一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统与方法
本发明涉及物料粒度检测，尤其涉及一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统与方法。
背景技术：
1、带式输送机是一种常用的物料输送设备，广泛应用于矿山、建筑材料、冶金、化工等行业。在许多工业生产过程中，对物料的粒度进行准确检测和控制是至关重要的。特别是对于颗粒状物料，其粒度特征对产品质量和生产效率有着直接的影响。
2、传统的带式输送机在颗粒状物料粒度检测方面存在一些技术难题。传统方法通常使用离线取样和实验室测试，这种方法耗时费力且延迟较大，无法实时监测物料粒度的变化。同时，由于带式输送机的连续性运输特性，使得传统的离线取样方法无法满足生产过程中对粒度的实时监测需求。因此，需要一种能够在带式输送机上实现实时颗粒状物料粒度检测的技术，以提高生产过程的自动化程度、监测粒度的准确性，并且能够及时调整生产参数以满足产品质量要求。
3、近年来，随着计算机视觉、传感器技术和数据处理能力的不断发展，基于图像处理和分析的物料粒度检测技术逐渐成为一种研究热点。通过安装相机和图像处理系统在带式输送机上，可以实时获取物料表面的图像信息，结合图像处理算法进行颗粒分析和粒度计算。
4、虽然利用计算机视觉可以快速的及时的获取物料表面信息，但是，一般带式输送机上颗粒状物料处于堆积、遮挡和凹凸不平的问题，对于物料粒度检测的准确性带来很大的影响，如何克服物料堆积、遮挡和凹凸不平对物料粒度检测造成的影响，是本发明所要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统与方法，在带式输送机对物料输送的过程中，通过振动装置将堆积的不规则物料重新分布，获取平整的物料表面来评估物料的粒度估计，具有检测精度高、检测速度快的优点。
2、为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案具体为：一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，包括多组拍摄装置、多组振动装置和带式输送机，所述带式输送机包括传送带和输送机支架，多组所述振动装置抵接所述传送带设置，多组所述振动装置沿所述带式输送机的输送方向依次间隔设置，所述拍摄装置设置在所述传送带的上方，多组所述拍摄装置沿所述带式输送机的输送方向依次间隔设置。
3、本发明在实际使用时：在进行使用时，传送带带动物料输送，物料输送至第一个拍摄装置下方时，第一个拍摄装置采集传送带上的物料进行拍摄，之后振动装置带动传送带上的物料振动翻转，使得下方的物料翻转至上方，之后下一处拍摄装置对翻转后的物料进行拍摄，之后重复上述过程，直至带式输送机将物料输送至终点，之后工作人员对采集到的图片进行分析。在带式输送机对物料输送的过程中，通过振动装置将堆积的不规则物料重新分布，获取平整的物料表面来评估物料的粒度估计，具有检测精度高、检测速度快的优点。
4、进一步地，所述拍摄装置包括安装架、平移驱动机构、装夹机构和相机，所述安装架设置在所述带式输送机上，所述平移驱动机构设置在所述安装架上，所述装夹机构设置在所述平移驱动机构的滑动端，所述装夹机构对所述相机夹持，所述平移驱动机构用于带动所述相机在水平面上移动。
5、通过采用上述技术方案，通过平移驱动机构能够带动相机在水平面移动，能够调整相机的拍摄位置，工作方式灵活。
6、进一步地，所述平移驱动机构包括第一驱动电机、传动齿轮组件、第一传动丝杆、导向杆、移动平台、第二驱动电机和第二传动丝杆，所述第一驱动电机设置在所述安装架上，所述第一传动丝杆转动设置在所述安装架上，所述第一传动丝杆的轴线呈水平设置，所述传动齿轮组件分别和第一驱动电机的输出轴和所述第一传动丝杆连接，所述导向杆设置在所述安装架上，所述导向杆和所述第一传动丝杆平行设置，所述第一传动丝杆螺纹穿设在所述移动平台上，所述导向杆穿设在所述移动平台上，所述第二驱动电机设置在移动平台上，所述第二传动丝杆同轴固定在所述第二驱动电机的输出轴上，所述第二传动丝杆的轴线水平设置，所述第二传动丝杆的轴线和所述第一传动丝杆的轴线垂直设置，所述第二传动丝杆螺纹穿设在所述装夹机构上。
7、通过采用上述技术方案，平移驱动机构进行工作时，第一驱动电机工作，通过传动齿轮组件带动第一传动丝杆转动，从而带动移动平台移动，第二驱动电机工作，带动第二传动丝杆转动，带动装夹机构以及相机同步移动，在第一驱动电机和第二驱动电机的共同作用下，能够实现相机在水平面的任意方向上移动，相机的调整范围大。
8、进一步地，所述装夹机构包括滑动板、调节螺杆、调节把手和夹持板，所述第二传动丝杆螺纹穿设在所述滑动板上，所述滑动板顶面和所述移动平台底面贴合，所述调节螺杆螺纹穿设在所述滑动板上，所述夹持板滑动设置在所述滑动板上，所述调节螺杆的一端和所述夹持板连接，所述调节把手固定在所述调节螺杆的另一端，所述夹持板和所述滑动板对所述相机的两侧夹持。
9、通过采用上述技术方案，便于相机在装夹机构上的拆装，且该装夹机构能够适用于不同规格尺寸的相机，装夹机构的应用范围广泛。
