气动分离煤矸分拣方法和系统技术方案

本公开提供了一种气动分离煤矸分拣方法，包括：获取煤矸信息；设置煤矸需要被分拣的水平距离x

【技术实现步骤摘要】
气动分离煤矸分拣方法和系统


[0001]本公开涉及煤和矸石分拣
，尤其涉及一种气动分离煤矸分拣方法和系统。

技术介绍

[0002]煤炭是我国重要的基础能源，而煤矸石是煤炭开采过程中产生的固体物，它与煤混合燃烧时会产生有害物质污染环境，因此将矸石与煤分拣开是必不可少的过程。现有技术的分拣方法各有不同的缺陷。人工分拣法因工作环境差、效率低而逐渐被淘汰，湿选法所需成本高，且浪费大量水资源，对一些中西部地区不适用。射线识别法对人体有损害且成本高，不具有适用性。图像识别法因其不用水、工艺简单，成本低等优点被人们重点研究。但目前基于视觉的煤矸分选系统大多采用机械手的方式来进行煤和矸石的分拣，机械手分拣速度慢、效率低，难以适应高速传输带上煤矸的快速分拣。另外，也有人用气动分离的方式来进行煤矸的分选，但煤和矸石形状大小变化万千，仅用单一的吹气分拣方案很容易造成误分拣，吹气力量较小，则大矸石因吹气力量不够掉入煤堆中导致误分拣，吹气力量较大，不仅会导致小矸石附近的煤块被吹飞造成误分拣，也会造成资源的浪费。

技术实现思路

[0003]为了解决上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气动分离煤矸分拣方法，其特征在于，包括：获取煤矸信息；设置煤矸需要被分拣的水平距离x
c
；设置运输煤矸的传输带速度v0；设置分拣装置的吹气时间t
q
；基于所述煤矸信息、煤矸需要被分拣的水平距离x
c
、运输煤矸的传输带速度v0以及分拣装置的吹气时间t
q
，计算煤矸分拣力Fq；以及基于所述煤矸分拣力Fq计算吹气口数d。2.根据权利要求1所述的气动分离煤矸分拣方法，其特征在于，所述获取煤矸信息包括：通过近红外相机采集煤矸图像；获取所述煤矸图像中目标物体A的分类、中心坐标以及尺寸；通过深度相机获取煤矸点云信息；从所述煤矸点云信息中获取目标物体B的中心坐标、重心坐标以及深度信息；以及判断目标物体A和目标物体B是否属于同一物体，如果是，则将目标物体A的分类、尺寸作为获取得煤矸信息的分类和尺寸；和/或，所述获取所述煤矸图像中目标物体A的分类、中心坐标以及尺寸，包括：通过深度学习算法对煤矸图像进行识别，获得目标物体A的分类；计算目标物体A的中心坐标；以及计算目标物体A的尺寸，所述目标物体A的尺寸包括长和宽；和/或，所述煤矸信息还包括煤矸质量，所述煤矸质量基于所述目标物体A的分类、尺寸和密度计算获得；和/或，所述从所述煤矸点云信息中获取目标物体B的中心坐标以、重心坐标及深度信息，包括：利用PCL点云库进行预处理和分割，获得目标物体B的点云信息；以及计算目标物体B的中心坐标、重心坐标与深度信息，所述深度信息包括目标物体B的高；和/或，所述判断目标物体A和目标物体B是否属于同一物体，包括：将目标物体A的中心坐标经转换矩阵转换为深度相机坐标系下的坐标，所述转换矩阵通过将近红外相机与深度相机进行标定后获得；将目标物体B与经坐标转换后的目标物体A的坐标作差，计算得到差值；以及差值小于阈值时，则判断目标物体A和目标物体B是同一物体。3.根据权利要求1所述的气动分离煤矸分拣方法，其特征在于，所述基于所述煤矸信息、煤矸需要被分拣的水平距离x
c
、运输煤矸的传输带速度v0以及分拣装置的吹气时间t
q
，计算煤矸分拣力Fq，包括：将煤矸需要被分拣的水平距离x
c
、运输煤矸的传输带速度v0、分拣装置的吹气时间t
q
、以及煤矸信息，包括煤矸高度h
g
、煤矸质量m，所述煤矸质量m通过煤矸的长、宽、高及密度计算获得，作为变量输入分拣力计算模型F
q
＝f(v0，h
g
，m，x
c
，t
q
)，具体为以下公式(1)至公式(12)，便可得到针对不同矸石能被分拣到合适的位置所需要的分拣力Fq的大小：x0＝v0t0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
θ＝30
°
+(v0‑
1)
×
35(1≤v0＜2.8)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)(4)(4)(4)煤矸离开气流域后其竖直方向速度v
q
<0时，煤矸水平运动距离x
q
为煤矸离开气流域后其竖直方向速度v
q
>0时，煤矸水平运动距离为当煤矸离开气流域后其竖直方向速度v
q
<0时，煤矸总的水平运动距离为当煤矸离开气流域后其竖直方向速度v
q
>0时，煤矸总的水平运动距离为其中，各参数表示的物理意义如下：h
g
，煤矸高度；h0，煤矸从传输带上下落至气流作用域时在y方向下落的高度；h
q
，传输带上方与气动分离装置轴心的距离；h
p
，煤矸下落的总高度；x0，未进入气流作用域时煤矸运动的水平距离；x
q
，经过气流域作用后煤矸的水平运动距离；x1，不被吹气时煤矸总的水平运动距离；x
c
，煤矸需要被分拣的距离；r，喷嘴的长度；v0，传输带的速度；l，气动分离装置轴心与煤矸中心的距离；
θ，气动分拣装置的旋转角度，可通过实验获得；v0，当煤矸刚进入气流域时，煤矸在水平方向的速度；v
n
，当煤矸刚进入气流域时，煤矸在竖直方向的速度；v
p
，气流作用力结束后，煤矸的水平方向运动速度；v
q
，气流作用力结束后，煤矸的竖直方向运动速度；m，煤矸质量。4.根据权利要求1所述的气动分离煤矸分拣方法，其特征在于，还包括：基于所述煤矸分拣力Fq计算吹气口数d，计算公式如下：其中，各参数表示的物理意义如下：A
q
，喷嘴的横截面积；P，单个喷嘴的气体压力。5.根据权利要求4所述的气动分离煤矸分拣方法，其特征在于，还包括：基于所述吹气口数以及煤矸信息确定阵列式气动分离装置的横向吹气口数和纵向吹气口数。6.一种气动分离煤矸分拣系统，其特征在于，包括：输送装置，用于输送煤矸；采集装置，用于采集煤矸图像及煤矸点云信息；获取模块，用于获取煤矸信息；分拣策略模块，基于所述煤矸信息，计算分拣力；以及分拣装置，基于所述分拣力，将煤矸分拣至不同位置。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国栋，王子翔，王鹏，丁梓豪，冯云，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：