一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统技术方案

本发明专利技术涉及煤炭智能识别技术，用于解决现有煤炭识别造成煤炭资源浪费、占用空间大和回收效率和品质低的问题，具体为一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统，包括筛选传输带；本发明专利技术对煤炭和矸石混合物的颜色深浅数据和硬度数据的分析后，后通过声波探测对判定为疑似矸石的进行检测，附着煤炭的矸石取出至回料传输带位置处进行处理，使煤炭资源被浪费的量减少，且设备占用空间较小，通过超声波探测数据对矸石尺寸的判定，使电动推杆进行对应长度的伸缩达到夹持稳固的效果，转动柱上的分离主柱在插入附着煤炭内部后，通过分离次柱向外移动推动附着煤炭发生位移，使附着煤炭与矸石分离脱落，矸石附着煤炭分离时多面同时操作，提高处理效率。提高处理效率。提高处理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统


[0001]本专利技术涉及煤炭智能识别技术，具体为一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统。

技术介绍

[0002]现有技术大多不能真正的识别煤矸界面，在生产实践中大多数煤矿还依赖煤矿工人的经验来决定放煤的停止与否，增加了放煤停止时间的不确定性与主观性，造成煤炭的损失或贫化；
[0003]现有技术中，对煤炭与矸石进行分离多采用风力和跳汰机选煤的方式，风力选煤易将外侧附着煤炭的矸石剔除，造成煤炭资源的减少，跳汰机选煤用水较多，造成污染水流较多，污染水流的回收利用耗费较多的资金，且回收利用设备占用空间较大，给用户带来不便；煤炭与矸石分离操作中分离后的矸石表面仍附着有较多的煤炭，直接对附着煤炭资源的矸石进行处理易造成煤炭资源的损失，对矸石上附着的煤炭进行取下时，只能对矸石单面进行依次处理，耗费较多的时间，且影响煤炭资源回收的效率，且附着煤炭取下操作力度失误易造成矸石破碎，使煤炭内部掺杂较多的矸石碎块，影响煤炭的品质；
[0004]针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于通过对煤炭和矸石混合物的颜色深浅数据和硬度数据的分析后，后通过声波探测对判定为疑似矸石的进行检测，附着煤炭的矸石取出至回料传输带位置处进行处理，使煤炭资源被浪费的量减少，且设备占用空间较小，通过超声波探测数据对矸石尺寸的判定，使电动推杆进行对应长度的伸缩达到夹持稳固的效果，转动柱上的分离主柱在插入附着煤炭内部后，通过分离次柱向外移动推动附着煤炭发生位移，使附着煤炭与矸石分离脱落，矸石附着煤炭分离时多面同时操作，提高处理效率，解决现有煤炭识别造成煤炭资源浪费、占用空间大和回收效率和品质低的问题，而提出一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统，包括筛选传输带，所述筛选传输带外侧壁一侧设有两个机械臂，所述筛选传输带外侧壁一侧安装有控制箱，所述筛选传输带上表面一侧通过支撑框架安装有图像识别设备、硬度检测设备和超声波探测器，所述控制箱内部设有智能识别模块，智能识别模块包括数采单元、数析单元和除杂单元；
[0008]数采单元、对筛选传输带上传输的煤和矸石进行煤矸识别数据的采集，并将采集到的煤矸识别数据传递给数析单元；煤矸识别数据包括煤与矸石的颜色深浅数据、煤与矸石硬度数据和煤与矸石声波探测数据；
[0009]数析单元、依据数采单元传递来的煤矸识别数据进行分析，判定矸石的位置生成矸石定位数据，并将矸石定位数据传递给除杂单元；
[0010]数析单元的具体分析步骤如下：
[0011]步骤一：对采集到的煤与矸石的颜色深浅数据与预设颜色深浅数据范围进行均值对比，根据对比后得到的结果，将颜色深浅数据是否在预设颜色深浅数据范围内的分别标记为Gs1和Mt1；
