一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法技术

本发明专利技术涉及滚筒截割的技术领域，特别是涉及一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法，包括步骤一：将滚筒截割单元进行安装，将滚筒截割单元安装在采煤机的摇臂上；步骤二：将图像采集单元以及声音采集单元分别安装在采煤机上；步骤三：将图像分析单元以及声音分析单元安装在采煤机周围的工作台上，并与采煤机的控制电脑相连接；步骤四：将输出的图像以及声音通过判定单元进行判定。本发明专利技术通过图像采集单元与声音采集单元，采集图像以及声音进行AI识别，对图像以及声音进一步的处理后，通过判定单元判定此时采煤机滚筒的截割状态，若采煤机滚筒在截割岩层，则传递指令，使得PLC控制器控制滚筒进行位置的调节，实时的对采煤机滚筒截割状态进行监控。态进行监控。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法


[0001]本专利技术涉及滚筒截割的
，特别是涉及一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法。

技术介绍

[0002]随着综合机械化采煤工艺的不断发展，国内外学者相继提出“无人化”或“少人化”采煤工作面的构想。采煤机作为综采工作面“三机”配套中的重要设备，主要完成采煤和落煤的任务。在“无人化”或“少人化”的采煤工作面，必须解决采煤机滚筒适应煤层顶底板起伏而自动调节的问题，也就是分辨出煤层与岩石的分界面，避免分布在采煤机滚筒上的截齿截割到坚硬的岩石而发出火花。
[0003]采煤机滚筒长时间的截割岩层容易导致滚筒上的截齿的损坏，且存在一定的安全隐患，因此需要对采煤机滚筒截割状态进行监控，避免采煤机滚筒长时间的截割岩层导致采煤机滚筒的损坏，而现有的监控方法大多为人工监测，而人工监测不仅需要投入人力，而且，存在一定的安全隐患。因此，需要提供一种采煤机滚筒截割状态的AI识别方法，来起到监测采煤机滚筒截割的状态。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供的一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法，可通过AI技术识别滚筒截割的状态，时刻了解滚筒截割岩层或者煤层，保护滚筒，安全性高。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出以下技术方案：
[0006]一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法，该识别方法包括以下步骤：
[0007]步骤一：将滚筒截割单元进行安装，将滚筒截割单元安装在采煤机的摇臂上；
[0008]所述滚筒截割单元包括底座、滑杆、安装板、顶板、旋转杆、滚筒、顶升气缸以及振动报警器，所述滑杆固定安装在所述底座与顶板之间，所述安装板滑动设置在滑杆上，所述旋转杆安装在安装板上，所述滚筒安装在旋转杆的端部，所述顶升气缸安装在底座与安装板之间，所述振动报警器设置在安装板上，与滚筒配合设置；
[0009]步骤二：将图像采集单元以及声音采集单元分别安装在采煤机上，通过图像采集单元收集滚筒截割单元截割煤层以及岩层火花大小的图影，通过声音采集单元收集滚筒截割单元截割煤层以及岩层时的不同声音大小；
[0010]步骤三：将图像分析单元以及声音分析单元安装在采煤机周围的工作台上，并与采煤机的控制电脑相连接，
[0011]所述图像分析单元是指通过图像采集单元进行图像输入，输入后按帧对图像进行处理，处理后，将图像成型输出；
[0012]所述声音分析单元是指通过声音采集单元进行声音输入，对输入的声音进行预处理，然后将声音处理后输出；
[0013]步骤四：将输出的图像以及声音通过判定单元进行判定，图像判定的方法如下：
[0014]根据输出的图像，观察滚筒与煤壁工作时发出的火花大小，如果火花过大，则滚筒此刻在截割岩层，若火花正常或很小，则滚筒在截割煤层，此时滚筒正常运行；若滚筒在截割岩层，通过PLC控制器，传递指令给顶升气缸，使得顶升气缸可带动滚筒进行升降，调节滚筒的位置；
[0015]根据输出的声音，根据滚筒与煤壁工作时发出的声音的刺耳程度，以此来断定，是否在截割岩层；同时通过振动报警器，感受滚筒截割时的震动的声响，判定是否截割岩层；若滚筒在截割岩层，通过PLC控制器，传递指令给顶升气缸，使得顶升气缸可带动滚筒进行升降，调节滚筒的位置；反之则滚筒正常运行。
[0016]进一步的，所述安装板上固定安装有旋转电机，所述旋转杆安装在旋转电机的输出轴上，所述安装板上固定安装有多个固定座，旋转杆转动安装在固定座中，所述振动报警器安装在固定座上。
[0017]进一步的，所述图像采集单元包括定位架、摄像头以及防护壳，所述定位架固定安装在采煤机上，所述防护壳安装在定位架上，所述摄像头安装在防护壳中。
[0018]进一步的，所述声音采集单元为麦克风采集，且麦克风设有两个，其中一个麦克风负责采集滚筒在截割煤壁时的声音，另一个麦克风负责采集振动报警器的声音。
