本發(fā)明涉及煤礦石智能分選，尤其涉及一種用于煤礦石的智能分選裝置。

背景技術：

1、煤礦石是由植物遺體經(jīng)生物化學作用和地質作用形成的固體可燃性礦產(chǎn)，煤礦石作為一種重要的自然資源，在能源、冶金和化工等領域發(fā)揮著關鍵作用，在煤礦石開采與加工領域，高效準確的分選一直是關鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的煤礦石分選方法，如重選、浮選和磁選等。

2、而現(xiàn)有的煤礦石分選裝置在各個分選方法上有不同的局限性，如重選依賴于礦物密度差異，對于密度相近的礦物分選效果不佳，且工藝復雜、成本高；浮選需要使用大量化學藥劑，不僅增加了成本，還可能對環(huán)境造成污染，同時對礦物表面性質要求高，工藝復雜、能耗高；磁選僅適用于具有磁性差異的礦物，適用范圍較窄，分選精度有限，且設備成本高、操作條件要求嚴格。

3、因此，需對上述技術問題進行解決處理。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種用于煤礦石的智能分選裝置。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：一種用于煤礦石的智能分選裝置，包括支撐架與支撐架下端水平安裝的收集箱，所述支撐架下端四周豎直方向固接有支撐腳，且支撐架上端中部開設有落渣口，所述落渣口四周支撐架上端豎直方向固接安裝有支撐柱，所述支撐柱上端固接在方形料斗四周，所述方形料斗內(nèi)側安裝有篩分機構，且方形料斗另一側開設有排料口，所述排料口下端水平安裝有傳送機構，所述傳送機構下端安裝有分選機構；

3、分選機構包括檢測組件，檢測組件包括采集模塊、分析模塊和執(zhí)行模塊；

4、采集模塊，對傳送帶上煤礦石的圖像數(shù)據(jù)和重量數(shù)據(jù)進行采集，對傳送帶的傳輸速度數(shù)據(jù)進行采集，并將采集到的煤礦石圖像數(shù)據(jù)、煤礦石重量數(shù)據(jù)和傳輸速度數(shù)據(jù)傳遞給分析模塊；

5、分析模塊，對煤礦石圖像數(shù)據(jù)進行分析和處理，判斷檢測煤礦石的種類；根據(jù)煤礦石的種類確認煤礦石的下拋位置，根據(jù)下拋位置的距離數(shù)據(jù)分析空氣組件的作用力大小，生成風選調(diào)節(jié)信號，并將風選調(diào)節(jié)信號傳遞給執(zhí)行模塊；

6、執(zhí)行模塊，接收風選調(diào)節(jié)信號，后調(diào)節(jié)空氣組件的輸出功率。

7、優(yōu)選地，所述篩分機構包括傾斜安裝在方形料斗上的篩料板，所述篩料板上等距固接有多個阻隔塊，且篩料板上等距開設有多個排料孔。

8、優(yōu)選地，所述方形料斗一側排料口處固接安裝有防護罩，所述排料口處篩料板下端安裝有導料板，所述導料板與防護罩內(nèi)壁固接。

9、優(yōu)選地，所述導料板位于方形料斗下端安裝有雙向電機，所述雙向電機兩端驅動軸均安裝有偏心盤，所述偏心盤上鉸接有連接桿，所述連接桿另一端鉸接在篩料板上端一側。

10、優(yōu)選地，所述傳送機構包括水平安裝在導料板下端的傳送帶，所述傳送帶內(nèi)側兩端均安裝有滾輥，所述滾輥轉動安裝在防護罩內(nèi)側，所述防護罩一側水平固接有定位板，所述定位板上端安裝有伺服電機，所述伺服電機驅動端貫穿防護罩卡接在滾輥一側。

11、優(yōu)選地，所述分選機構還包括安裝在傳送機構上端防護罩中的視覺傳感器，所述傳送機構一側下端安裝有通風管，所述通風管一側固接在空氣組件出風端，且通風管一側防護罩之間固接有分料板，所述分料板上端一側開設有傾斜角，且分料板兩端防護罩之間安裝有原料箱。

12、優(yōu)選地，分析模塊進行煤礦石種類的鑒別步驟如下：

13、s1：對檢測到的圖像數(shù)據(jù)進行灰度化處理，獲取灰度級為，圖像大小為的煤礦石灰度圖像，以像素為單位設定距離和方向，構建灰度共生矩陣，；

14、s2：對于圖像中的每個像素，其灰度值為；在距離和方向上，另一個像素的位置為，，；對灰度共生矩陣進行歸一化處理，得到；

15、s3：衡量圖像中像素灰度與其鄰域像素灰度的差異程度的煤礦石對比度，體現(xiàn)煤礦石圖像紋理均勻程度和粗細程度的能量值，衡量圖像紋理復雜性的煤礦石熵值，反映圖像中像素灰度值在給定距離和方向上線性依賴關系的煤礦石相關性，和分別為灰度值為和的像素均值，和分別為灰度值為和的像素方差；

