一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备制造技术

一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备，包括输料系统、筛分系统、传输系统、3D激光扫描系统、图像采集与处理系统、集料筛选系统，筛分系统首先筛分、归类不同粒径的集料，结合输料系统和传输系统分批输送同一粒径的集料颗粒，其次利用3D激光扫描系统和图像采集与处理系统获取集料颗粒形态特征参数，最后集料筛选系统将同一粒径不同形状的集料颗粒，投入不同的储料箱中。本实用新型专利技术3D激光扫描系统、图像采集与处理系统和集料筛选系统各有两套，二次识别、筛分不同形状的集料颗粒，用于沥青混合料路面施工现场，可以提高筛选不同形状集料颗粒的效率与精度，以提高沥青路面施工的效率与质量。施工的效率与质量。施工的效率与质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备


[0001]本技术属于公路工程，涉及一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备。

技术介绍

[0002]公路沥青路面施工过程中，混合料用粗集料对针片状、破碎状颗粒含量要求较为严格。集料颗粒的形状特征、级配，对沥青混合料性能及路用寿命有着重要的影响。根据公路沥青路面施工技术规范，确定集料中针片状、破碎状颗粒占比的方法为，采用游标卡尺测量、逐颗目测判断，统计并计算粗集料颗粒中针片状、破碎状颗粒的含量。这种方法，统计集料中不同形状颗粒占比的效率与精度较低，不能快速、准确的计算出路用集料中不同形状、粒径颗粒的百分比。
[0003]基于上述公路沥青路面施工过程中，确定不同形状颗粒占比所遇到的困难，本技术从混合料集料形态特征与粒径分布出发，提出一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备。