10、进一步地，所述拍摄装置还包括多个平行灯具，所述平行灯具设置在所述安装架上，所述平行灯具位于所述传送带上方。
11、通过采用上述技术方案，平行灯具能够提高相机的拍摄清晰度。
12、进一步地，所述振动装置包括振动箱、振动电机、减速器、凸轮轴和多个振动凸轮，所述振动箱设置在所述输送机支架上，所述振动电机和所述减速器设置在所述振动箱内，所述振动电机的输出端和所述减速器的输入端连接，所述凸轮轴转动设置在所述输送机支架上，所述凸轮轴和所述减速器的输出端连接，多个所述振动凸轮固定在所述凸轮轴上，所述振动凸轮抵接在所述传送带底部。
13、通过采用上述技术方案，振动装置工作时，振动电机通过减速器带动凸轮轴以及振动凸轮转动，振动凸轮转动时，会带动传送带呈周期性上下起伏运动，从而实现物料的振动翻转，将堆积的不规则物料重新分布，获取平整的物料表面来评估物料的粒度估计。
14、进一步地，所述振动箱包括箱体和箱盖，所述箱体设置在所述输送机支架上，所述振动电机和所述减速器设置在所述箱体内，所述箱盖翻转设置在所述箱体顶部，所述箱盖上设置有多个散热风扇。
15、通过采用上述技术方案，散热风扇便于对振动电机和减速器进行散热。
16、进一步地，所述拍摄装置拍摄所述传送带的区域为拍摄区域，所述振动装置振动所述传送带的区域为振动区域，所述拍摄区域和所述振动区域依次交错设置。
17、通过采用上述技术方案，振动装置不易对拍摄装置的拍摄产生干涉，能够保证拍摄装置拍摄的清晰度。
18、进一步地，所述带式输送机包括多个托辊，所述托辊上设置有速度编码器。
19、通过采用上述技术方案，通过速度编码器采集带式输送机的速度，通过带式输送机的速度和相机之间的距离计算下一个相机的拍摄时间。
20、为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了，一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统的使用方法，包括以下步骤：
21、s1、传送带带动物料输送，物料输送至第一个相机下方时，第一个相机采集传送带上的物料图片。
22、s2、传送带带动物料移动至振动装置上方，振动装置带动传送带上的物料振动翻转，使得下方的物料移动至上方。
23、s3、传送带带动物料移动至下一个相机下方，下一个相机对翻转后物料采集物料图片。
24、s4、重复s2至s3，直至物料输送完成。
25、s5、物料堆积分析：通过物料的颗粒大小在图片中的分布是否均匀来判断物料的均匀程度。
26、s6、物料整体粒度估计：依据物料堆积分析，选取多个相机拍摄的图片中物料堆积处于水平状态的图片中的物料大小分布作为整体物料的颗粒分布。
27、通过采用上述技术方案，在带式输送机对物料输送的过程中，通过振动装置将堆积的不规则物料重新分布，获取平整的物料表面来评估物料的粒度估计，具有检测精度高、检测速度快的优点。
28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
29、1、本发明通过设置多组振动装置和多组拍摄装置，在带式输送机对物料输送的过程中，通过振动装置将堆积的不规则物料重新分布，获取平整的物料表面来评估物料的粒度估计，具有检测精度高、检测速度快的优点。
30、2、本发明拍摄装置拍摄传送带的区域为拍摄区域，振动装置振动传送带的区域为振动区域，本发明拍摄区域和振动区域依次交错设置，振动装置不易对拍摄装置的拍摄产生干涉，能够保证拍摄装置拍摄的清晰度。
31、3、本发明的拍摄装置包括安装架、平移驱动机构、装夹机构和相机，安装架设置在带式输送机上，平移驱动机构设置在安装架上，装夹机构设置在平移驱动机构的滑动端，装夹机构对相机夹持，平移驱动机构用于带动相机在水平面上移动，能够调整相机的拍摄位置，工作方式灵活。
技术特征：
1.一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，包括多组拍摄装置(1)、多组振动装置(2)和带式输送机(3)，所述带式输送机(3)包括传送带(31)和输送机支架(32)，多组所述振动装置(2)抵接所述传送带(31)设置，多组所述振动装置(2)沿所述带式输送机(3)的输送方向依次间隔设置，所述拍摄装置(1)设置在所述传送带(31)的上方，多组所述拍摄装置(1)沿所述带式输送机(3)的输送方向依次间隔设置。
2.根据权利要求1所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述拍摄装置(1)包括安装架(11)、平移驱动机构(12)、装夹机构(13)和相机(14)，所述安装架(11)设置在所述带式输送机(3)上，所述平移驱动机构(12)设置在所述安装架(11)上，所述装夹机构(13)设置在所述平移驱动机构(12)的滑动端，所述装夹机构(13)对所述相机(14)夹持，所述平移驱动机构(12)用于带动所述相机(14)在水平面上移动。
