[發(fā)明專利]基于密度估計(jì)的煤與矸石快速分選裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111245017.X
• 申請(qǐng)日: 2021-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN113926725A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙一丁;孫曉潔;馬淑華;趙玉倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)秦皇島分校
• 主分類號(hào): B07C5/02
• 分類號(hào): B07C5/02;B07C5/34;B07C5/36
• 代理公司: 北京中創(chuàng)博騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11636
• 代理人: 戴鵬

本發(fā)明提供基于密度估計(jì)的煤與矸石快速分選裝置及方法，涉及煤炭與矸石分選技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)大粒度煤，提出一種結(jié)合動(dòng)態(tài)稱重與機(jī)器視覺進(jìn)行密度識(shí)別的煤與煤矸石分選裝置與方法，包括排隊(duì)機(jī)構(gòu)、煤矸石檢測(cè)機(jī)構(gòu)與分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述煤矸石檢測(cè)機(jī)構(gòu)位于排隊(duì)機(jī)構(gòu)中間位置，所述分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于排隊(duì)機(jī)構(gòu)左側(cè)位置，所述排隊(duì)機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料斗、第一輸送帶、第二輸送帶與單向門，所述進(jìn)料斗設(shè)置在第一輸送帶的上方，所述單向門固定安裝在第一輸送帶上。本發(fā)明，由于將相機(jī)與光投射器安裝于門型架，且門型架的安裝與壓電陣列滾筒集成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于制造和安裝，靈活性好，由于本發(fā)明分選方式是由機(jī)器人進(jìn)行抓取分揀，保證了抓取的準(zhǔn)確性與速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭與矸石分選技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于密度估計(jì)的煤與矸石快速分選裝置及方法。

背景技術(shù)

在我國(guó)自然資源中，基本特點(diǎn)是富煤、貧油、少汽，這就決定了煤炭在我國(guó)自然資源中的重要地位，但是開采出來的并不僅有煤，還有煤矸石。煤矸石是一種在成煤過程中與煤層伴生的固體廢物，具有低發(fā)熱值，含碳比比較低。選煤作為煤炭處理中的基本環(huán)節(jié)，如果可以提高選煤技術(shù)，可以減少環(huán)境污染，提高煤炭資源利用率。目前對(duì)于小粒度的煤塊的處理廣泛采用機(jī)器分選，如濕選法的重介選煤等。而目前較少有廣泛使用的對(duì)大塊煤進(jìn)行分揀的設(shè)備，對(duì)于大粒度煤塊，現(xiàn)有的分選設(shè)備有基于硬度、顏色、密度等原理進(jìn)行的方式。

專利公開號(hào)CN110404824A，名稱為一種原煤與煤矸石快速分選裝置及方法，該專利利用了煤與煤矸石比熱容不同，加熱后紅外圖像顏色差異的特點(diǎn)進(jìn)行分選，先進(jìn)行破碎后進(jìn)行加熱再利用圖像顏色差異進(jìn)行分選；專利公開號(hào)CN106140658A，名稱為一種識(shí)別煤與煤矸石的方法及專用設(shè)備，該專利根據(jù)電阻(絕緣性)不同進(jìn)行在線識(shí)別分選；專利公開號(hào)CN109848073A，名稱為一種分揀煤與煤矸石的設(shè)備與方法，該專利利用煤與煤矸石兩者密度不同的特點(diǎn)，結(jié)合智能視覺及圖像處理算法，獲取煤與煤矸石體積，再根據(jù)滾裝線上安裝的動(dòng)態(tài)稱重傳感器獲取質(zhì)量，利用密度不同的特點(diǎn)將兩者分開。

目前，基于硬度進(jìn)行破碎離心分選式會(huì)使得煤塊外形被破壞，僅適合于獲得小粒度的煤塊；而上述基于顏色進(jìn)行分選的專利在過程中先進(jìn)行了破碎，破壞了外形，后在破碎后進(jìn)行加熱再基于顏色進(jìn)行分選，過程復(fù)雜，加熱過程時(shí)間長(zhǎng)，降低了生產(chǎn)率，增加了成本；基于電阻值進(jìn)行的煤與矸石分選在分選環(huán)境中存在粉塵等使得導(dǎo)電結(jié)果準(zhǔn)確性降低；基于紋理進(jìn)行煤與煤矸石分選的精確度低，由于僅僅依靠圖像進(jìn)行分析計(jì)算，效率低且識(shí)別率低；而基于射線進(jìn)行的煤與矸石分選，設(shè)備成本造價(jià)高，且由于射線存在輻射需要防護(hù)措施，增加了安全風(fēng)險(xiǎn)；現(xiàn)有的基于密度分選的方式如上述專利雖然同樣是利用質(zhì)量與體積獲得密度，但直接使用深度相機(jī)，存在標(biāo)定的問題，且TOF相機(jī)相對(duì)于普通數(shù)碼相機(jī)，其造價(jià)仍然偏高，系統(tǒng)誤差及隨機(jī)誤差對(duì)結(jié)果影響明顯，需要進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理；上述專利中，雖然有基于體積和稱重得到的密度進(jìn)行分選，但是由于上述專利要擴(kuò)大物料間距實(shí)行差速輸送線，要求煤塊之間有較大間距，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在實(shí)際中很難保證。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，主要針對(duì)的是大粒度煤與煤矸石，本發(fā)明提出了基于密度估計(jì)的煤與矸石快速分選裝置及方法，本發(fā)明可以直接在傳輸過程中對(duì)煤與煤矸石分選，分選較為精確，過程較為簡(jiǎn)便且成本造價(jià)較低，實(shí)用性極強(qiáng)。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種煤與矸石快速分選裝置，包括排隊(duì)機(jī)構(gòu)，用于有序輸送待分選目標(biāo)；

煤矸石檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)待分選目標(biāo)的屬性；

分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)所述屬性執(zhí)行分揀動(dòng)作；

其中，所述煤矸石檢測(cè)機(jī)構(gòu)位于排隊(duì)機(jī)構(gòu)中間位置，所述分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于排隊(duì)機(jī)構(gòu)末端位置。

優(yōu)選的，所述排隊(duì)機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料斗、第一輸送帶、第二輸送帶與單向門；