技术实现思路

[0004]本技术提出了一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备，用于沥青路面施工现场，识别筛分集料场中不同粒径、形状的颗粒，其目的在于快速、准确分类、计算集料中不同粒径、形状的颗粒及其在集料中的百分比。
[0005]本技术解决其技术问题，所采用的技术方案为：
[0006]一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备，包括：输料系统、筛分系统、传输系统、3D激光扫描系统、图像采集与处理系统、集料筛选系统，所述输料系统包括骨料仓和传送带a，所述筛分系统包括套筛、振动台和输料仓，所述传输系统包括传感器与传送履带，所述3D激光扫描系统包括3D激光扫描仪、激光接收靶、支撑框架，所述图像采集与处理系统包括图像采集设备与支撑框架b，所述集料筛选系统包括分拣器与储料仓；所述输料系统将原始集料，输送至筛分系统中，筛分系统通过输料仓，分别将不同档位的集料颗粒，输送至传输运送系统中；所述传输系统的传送履带，将集料颗粒运送至3D激光扫描系统、图像采集与处理系统、集料筛选系统中，用于构建集料颗粒三维模型、图像采集与处理，并筛选不同形状特征的集料颗粒，并将其投入不同储料箱中。
[0007]所述3D激光扫描系统包括3D激光扫描仪、激光接收靶、支撑框架a，所述3D激光扫描仪位于支撑框架a上，可通过支撑框架a上的传送带，移动、旋转调整位置，构建集料的三维模型，用于后期分析与处理。
[0008]所述3D激光扫描仪构建的不同集料颗粒的三维模型，用于检测、计算不同形状集料颗粒的长、宽、厚，其中集料颗粒的长为所构建三维模型中的最长轴L，宽为垂直于长所在方向的最长轴，为三维模型中的次长轴W，厚为垂直于长、宽所在方向的最长轴，为三维模型中的最短轴T；
[0009]所述检测、计算出不同形状集料颗粒的长、宽、厚，用于确定集料颗粒的针、片状系数，当集料颗粒L/W≥3时，定义为针状颗粒，当集料颗粒W/T≥3时，定义为片状颗粒。
[0010]所述图像采集与处理系统包括图像采集设备与支撑框架b，所述图像采集设备位于支撑框架b上，可通过支撑框架b上的传送带、支撑架，移动、旋转调整位置，获取不同角度下，集料颗粒的截面，并计算不同集料颗粒的截面面积。
[0011]所述3D激光扫描仪构建的不同集料颗粒的三维模型，用于检测、计算集料颗粒破碎面的投影面积，将所构建的三维模型，三角网格化处理、简化构建模型、边缘检测处理，检测集料颗粒破碎面边缘，获取、计算破碎面轮廓在不同角度下投影的最大面积，并记录为Xi(i＝1，2，3，
…
，n)，所述图像采集设备，统计、计算同一集料颗粒，不同角度下获取的最大截面面积A；当集料颗粒Xi/A≥1/4时，定义为破碎状颗粒；对于同一集料颗粒，记录符合Xi/A≥1/4要求破碎面的数量，作为分拣器筛选集料颗粒的前提条件。
[0012]所述传送履带下方，配备记录集料颗粒位置的传感器，结合3D激光扫描系统，用于捕获不同时段内集料颗粒在传送履带上的位置信息，并配和集料筛选系统，筛选不同形状的集料颗粒。所述集料筛选系统包括分拣器与储料箱，所述分拣器将针片状、破碎状颗粒筛出，并投入不同储料箱中；在筛选的过程中，首先筛选出针、片状颗粒，分别投入储料箱c、a中，再筛选出没有或者具有一个符合要求破碎面的集料颗粒，分别投入储料箱d、b中，最后传送履带将具有两个或两个以上符合要求破碎面的集料颗粒，运送至储料箱e中。在整个识别、筛分集料颗粒的过程中，3D激光扫描系统、图像采集与处理系统、集料筛选系统各有两套，分拣器共有八台，用于二次识别、筛分集料颗粒，以提高筛分的效率与精度。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014]1.本技术模块化筛分设备，采用振动台，结合标准套筛筛分集料颗粒，将不同粒径的集料颗粒排入不同规格的号筛中，再分批次输送、挑选、分类同一粒径集料颗粒中不同形状的颗粒，提高了3D激光扫描、图像采集与处理系统识别、分类不同形状颗粒的精度与效率。
[0015]2.本技术模块化筛分设备，采用3D激光扫描系统，批量构建集料颗粒的三维模型，计算不同集料颗粒的针、片状系数，并采用分拣器批量挑选出针、片状系数大于等于3的集料颗粒，提高了筛选针片状集料颗粒的效率与精度。
[0016]3.本专利技术模块化筛分设备，采用图像处理技术，批量构建集料颗粒的三维模型，精确计算出集料颗粒所含符合要求破碎面数量，并采用分拣器批量挑选、分类不同数量符合要求破碎面的集料颗粒，提高了筛选不同种类破碎状集料颗粒的效率与精度，便于沥青路面施工设计，提高铺筑沥青路面的工程质量。
[0017]4.本技术模块化筛分设备，二次扫描、构建集料颗粒三维模型，二次筛选针片状颗粒、破碎状颗粒，提高了识别、分类集料颗粒的效率与精度。
附图说明
[0018]图1为本技术模块化筛分设备不同系统示意图；
[0019]图2为本技术模块化筛分设备输料系统及筛分系统示意图；
[0020]图3为本技术模块化筛分设备3D激光扫描系统；
[0021]图4为本技术模块化筛分设备图像采集与处理系统示意图；
[0022]图5为本技术模块化筛分设备传输系统前视图；
[0023]图6为本技术模块化筛分设备传输系统后视图；
[0024]图7为本技术模块化筛分设备储料系统a示意图；
[0025]图8为本技术模块化筛分设备储料系统b示意图；
[0026]图9为本技术模块化筛分设备套筛示意图；
[0027]图10为本技术图像采集与处理系统所采集的集料颗粒二维图像；
[0028]图11为本技术图像采集与处理系统处理后的集料颗粒二维图像；
[0029]图12为本技术3D激光扫描系统简化处理后的三维集料颗粒模型；
[0030]图13为本技术3D激光扫描系统边缘检测处理后的三维集料颗粒模型；
[0031]图14为本技术3D激光扫描系统所检测集料颗粒的三维模型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备，包括输料系统、筛分系统、传输系统、3D激光扫描系统、图像采集与处理系统、集料筛选系统，其特征在于，所述筛分系统包括套筛、振动台和输料仓，所述3D激光扫描系统包括3D激光扫描仪、激光接收靶、支撑框架a，所述图像采集与处理系统包括图像采集设备与支撑框架b，所述集料筛选系统包括分拣器与储料仓。2.根据权利要求1所述一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备，其特征在于，振动台振动套筛筛分集料颗粒，将不同粒径的集料颗粒排入不同规格的号筛中，再分批次输送、挑选、分类同一粒径集料颗粒中不同形状的颗粒，提高了3D激光扫描、图像采集与处理系统识别、分类不同形状颗粒的精度与效率。3.根据权利要求1所述一种用于识别与筛分不同形态特征集料颗粒的模块化设备，其特征在于，所述3D激光扫描系统包括3D激光扫描仪、激光接收靶、支撑框架b，批量...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚芳媛，拜佳威，刘江伟，方冰杰，邓锐，王书岳，程雪佼，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：