一种运输轨道异物清除装置、控制方法和应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种运输轨道异物清除装置、控制方法和应用。其装置包括，采集装置，用于采集轨道图像并分析该图像获得异物信息；执行机构，执行机构可沿轨道移动，执行机构用于抓取异物；控制装置，控制装置用于接收异物信息并控制执行机构完成异物的抓取工作。控制方法为S1采集装置持续采集轨道上方的图像信息，当异物经过时获得异物信息，并将异物信息传送至控制装置；S2控制装置接收异物信息后，控制执行机构沿轨道与异物移动方向同向做加速运动，直至与异物保持同速移动；S3执行机构与异物同速运动后，控制装置控制执行机构将异物从轨道上清除；S4控制执行机构归位。上述装置主要用于矿井皮带输送机上异物的自动清除。矿井皮带输送机上异物的自动清除。矿井皮带输送机上异物的自动清除。

【技术实现步骤摘要】
一种运输轨道异物清除装置、控制方法和应用


[0001]本专利技术涉及机械设备
，具体涉及一种从运输轨道上剔除运输物品中异物的装置、控制方法及其应用。

技术介绍

[0002]皮带机是煤矿生产作业主要运输设备之一，皮带运输过程中，运输物料中存在的异物，如大块矸石、锚杆等，是皮带稳定运行的主要隐患，会影响皮带运输系统的正常运行，严重甚至导致皮带系统的损坏，因而皮带运输系统需配备相关的装置和专门进行分拣的人员来保证皮带运输系统的稳定运行。但是随着煤矿生产效率的提升，皮带运输的运行速度越来越快，常见井下主运皮带速度都达到了4m/s以上，现有设备和人员在皮带高速运行时对异物进行分拣，不仅不够彻底、效率低下，而且具有非常大的危险性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提供一种主要应用于井下煤矿运输皮带上异物自动清除的装置及其控制方法。
[0004]该清除装置，包括：采集装置，用于采集轨道图像并分析该图像获得异物信息；执行机构，所述执行机构可沿所述轨道移动，所述执行机构用于抓取异物；控制装置，所述控制装置用于接收异物信息并控制所述执行机构完成异物的抓取工作。
[0005]其中，所述轨道为皮带机；所述执行机构包括X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块；所述X轴移动模块可携带所述Y轴移动模块和所述Z轴移动模块沿所述皮带机长度方向移动；所述Y轴移动模块可带动所述Z轴移动模块沿所述皮带机宽度方向移动；所述Z轴移动模块包括升降机构、测距装置以及抓取装置。
[0006]其中，还包括异物收集箱，所述异物收集箱用于接收从轨道上清除的异物。
[0007]其控制方法，包括如下步骤：S1采集装置持续采集轨道上方的图像信息，当异物经过时获得异物信息，并将异物信息传送至控制装置；S2控制装置接收异物信息后，控制执行机构沿轨道与异物移动方向同向做加速运动，直至与异物保持同速移动；S3执行机构与异物同速运动后，控制装置控制执行机构将异物从轨道上清除；S4控制执行机构归位。
[0008]其中，所述异物信息包括异物的形状、尺寸、当前位置以及移动速度。
[0009]其中，采集装置设置于皮带边缘处；执行机构设置于起始点处，起始点沿皮带运行方向与采集装置沿皮带运行方向的右边缘间隔预定距离，该距离大于或等于v*t1+0.5*v*t2，其中，v为皮带运行速度，t1为采集装置将采集的数据通信传输到控制装置并经控制装置处理的时间；t2为执行机构从静止加速到与皮带运行速度同速度所需时间；
异物运行至开始同步点时，执行机构开始加速移动，开始同步点沿皮带运行方向与采集装置沿皮带运行方向的右边缘间隔预定距离，该距离大于或等于v*t1；开始同步点与起始点之间间隔距离为0.5*v*t2。
[0010]其中，控制装置控制执行机构将异物从轨道上清除的方法包括：执行机构与异物同速运动后，控制执行机构的Y轴移动模块向异物方向移动，移动至离皮带边沿的距离为Y1时，Y轴移动模块停止运行，其中Y1为异物到皮带边缘的距离；当异物与执行机构在X轴和Y轴方向均达到同一位置且同步运行时，Z轴移动模块的测距传感器实时采集抓取装置距离异物的高度h，控制装置控制Z轴移动模块的升降机构使抓取装置移动至异物高度位置后，控制抓取装置抓取异物。
[0011]本专利技术的有益效果是：该清除装置和控制方法能够代替分拣人员完成在高速运行的皮带面上进行异物的自动分拣工作，解决了高速运行的皮带面上大块、重异物搬取困难、抓取危险的问题。同时，该系统执行效率高、安全可靠，在保证皮带机正常运输速度的前提下，实现异物分拣，适用于高效生产的煤矿运输皮带系统。
附图说明
[0012]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0013]图1是本专利技术的工作原理示意图；图2是本专利技术执行机构的结构图；图3是本专利技术执行机构Z轴移动模块的示意图。
