[發明專利]一種搖床智能輔助系統及其使用方法

有效

• 申請號: 202010740821.4
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111921689B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 劉俊;彎勇;譚文才;高源;袁龍;陳沖;王凱;趙虎;郭浩然;杜自彬;田振華;張旺;汪岸;郭邁邁;李文博
• 申請（專利權）人: 洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司
• 主分類號: B03B5/06
• 分類號: B03B5/06;B08B1/00
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所(普通合伙) 41112
• 代理人: 陸君

1.一種搖床智能輔助系統，其特征在于：包括行走單元、定位單元、身份識別單元、接礦單元、清掃單元、機器視覺單元、控制系統和電池供電單元；

所述行走單元為AGV小車，采用磁條、激光或反光板進行導航行走，行走單元為整個系統提供行走支撐；定位單元采用RFID芯片定位、機械定位或激光定位方式確定搖床具體位置；身份識別單元通過在搖床上設置二維碼或感應芯片，將搖床進行編號，存入搖床的基本信息，通過二維碼讀取器或感應芯片讀取器讀取搖床基本信息，對搖床身份進行識別；

所述接礦單元包括滑軌組件、接礦盤、離合器、伺服模組和拔控桿；滑軌組件包括導向滑軌、滑塊、安裝板和支架；導向滑軌沿搖床邊臺水平設置；安裝板通過滑塊設置在導向滑軌外側，安裝板中部設置有穿孔；支架設置在安裝板上側；接礦盤設置在支架前端，位于搖床邊臺上方；離合器設置在安裝板內側中部，離合器與安裝板中部穿孔對應設置；伺服模組設置在行走單元后端側邊上，拔控桿可滑動的設置在伺服模組上，拔控桿通過安裝板中部的穿孔與離合器對接；

所述清掃單元包括機械臂、基座和清掃工具，機械臂設置在行走單元前端，基座設置在機械臂前端，基座內設置有轉軸，清掃工具后端通過轉軸可轉動的設置在基座內；

所述機器視覺單元包括雙目視覺終端與工業計算終端；雙目視覺終端設置在行走單元上，雙目視覺終端采集的搖床礦帶圖像信息輸送至工業計算終端，根據設定的需要接礦的品位對搖床礦帶精準定位，給出床面接礦盤需要調節到的位置；同時雙目視覺終端實現離合器與拔控桿的精確空間定位，將所有定位信息發送至控制系統；控制系統將控制信號發送至拔控桿與行走單元及伺服模組，實現拔控桿與離合器精準對接后，帶動接礦盤移動到需調節位置；控制系統根據設定的智能接礦與智能清掃的頻率，自動選擇每個循環需要清掃的搖床，控制機械臂完成搖床清掃，并進行記錄；確保在規定時間內完成所有搖床清掃；

所述電池供電單元包括電池與自動充電樁，電池供電單元設置在行走單元上，為系統所有用電單元供電。

2.根據權利要求1所述的搖床智能輔助系統，其特征在于：所述的清掃工具與及基座之間設置為可拆卸連接。

3.根據權利要求1所述的搖床智能輔助系統，其特征在于：所述的行走單元兩側均設置接礦單元和雙目視覺終端。

4.根據權利要求1所述的搖床智能輔助系統，其特征在于：所述的搖床智能輔助系統還包括余水處理單元，余水處理單元包括接水機構和地面清掃機構，接水機構設置在清掃工具垂直放起時的正下方，地面清掃機構設置在行走單元上。

5.根據權利要求1所述的搖床智能輔助系統，其特征在于：所述的搖床智能輔助系統還包括防護罩，雙目視覺終端、工業計算終端、控制系統及電池供電單元設置在防護罩內。

6.如權利要求1-5任一項所述的搖床智能輔助系統的使用方法，其特征在于：包含以下具體步驟：

步驟一：搖床礦帶數據庫建設：現場選取樣本搖床，在不同光照條件，不同時間段，不同礦砂條件下，通過設置的雙目視覺終端采集共計2000組以上的清晰高質量圖像；拍攝圖像的同時，對搖床上多處位置產品品位進行取樣化驗；并挑選熟練工人根據化驗狀況，對搖床圖像上的不同位置品位進行劃分分割；具有相同品位的區域產品分為一個類別，根據需要劃分的品位精度劃分為不同類別；品位分度數決定類別數多少；在采集圖像過程中，需保證雙目視覺終端高度、角度位置的一致性，以提升區域分割分類的準確度；對采集過程中出現的模糊，質量差，以及亮度過低圖像，以及反光過強的圖像進行過濾清晰，保證數據質量的穩定；并對特殊工況下床面出現的特殊礦帶現象進行重點的采集與化驗；數據庫建設要確保能覆蓋所有工況且采樣數據充足，為后續智能接礦提供準確的依據；

步驟二：工作節拍設定：根據每個現場實際情況的不同，接礦與清掃設定不同頻次，首先確保在一個循環時間內完成所有接礦盤的調整，并在一個循環時間內清掃規定數量的搖床，保證接礦盤的調整頻率的同時在確定時間內清掃完所有搖床；

步驟三：行走單元行走及定位：行走單元行走過程根據控制系統給出的定位信息以及搖床上的標識對搖床進行身份識別及定位，并對每個搖床在規定時間內是否進行過清理進行統計；

步驟四：床面礦帶智能識別：當行走單元行走到確定的搖床位置后，行走單元停止，雙目視覺終端對床面進行識別，工業計算終端結合數據庫對床面情況進行判斷，根據目前接礦盤的位置及控制系統計算出的位置，確定接礦盤需要移動的距離；

步驟五：智能接礦：控制系統根據雙目視覺終端識別及工業計算終端判斷后給出接礦盤移動距離的控制信號，雙目視覺終端識別出拔控桿與離合器的空間位置，撥控桿通過行走單元帶動伺服模組移動至接礦盤所在位置，撥控桿插入離合器內解鎖剎車，并再次通過伺服模組進行水平移動來撥動接礦盤水平移動至需要位置，最后撥控桿彈出使離合器鎖死接礦盤位置；

步驟六：智能清掃：當行走單元行走到確定的搖床位置后，行走單元停止，控制系統控制機械臂自由旋轉，將清掃工具置于搖床上，清掃工具受自重力或機器臂壓力貼于搖床床面，機械臂持清掃工具進行往復運動實現搖床床面清掃作業；待清掃動作完成后，基座升起，清掃工具隨轉軸向上旋轉，抬離搖床床面，機械臂將清掃工具收回垂直懸置在行走單元前端；

步驟七：清掃工具余水處理：當清掃作業結束，機械臂帶動清掃工具收起時，清掃工具頭部會帶有部分殘余水，接水機構設置在清掃工具垂直放起時的正下方，當接水機構達到一定水量后，人工或自動到某一地點將余水排出；地面清掃機構對地面濺水進行清掃工作。