文，谢爱东，徐庆祝，
申请(专利权)人：山西品东智能控制有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14