16、s4：將計算得到的檢測煤礦石對應的對比度數(shù)據(jù)、能量值數(shù)據(jù)、熵值數(shù)據(jù)和相關性數(shù)據(jù)，分別與數(shù)據(jù)庫中每個煤礦石對應的對比度數(shù)據(jù)、能量值數(shù)據(jù)、熵值數(shù)據(jù)和相關性數(shù)據(jù)進行比較，若檢測煤礦石的對應項數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中某個煤礦石對應項數(shù)據(jù)匹配，則判定兩個煤礦石在對應項上存在相似性；若兩個煤礦石在對比度、能量值、熵值和相關性四項上均存在相似性，則判定兩個煤礦石為同一種煤礦石類型。

17、優(yōu)選地，分析模塊進行下拋位置的分析步驟如下：

18、k1：對傳送帶上對應煤礦石的重量數(shù)據(jù)進行檢測，傳送帶與原料箱之間的高度差為，則煤礦石拋出后下落高度所需要的時間，為重力加速度；

19、k2：傳送帶的傳輸速度為，預設煤礦石在脫離傳送帶時受到空氣組件施加的水平作用力，則水平方向上的加速度，為煤礦石的質量數(shù)據(jù)；煤礦石水平位移達到后，風力不再作用，則，計算出的具體值；

20、k3：勻加速運動結束后，煤礦石的水平速度，勻速階段煤礦石的水平位移，下落的總時間；對應煤礦石種類的原料箱與傳送帶之間的水平距離，將時間代入，得到水平距離關于水平風力作用力的關系式；

21、k4：判定煤礦石種類后，獲取對應煤礦石種類原料箱與傳送帶之間的水平距離，并將水平距離數(shù)據(jù)代入水平距離與水平風力作用力的關系式中，得到對應水平距離的水平風力作用力數(shù)據(jù)，根據(jù)水平風力作用力數(shù)據(jù)生成風選調(diào)節(jié)信號，并將風選調(diào)節(jié)信號傳遞給執(zhí)行模塊。

22、優(yōu)選地，分析模塊進行輸出功率的調(diào)節(jié)步驟如下：

23、m1：氣流對煤礦石產(chǎn)生的水平風力作用力與氣流速度、氣流作用在煤礦石上的有效面積以及空氣密度有關，即，為比例系數(shù)；空氣組件的輸出功率與氣流的流量和總壓頭有關，即，為重力加速度；氣流流量與氣流速度和有效作用面積存在關系，即；總壓頭與氣流速度也存在一定的函數(shù)關系，即，為比例系數(shù)；

24、m2：綜上得到，氣流速度，推導出，即空氣組件的輸出功率與水平風力作用力的關系式。

25、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

26、1、通過偏心盤與連接桿相互配合，便于通過雙向電機使篩分板進行振動，提高了煤礦石分選的高效性，進而實現(xiàn)了根據(jù)礦物大小分選的功能，再通過空氣組件與視覺傳感器相互配合，便于對煤礦石種類進行分辨，提高了不同煤礦石分選的穩(wěn)定性，進而實現(xiàn)了不同煤礦石分類的功能，最終解決了煤礦石分選效果不佳與成本較高的問題；

27、2、通過分析模塊對煤礦石圖像數(shù)據(jù)的處理，計算出煤礦石的對比度、能量值、熵值和相關性等紋理特征數(shù)據(jù)，后通過與數(shù)據(jù)庫中已知煤礦石的相應數(shù)據(jù)對比，能精準判斷煤礦石種類，避免了傳統(tǒng)重選、浮選和磁選等方法在處理復雜煤礦石時的局限性，提高了煤礦石識別的準確性和可靠性；

28、3、通過分析模塊對煤礦石運動軌跡的精確預測，確保煤礦石能被準確分選到對應原料箱，減少了分選誤差，提高了分選的成功率和效率；建立氣流對煤礦石作用力、空氣組件輸出功率與氣流參數(shù)之間的數(shù)學關系，實現(xiàn)了根據(jù)煤礦石特性和分選需求對空氣組件輸出功率的智能調(diào)節(jié)，既保證煤礦石獲得足夠的風力實現(xiàn)準確分選，又避免了因風力過大或過小導致的分選失誤，提高了分選過程的穩(wěn)定性和能源利用效率。