[0019]进一步的，所述麦克风均为工业型防尘麦克风，其采样频率为44.1kHZ。
[0020]进一步的，步骤四中的PLC控制器安装在采煤机的控制端附近，且PLC控制器与所述顶升气缸配合设置。
[0021]进一步的，步骤四中，由于岩层与煤层的硬度不一，使得滚筒在截割岩层与煤层时所产生的火花大小不一，若火花过大，则在截割岩层，若火花正常或者很小，则在截割煤层。
[0022]进一步的，所述判定单元通过计算机进行判定；
[0023]对火花的大小进行编程，若滚筒与煤壁截割时火花过大，则计算机判定此时在截割岩层，控制PLC控制器启动，若火花正常或者很小，则使得滚筒正常运行；
[0024]对声音的大小进行编程，若滚筒与煤壁截割时产生的声音过于刺耳以及尖锐，则计算机判定此时在截割岩层，控制PLC控制器启动，若声音正常或不尖锐，则使得滚筒正常运行；且滚筒与煤壁截割时，若采集的振动报警器振动的声响过大，则计算机判定此时在截割岩层，控制PLC控制器启动，若采集的振动报警器的声音正常，则使得滚筒正常运行。
[0025]由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术通过图像采集单元与声音采集单元，采集图像以及声音进行AI识别，对图像以及声音进一步的处理后，通过判定单元判定此时采煤机滚筒的截割状态，若采煤机滚筒在截割岩层，则传递指令，使得PLC控制器控制滚筒进行位置的调节，若采煤机滚筒在截割煤层，则采煤机滚筒正常运行，最大程度上保护采煤机滚筒，减少对滚筒的损坏，实时的对采煤机滚筒截割状态进行监控，安全性高。
[0027]本专利技术方法步骤简单、设计合理且实现简便、使用效果好，能自动实时对采煤机调高监控。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0029]图1为本专利技术的整体流程图；
[0030]图2为本专利技术中图像分析单元的流程图；
[0031]图3为本专利技术中声音分析单元的流程图；
[0032]图4为本专利技术中滚筒截割单元的结构示意图；
[0033]图5为本专利技术中图像采集单元的结构示意图。
[0034]附图标记：
[0035]S1
‑
滚筒截割单元，S2
‑
图像采集单元，S3
‑
图像分析单元，S4
‑
声音采集单元，S5
‑
声音分析单元，S6
‑
判定单元；
[0036]1‑
底座，2
‑
滑杆，3
‑
安装板，4
‑
顶板，5
‑
旋转电机，6
‑
固定座，7
‑
旋转杆，8
‑
滚筒，9
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法，其特征在于：该识别方法包括以下步骤：步骤一：将滚筒截割单元进行安装，将滚筒截割单元安装在采煤机的摇臂上；所述滚筒截割单元包括底座(1)、滑杆(2)、安装板(3)、顶板(4)、旋转杆(7)、滚筒(8)、顶升气缸(9)以及振动报警器(13)，所述滑杆(2)固定安装在所述底座(1)与顶板(4)之间，所述安装板(3)滑动设置在滑杆(2)上，所述旋转杆(7)安装在安装板(3)上，所述滚筒(8)安装在旋转杆(7)的端部，所述顶升气缸(9)安装在底座(1)与安装板(3)之间，所述振动报警器(13)设置在安装板(3)上，与滚筒(8)配合设置；步骤二：将图像采集单元以及声音采集单元分别安装在采煤机上，通过图像采集单元收集滚筒截割单元截割煤层以及岩层火花大小的图影，通过声音采集单元收集滚筒截割单元截割煤层以及岩层时的不同声音大小；步骤三：将图像分析单元以及声音分析单元安装在采煤机周围的工作台上，并与采煤机的控制电脑相连接，所述图像分析单元是指通过图像采集单元进行图像输入，输入后按帧对图像进行处理，处理后，将图像成型输出；所述声音分析单元是指通过声音采集单元进行声音输入，对输入的声音进行预处理，然后将声音处理后输出；步骤四：将输出的图像以及声音通过判定单元进行判定，图像判定的方法如下：根据输出的图像，观察滚筒与煤壁工作时发出的火花大小，如果火花过大，则滚筒此刻在截割岩层，若火花正常或很小，则滚筒在截割煤层，此时滚筒正常运行；若滚筒在截割岩层，通过PLC控制器，传递指令给顶升气缸(9)，使得顶升气缸(9)可带动滚筒进行升降，调节滚筒的位置；根据输出的声音，根据滚筒与煤壁工作时发出的声音的刺耳程度，以此来断定，是否在截割岩层；同时通过振动报警器(13)，感受滚筒截割时的震动的声响，判定是否截割岩层；若滚筒在截割岩层，通过PLC控制器，传递指令给顶升气缸(9)，使得顶升气缸(9)可带动滚筒进行升降，调节滚筒的位置；反之则滚筒正常运行。2.根据权利要求1所述的一种采煤机用滚筒截割状态AI识别方法，其特征在于：所述安装板(3)上固定安装有旋转电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长春，许晋飞，惠虎，段俊生，赵小虎，葛凯，冯志华，
申请(专利权)人：北京华电力拓能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：