[发明专利]基于颗粒形态识别的道砟智能筛分装置

说明书

本发明公开了一种基于颗粒形态识别的道砟智能筛分装置，包括骨料仓、传送机构、图像采集与处理系统、骨料分拣机构和骨料收集机构，利用图像采集与处理系统获取道砟颗粒形态特征参数，由骨料分拣机构将满足要求的颗粒分拣至对应粒径范围的骨料收集机构，混合后得到特定质量、级配、形状要求的道砟样本。本发明通过仪器自动检测道砟颗粒的形状尺寸，能够根据形态参数遴选满足特定要求的道砟颗粒；应用于实验室或铁路现场的道砟筛分，能够实现特定质量、级配要求的道砟样本的自动筛取，并且道砟形态可控，自动化程度与筛分效率均较高。

技术领域

本发明属于铁路工程领域，涉及一种基于颗粒形态识别的道砟智能筛分装置。

背景技术

有砟轨道是我国铁路传统的轨道结构形式，道床作为一种由形状和尺寸各异的道砟颗粒组成的散体材料层，在列车重复荷载作用下，会产生道床颗粒间相互错位和重新排列以及道砟颗粒的破碎和粉化，使其力学性能逐渐退化。

道砟颗粒的形态、尺寸等对颗粒力学行为以及道床的变形和劣化均有重要影响。目前对于铁路道砟集料的获取与几何特征的评估方式普遍采用传统的机械筛分法，根据不同孔径的金属筛中粗粒料的质量筛余率来绘制其级配曲线从而评估颗粒尺寸的分布状况。采用级配曲线量化方法，只是宏观的定量描述，不能准确反映道砟的形态、尺寸等几何形态特征，而这些特征均会影响散粒体道床的力学行为与劣化机理。

目前受限于规准仪测量手段，目前通过采用传统的机械筛分法局部抽样量化道砟集料整体形态特征，测量精度与测量效率均较低，不能准确描述道砟颗粒整体的形态。

基于上述设计领域的空白，本发明从道砟颗粒形态尺寸识别与遴选出发，提出一种基于颗粒形态识别的道砟智能筛分装置。

发明内容

本发明的目的提出一种基于颗粒形态识别的道砟智能筛分装置，基于道砟颗粒形态尺寸的识别与遴选，实现任意质量、满足特定级配、针状指数、片状指数要求的道砟样本的智能筛分。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

在一个实施例中，一种基于颗粒形态识别的道砟智能筛分装置，包括：骨料仓、传送机构、骨料收集机构和图像采集与处理系统，以及与所述图像采集与处理系统连接的骨料分拣机构，所述传送机构包括成像传送带和分拣传送带，所述成像传送带的起始端设置在所述骨料仓的出口下方，通过振动所述骨料仓使道砟颗粒从所述骨料仓的出口逐个落到所述成像传送带上，所述分拣传送带设置在所述成像传送带下方，且所述分拣传送带的起始端与所述成像传送带末端对齐；所述图像采集与处理系统用于采集位于所述成像传送带最后一个道砟颗粒的形态特征并分析处理；骨料收集机构包括不同粒径范围对应的收集桶和骨料回收桶，所述骨料回收桶设置于所述分拣传送带末端以用于回收不分拣的道砟颗粒；与所述图像采集与处理系统连接的骨料分拣机构，用于根据道砟颗粒的形态特征分拣至特定粒径范围对应的所述收集桶。

在其中一个实施例中，所述图像采集与处理系统包括拍摄器和计算机处理系统，所述拍摄器布置在所述成像传送带末端，用于采集逐个道砟颗粒轮廓图像；所述计算机处理系统用于接收道砟样本目标参数的设定并作为信息处理中心。

在其中一个实施例中，所述拍摄器包括俯视图成像相机、正视图成像相机和侧视图成像相机。

在其中一个实施例中，所述计算机处理系统的输入端与所述拍摄器连接以接收采集图像，通过图像分析得到颗粒形态特征参数，并计算道砟颗粒质量；所述计算机处理系统的输出端与所述骨料分拣机构通讯连接以用于发出分拣信号。