[发明专利]一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置

权利要求书

1.一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，其特征在于：包括煤矸识别装置、粒径分选装置、传送装置、煤矸分离装置和控制装置；

所述传送装置包括改良皮带、外附皮带、传动装置和矸石刮板；改良皮带与传统皮带相比，通过增加一对托辊，使它上下两面皮带的间距变大，起到运输的作用；改良皮带间距变大后，使在上方向前运行的皮带和在下方向后运行的皮带的垂直距离增大，使矸石能在下方皮带通过；传动装置内部由齿轮、传动轴和轴承组成，皮带滚轴与传动轴通过联轴器连接，传动轴通过轴承安装在传动装置内部，使其可以顺畅的转动，传动装置拐角处通过齿轮连接两个垂直的传动轴，传递动力；传动装置带动皮带滚轴运动将力传递给三叶拨片；矸石刮板是一个90°弯折的L形刮板，固定安装在改良皮带的下方皮带上，用于清扫皮带，将改良皮带的下方皮带上的矸石和灰尘刮下皮带；外附皮带设置在改良皮带的侧下方；

所述煤矸识别装置包括化学喷雾装置和摄像装置；化学喷雾装置包括喷头和储存罐，持续进行喷洒药剂；其中，喷头安装在改良皮带上方的顺槽顶板上，通过导管和储存罐相连，储存罐放置在顺槽底板上；摄像装置为两个平行排列的摄像机，在皮带上方间隔设置；

所述粒径分选装置包括陶瓷滑槽、三叶拨片、可调高度支撑杆；三叶拨片由三个拨片组成,设置在改良皮带上方；三叶拨片固定在可调高度支撑杆上，可以随之转动，可调高度支撑杆由伸缩杆构成，可以随传动装置转动，可调高度支撑杆与传动装置的传动轴通过联轴器连接，传动轴转动带动可调高度支撑杆随之转动；陶瓷滑槽固定在外附皮带上，使三叶拨片所拨动的矸石可以从较高的改良皮带通过它滑落到较低的外附皮带上；

所述煤矸分离装置包括机械爪、伸缩杆、限位开关、导轨和矸石槽；其中导轨固定在顺槽顶板上，导轨上设有滑块，伸缩杆固定在导轨的滑块上，使其可以在导轨上顺畅的滑动；伸缩杆一端固定在导轨滑块上，另一端固定机械爪，这样伸缩杆伸长或者收缩就可以改变机械爪和导轨间的距离，即可使机械爪上升或下降；限位开关安装在导轨的中间，矸石槽固定在限位开关的下方且矸石槽下方开口正对改良皮带的下方皮带；伸缩杆运行到导轨中间时触碰到限位开关，机械爪放下矸石，使矸石落入矸石槽中；

所述控制装置包括处理器、气动控制器、电机驱动、图像处理模块、采集模块和存储模块；气动控制器控制机械爪，电机驱动控制伸缩杆和可调高度支撑杆；图像处理模块与摄像装置连接，用于处理图像并将数据反馈给存储模块；采集模块通过电缆与力矩传感器连接，控制可调高度支撑杆的伸缩。

2.根据权利要求1所述的基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，其特征在于：所述化学喷雾装置固定在改良皮带和外附皮带的中间，持续喷洒化学药剂，喷洒后化学药剂与矸石反应较强而与煤反应较缓慢，利用反应产生的热量提高摄像装置中红外相机的识别率；化学药剂选用低浓度的氢氧化钠溶液。

3.根据权利要求1所述的基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，其特征在于：所述煤矸识别装置中的化学喷雾装置和摄像装置均固定在井下顺槽顶板上；其中，化学喷雾装置安装在煤料运行的前方，而摄像装置安装在化学喷雾装置之后；摄像装置为两个平行排列的摄像机，分别为普通相机和红外相机，摄像装置既能通过普通相机识别煤料的纹理特征区分煤和矸石，也能通过红外相机识别煤与化学喷雾装置喷洒的化学药剂反应产生的热量区分煤和矸石；摄像装置识别后通过电缆传递信号给控制装置。

4.根据权利要求1所述的基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，其特征在于：所述粒径分选装置中的可调高度支撑杆的上部安装在传动装置的传动轴上，三叶拨片安装在可调高度支撑杆的下部，且一部分位于改良皮带的上方，另一部分位于陶瓷滑槽的上方，且通过传动装置从皮带滚轴获取动力。

5.根据权利要求1所述的基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，其特征在于：所述传送装置中的改良皮带和外附皮带均安装在顺槽中，矸石刮板位于改良皮带靠近工作面一侧的下方。