[0012]步骤二：对煤与矸石硬度数据按照采集时刻的前后顺序进行排列，提取排序后硬度数据对应的数值绘制折线图，对折线图进行界限分割，切割面上下区域分别标记为Gs2和Mt2；
[0013]步骤三：若在步骤一中被标记为Gs1，且在步骤二中也被标记为Gs2，则生成控制信号一控制机械臂移动至对应位置处对该煤矸石进行夹取并移出至矸石收集区域；若在步骤一中被标记为Gs1，步骤二中未被标记为Gs2或在步骤一中未被标记为Gs1，步骤二中被标记为Gs2，将这些煤矸石标记为Sc，后生成控制信号二控制超声波探测器对标记为Sc的煤矸石进行结果的验证；
[0014]除杂单元、依据数析单元传递来的矸石定位数据进行矸石的分离操作。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，对煤与矸石颜色深浅数据进行分析的具体步骤如下：
[0016]步骤一：对同一位置采集到的多组煤与矸石的颜色深浅数据与预设颜色深浅数据范围的中间值进行差值比较，剔除差值较大的颜色深浅数据，后对剩下的数据进行求均值操作，并将求得的颜色深浅均值与预设颜色深浅数据范围进行比较；
[0017]步骤二：若颜色深浅均值属于预设颜色深浅数据范围，则对该煤矸石进行标记，标记为Gs1；若颜色深浅均值不属于预设颜色深浅数据范围，则对该煤矸石进行标记，标记为Mt1。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，对煤与矸石硬度数据进行分析的具体步骤如下：
[0019]步骤一：对煤与矸石硬度数据按照采集时刻的前后顺序进行排列，对同一位置采集到的多组煤与矸石的硬度数据进行去极值求均值处理，求得硬度均值，以采集设备编号为x轴和采集时刻数据为y轴、硬度均值为z轴构建立体坐标系；
[0020]步骤二：在立体坐标系内以x,y,z构建坐标点，并将同一个x轴平面上相邻的坐标点进行连线形成折线图，后将折线图的两端与下方水平线连接后形成封闭图形，并将封闭图形加厚，以硬度均值z1为水平界限对加厚后的封闭图形进行切割，切割面以上区域标记为Gs2，切割面以下区域标记为Mt2。
[0021]作为本专利技术的一种优选实施方式，超声波探测器进行结果验证的步骤如下：
[0022]步骤一：数析单元获取被标记为Sc的煤矸石位置，根据筛选传输带1的传输速度判定各个被标记为Sc的煤矸石到达超声波探测器位置处的时间，并在被标记为Sc的煤矸石到达对应位置处时发出超声波对煤矸石进行检验；
[0023]步骤二：超声波探测器发出的超声波在与煤矸石接触时，会产生声波的反射，且声波可穿透煤矸石向下进行传播，在遇到不同介质时再次产生声波反射，余下声波继续向下进行传播，使数析单元可根据超声波传出和接收反射超声波的时间计算出煤矸石的高度数据和超声波在煤矸石内部的传播速度数据，若传播速度数据与超声波在煤块中的传输速度接近，则判定为煤矸石为煤块；若传播速度数据与超声波在矸石中的传输速度接近，则判定
为煤矸石为矸石。
[0024]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述筛选传输带外侧壁靠近所述机械臂的一侧设置有回料组件，回料组件包括回料传输带，所述回料传输带上表面一侧安装有引导板，所述回料传输带内侧对应所述引导板位置处安装有回料筒，所述回料筒外侧壁三个方向上均开设有操作孔，所述回料传输带内侧对应所述操作孔位置处通过电动推杆安装有连接框架，所述连接框架内侧转动连接有转动柱，所述回料筒内侧靠近所述操作孔位置处通过滑动连接有支撑板。