3.根据权利要求2所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述平移驱动机构(12)包括第一驱动电机(121)、传动齿轮组件(122)、第一传动丝杆(123)、导向杆(124)、移动平台(125)、第二驱动电机(126)和第二传动丝杆(127)，所述第一驱动电机(121)设置在所述安装架(11)上，所述第一传动丝杆(123)转动设置在所述安装架(11)上，所述第一传动丝杆(123)的轴线呈水平设置，所述传动齿轮组件(122)分别和第一驱动电机(121)的输出轴和所述第一传动丝杆(123)连接，所述导向杆(124)设置在所述安装架(11)上，所述导向杆(124)和所述第一传动丝杆(123)平行设置，所述第一传动丝杆(123)螺纹穿设在所述移动平台(125)上，所述导向杆(124)穿设在所述移动平台(125)上，所述第二驱动电机(126)设置在所述移动平台(125)上，所述第二传动丝杆(127)同轴固定在所述第二驱动电机(126)的输出轴上，所述第二传动丝杆(127)的轴线水平设置，所述第二传动丝杆(127)的轴线和所述第一传动丝杆(123)的轴线垂直设置，所述第二传动丝杆(127)螺纹穿设在所述装夹机构(13)上。
4.根据权利要求3所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述装夹机构(13)包括滑动板(131)、调节螺杆(132)、调节把手(133)和夹持板(134)，所述第二传动丝杆(127)螺纹穿设在所述滑动板(131)上，所述滑动板(131)顶面和所述移动平台(125)底面贴合，所述调节螺杆(132)螺纹穿设在所述滑动板(131)上，所述夹持板(134)滑动设置在所述滑动板(131)上，所述调节螺杆(132)的一端和所述夹持板(134)连接，所述调节把手(133)固定在所述调节螺杆(132)的另一端，所述夹持板(134)和所述滑动板(131)对所述相机(14)的两侧夹持。
5.根据权利要求2所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述拍摄装置(1)还包括多个平行灯具(15)，所述平行灯具(15)设置在所述安装架(11)上，所述平行灯具(15)位于所述传送带(31)上方。
6.根据权利要求1所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述振动装置(2)包括振动箱(21)、振动电机(22)、减速器(23)、凸轮轴(24)和多个振动凸轮(25)，所述振动箱(21)设置在所述输送机支架(32)上，所述振动电机(22)和所述减速器(23)设置在所述振动箱(21)内，所述振动电机(22)的输出端和所述减速器(23)的输入端连接，所述凸轮轴(24)转动设置在所述输送机支架(32)上，所述凸轮轴(24)和所述减速器(23)的输出端连接，多个所述振动凸轮(25)固定在所述凸轮轴(24)上，所述振动凸轮(25)抵接在所述传送带(31)底部。
7.根据权利要求6所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述振动箱(21)包括箱体(211)和箱盖(212)，所述箱体(211)设置在所述输送机支架(32)上，所述振动电机(22)和所述减速器(23)设置在所述箱体(211)内，所述箱盖(212)翻转设置在所述箱体(211)顶部，所述箱盖(212)上设置有多个散热风扇(6)。
8.根据权利要求1所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述拍摄装置(1)拍摄所述传送带(31)的区域为拍摄区域，所述振动装置(2)振动所述传送带(31)的区域为振动区域，所述拍摄区域和所述振动区域依次交错设置。
9.根据权利要求1所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，所述带式输送机(3)包括多个托辊(33)，所述托辊(33)上设置有速度编码器(5)。
10.一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统的使用方法，适用于权利要求1-9任一项所述的一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本发明涉及物料粒度检测技术领域，尤其涉及一种带式输送机物料粒度多视觉检测系统与方法，包括多组拍摄装置、多组振动装置和带式输送机，带式输送机包括传送带和输送机支架，多组振动装置抵接传送带设置，多组振动装置沿带式输送机的输送方向依次间隔设置，拍摄装置设置在传送带的上方，多组拍摄装置沿带式输送机的输送方向依次间隔设置。在带式输送机对物料输送的过程中，通过振动装置将堆积的不规则物料重新分布，对带式输送机上物料的粒度进行实时检测，对其物料颗粒品质进行评价，具有检测精度高、检测速度快的优点。
技术研发人员：周公博,李春城,周坪,马天兵,刘年胜,江帆,贾路路,王锦超,王立兵,唐超权,张传生,王曙东
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23