[0014]附图标记说明1、X轴伺服电机驱动机构；2、X轴横梁轨道：3、X轴高速同步带；4、拖链；5、同步带涨紧机构；6、Y轴横梁机构；7、Z轴移动模块。
具体实施方式
[0015]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0016]本专利技术提供一种运输轨道异物清除装置及其控制方法，其主要应用于煤矿皮带机工作时其上方异物的清除。
[0017]一、运输轨道异物清除装置，包括：1.采集装置，设置于所述轨道上方，用于采集轨道图像并分析该图像获得异物信息，该异物信息至少包括形状、尺寸当前位置，且，该轨道可为皮带机。
[0018]采集装置由采集模块和编码器组成，采集模块用于采集视觉信息，编码器用于采集、发送位置编码以及测量皮带速度，具体的该编码器为轴编码器。
[0019]采集模块可自动、快速地采集获取皮带机上的异物信息，采集模块包括但不限于高速工业相机及频闪补光灯，高速工业相机帧率可达到40fps，配合频闪补光灯，能够满足4m/s以上高速运动异物抓拍，获取多帧数据信息。采集模块还可以采用射线型式获取异物信息，通过射线透射获取成像数据。异物信息包括但不限于异物类型、形状尺寸、当前位置信息等。所述采集模块采集时能够同步触发编码器进行采集，精确获取目标物在皮带面的当前位置编码，解决皮带高速运行中因采集不同步、延时导致位置偏差大的问题。所述采集模块可以采用图像采集、射线采集等方式。
[0020]所述编码器紧贴安装在皮带机上带面的底面，具体地，编码器安装位置进行调整，安装在皮带机上带面的底面，通过张紧力压紧在上带面，直接检测异物的皮带面，而传统的检测方式是编码器安装在皮带面下带面的上面，依靠传感器重力压在带面检测，这在长距离皮带运行会出现误差，而且这种误差对于异物抓取来说是不能容忍的。因此本专利技术这种编码器的安装方法能够准确、实时采集皮带运行位置编码及皮带运行速度，解决了安装在皮带机下带面因皮带张紧导致位置、速度误差大的问题。
[0021]2.执行机构，具体如图2和图3所示，所述执行机构可沿所述轨道移动，所述执行机构用于抓取异物；执行机构具体包括X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块；所述X轴移动模块可携带所述Y轴移动模块和所述Z轴移动模块沿所述皮带机长度方向移动，最高速度不低于皮带运行速度，移动范围至少满足与皮带同速后运行一段时间，然后减速停止的运行距离要求；所述X轴移动模块有两根横梁轨道2，安装在皮带面的两侧，每根X轴横梁轨道2的一端安装有X轴伺服电机驱动机构1，另一端安装有同步带涨紧机构5，X轴伺服电机1同步带涨紧机构5通过高速同步带传动连接；所述Y轴移动模块可带动所述Z轴移动模块沿所述皮带机宽度方向移动，移动范围至少能够覆盖皮带面整个宽度；所述Y轴移动模块有一根Y轴横梁机构6，横跨在两根X轴横梁轨道2上，Y轴横梁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.运输轨道异物清除装置，其特征在于，包括：采集装置，用于采集轨道图像并分析该图像获得异物信息；执行机构，所述执行机构可沿所述轨道移动，所述执行机构用于抓取异物；控制装置，所述控制装置用于接收异物信息并控制所述执行机构完成异物的抓取工作。2.根据权利要求1所述的运输轨道异物清除装置，其特征在于，所述轨道为皮带机；所述执行机构包括X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块；所述X轴移动模块可携带所述Y轴移动模块和所述Z轴移动模块沿所述皮带机长度方向移动；所述Y轴移动模块可带动所述Z轴移动模块沿所述皮带机宽度方向移动；所述Z轴移动模块包括升降机构、测距装置以及抓取装置。3.根据权利要求1或2所述的运输轨道异物清除装置，其特征在于，还包括异物收集箱，所述异物收集箱用于接收从轨道上清除的异物。4.根据权利要求1至3中任一项所述运输轨道异物清除装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1采集装置持续采集轨道上方的图像信息，当异物经过时获得异物信息，并将异物信息传送至控制装置；S2控制装置接收异物信息后，控制执行机构沿轨道与异物移动方向同向做加速运动，直至与异物保持同速移动；S3执行机构与异物同速运动后，控制装置控制执行机构将异物从轨道上清除；S4控制执行机构归位。5.根据权利要求4所述运输轨道异物清除装置的控制方法，其特征在于，所述异物信息包括异物的形状、尺寸、当前位置以及移动速度。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴文良，马静雅，李爱军，严海鹏，贾智新，郭映言，刘阳，卢志宏，王志，孙宁，
申请(专利权)人：中信重工开诚智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：