[0025]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述回料筒外侧壁对应四个所述中间位置处转动连接有十字柱，所述回料筒外侧壁对应所述十字柱位置处开设有孔洞，孔洞内侧壁转动连接有转动套，所述回料筒外侧壁对应所述十字柱位置处转动连接有齿转轮，所述回料筒外侧壁对应所述齿转轮位置处转动连接有传动齿轮，三个所述操作孔位置处的所述齿转轮通过传动带传动连接，所述齿转轮还通过传动带与所述回料传输带的传输辊传动连接，所述十字柱对应所述支撑板内部的一端安装有驱动齿轮，所述支撑板内侧壁转动连接有若干个均匀分布的支撑轮，支撑轮相互之间通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统，包括筛选传输带(1)，所述筛选传输带(1)外侧壁一侧设有两个机械臂(2)，所述筛选传输带(1)外侧壁一侧安装有控制箱(4)，其特征在于，所述筛选传输带(1)上表面一侧通过支撑框架(3)安装有图像识别设备、硬度检测设备和超声波探测器，所述控制箱(4)内部设有智能识别模块，智能识别模块包括数采单元、数析单元和除杂单元；数采单元对筛选传输带(1)上传输的煤和矸石进行煤矸识别数据的采集，并将采集到的煤矸识别数据传递给数析单元；煤矸识别数据包括煤与矸石的颜色深浅数据、煤与矸石硬度数据和煤与矸石声波探测数据；数析单元依据数采单元传递来的煤矸识别数据进行分析，判定矸石的位置生成矸石定位数据，并将矸石定位数据传递给除杂单元；数析单元的具体分析步骤如下：步骤一：对采集到的煤与矸石的颜色深浅数据与预设颜色深浅数据范围进行均值对比，根据对比后得到的结果，将颜色深浅数据是否在预设颜色深浅数据范围内的分别标记为Gs1和Mt1；步骤二：对煤与矸石硬度数据按照采集时刻的前后顺序进行排列，提取排序后硬度数据对应的数值绘制折线图，对折线图进行界限分割，切割面上下区域分别标记为Gs2和Mt2；步骤三：若在步骤一中被标记为Gs1，且在步骤二中也被标记为Gs2，则生成控制信号一控制机械臂(2)移动至对应位置处对该煤矸石进行夹取并移出至矸石收集区域；若在步骤一中被标记为Gs1，步骤二中未被标记为Gs2或在步骤一中未被标记为Gs1，步骤二中被标记为Gs2，将这些煤矸石标记为Sc，后生成控制信号二控制超声波探测器对标记为Sc的煤矸石进行结果的验证；除杂单元依据数析单元传递来的矸石定位数据进行矸石的分离操作。2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统，其特征在于，对煤与矸石颜色深浅数据进行分析的具体步骤如下：步骤一：对同一位置采集到的多组煤与矸石的颜色深浅数据与预设颜色深浅数据范围的中间值进行差值比较，剔除差值较大的颜色深浅数据，后对剩下的数据进行求均值操作，并将求得的颜色深浅均值与预设颜色深浅数据范围进行比较；步骤二：若颜色深浅均值属于预设颜色深浅数据范围，则对该煤矸石进行标记，标记为Gs1；若颜色深浅均值不属于预设颜色深浅数据范围，则对该煤矸石进行标记，标记为Mt1。3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统，其特征在于，对煤与矸石硬度数据进行分析的具体步骤如下：步骤一：对煤与矸石硬度数据按照采集时刻的前后顺序进行排列，对同一位置采集到的多组煤与矸石的硬度数据进行去极值求均值处理，求得硬度均值，以采集设备编号为x轴和采集时刻数据为y轴、硬度均值为z轴构建立体坐标系；步骤二：在立体坐标系内以(x,y,z)构建坐标点，并将同一个x轴平面上相邻的坐标点进行连线形成折线图，后将折线图的两端与下方水平线连接后形成封闭图形，并将封闭图形加厚，以硬度均值z1为水平界限对加厚后的封闭图形进行切割，切割面以上区域标记为Gs2，切割面以下区域标记为Mt2。4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的除杂机械手煤炭智能识别系统，其特征
在于，超声波探测器进行结果验证的步骤如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘则庆，薛峰，徐康，王宏岭，朱干彬，郭连富，崔裕涛，谭涛，赵翔，潘红艺，李博，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司涡北选煤厂，
类型：发明
国别省市：