阅读说明：本技术 一种智能化机器人选矿装置及其选矿方法 (Intelligent robot beneficiation device and beneficiation method thereof ) 是由 张晓波 周晓云 王一帆 于 2020-05-21 设计创作，主要内容包括：一种智能化机器人选矿装置及其选矿方法,其中所述选矿装置包括：输送机构,包括上层输送辊、下层输送辊及输送带单元,所述输送带分别与所述上层传送辊或所述下层传输辊抵接；振动给料机构,包括给料盘,所述给料盘的进料口对应所述输送机构的出料口；矿石排队机构；矿石识别机构,用于对矿石进行定位和体积识别的所述矿石识别机构在输送方向上位于所述矿石排队机构的后端；矿石抓取机械手机构,在输送方向上位于所述矿石识别机构的后端。本选矿装置采用排队装置对输送的矿石进行排队,采用射线感应装置和图像识别装置对矿石进行定位并计算大小,采用矿石抓取机械手对矿石进行抓取筛选,效率高、准确率高,减少人工成本,提高矿石质量。(An intelligent robot beneficiation device and a beneficiation method thereof, wherein the beneficiation device comprises: the conveying mechanism comprises an upper conveying roller, a lower conveying roller and a conveying belt unit, and the conveying belt is respectively abutted against the upper conveying roller or the lower conveying roller; the vibration feeding mechanism comprises a feeding disc, and a feeding hole of the feeding disc corresponds to a discharging hole of the conveying mechanism; an ore queuing mechanism; the ore identification mechanism is used for positioning and identifying the volume of ore and is positioned at the rear end of the ore queuing mechanism in the conveying direction; and the ore grabbing mechanical arm mechanism is positioned at the rear end of the ore recognition mechanism in the conveying direction. This ore dressing device adopts the device of lining up to line up the ore of carrying, adopts ray induction system and image recognition device to fix a position and calculate the size to the ore, adopts the ore to snatch the manipulator and snatch the screening to the ore, and is efficient, the rate of accuracy is high, reduces the cost of labor, improves the ore quality.)

一种智能化机器人选矿装置及其选矿方法

技术领域

本发明涉及矿石筛选机械设备领域，更具体的说涉及一种智能化机器人选矿装置及其选矿方法。

背景技术

为了保证在冶炼时的质量，都需要使用一定纯度的矿石，同时，为了充分的利用矿石，因此对矿石进行分选是一个重要的步骤。现在有的矿石筛选装置和方法中，都是采用人工筛选或者采用水作为分选介质。人工筛选费时费力，筛选效率低，而且容易筛选错；通过把矿石与水进行混合后，再进行筛选，需要使用大量的水资源，同时对水也产生了严重的污染，影响周围的环境。随着机器人技术以及计算机图形学技术的发展，对矿石进行精确定位并使用机械手抓取成为了可能。

发明内容

针对现有技术的不足之处本发明提供一种智能化机器人选矿装置及其选矿方法，本发明的智能化机器人选矿装置采用输送机构实现矿石的正反向输送、采用排队装置对输送的矿石进行排队，采用射线感应装置和图像识别装置对矿石进行定位并计算大小，采用矿石抓取机械手对矿石进行抓取实现筛选，该筛选方式效率高、准确率高，能够大大减少人工成本，提高矿石质量。

本发明的具体技术方案如下，一种智能化机器人选矿装置，包括：

输送机构，所述输送机构包括层叠设置的上层输送辊、下层输送辊及输送带单元，所述输送带单元包括沿输送方向延伸的输送带、分别位于所述输送带的前端和后端的两个传输大辊，且至少一个所述传输大辊能在输送方向上移动，使得所述输送带分别与所述上层传送辊或所述下层传输辊抵接；

振动给料机构，所述振动给料机构包括给料盘，所述给料盘的进料口对应所述输送机构的出料口；

矿石排队机构，所述矿石排队机构位于所述输送带输送起始处的上方；

矿石识别机构，用于对矿石进行定位和体积识别的所述矿石识别机构在输送方向上位于所述矿石排队机构的后端；

矿石抓取机械手机构，所述矿石抓取机械手机构安装于所述输送带上方，且在输送方向上位于所述矿石识别机构的后端。

作为本发明的优选，其中至少一个所述输送大辊为主动辊。

作为本发明的优选，所述给料盘的出料口处安装有水平设置的排列锯齿，所述排列锯齿包括沿垂直于输送方向并列设置的多个三角块。

由此，所述排列锯齿能够在矿石进入所述输送机构时对矿石进行初步排队。

作为本发明的优选，所述矿石排队机构包括沿垂直于输送方向设置的固定安装杆以及间隔安装于所述固定安装杆上的分隔单元，所述矿石排队机构在输送方向上至少安装一组；第一组所述矿石排队机构的所述分隔单元与所述三角块对应设置。

由此，所述分隔单元能够根据矿石的大小以及输送速度进行横向调节，以适应不同的条件的选矿要求。

作为本发明的优选，所述矿石识别机构包括用于对矿石的位置和数量信息进行获取的射线感应单元、用于对矿石的位置和体积信息进行获取的图像识别单元，所述射线感应单元和图像识别单元在输送方向上顺序设置。

所述射线感应装置用于对矿石进行初步定位以及对有效矿石和无效矿石的数量进行计算比较，再由所述图像识别装置对较少的有效矿石或无效矿石进行精确定位以及体积识别，将矿石的数据传送至控制器供后续抓取选矿使用。

作为本发明的优选，所述矿石抓取机械手机构包括动力分配单元、位于所述动力分配单元下方的水平连接法兰、连接于所述动力分配单元和所述水平连接法兰之间的连接提升杆以及安装于所述水平连接法兰下方的夹爪，所述动力分配单元用于驱动所述夹爪在空间内移动。

由此，所述夹爪由所述动力分配单元吊装的方式进行移动并抓取，移动速度快、提升能力强；所述连接提升杆采用三组，选矿效率更高。

作为本发明的优选，所述矿石抓取机械手机构至少安装有一组，且每一组所述矿石抓取机械手机构的侧方设置有与所述输送带对应的滚落斗。

所述矿石抓取机械手机构能够根据矿石数量在输送方向上进行增减，以满足选矿需求。

作为本发明的优选，所述滚落斗沿输送方向位于所述输送带的两侧，且滚落路径由所述输送带上层侧边至所述输送带下层上方。

由此，由所述矿石抓取机械手抓取的矿石放入所述滚落斗，能够由所述输送带上层滚落至下层，从而由所述输送带下层进行反向输送。

作为本发明的优选，所述下层输送辊支撑带动的所述输送带的上方设置有与所述输送带对应的下料挡条。

由此，由所述输送带下层输送选出的矿石在所述下料挡条的作用下向所述输送带侧边移动实现下料；所述下料挡条能够由中间向两边输送方向前方倾斜实现两侧下料，也可以是单向倾斜实现单侧下料。

本实施方式还公开了一种智能化机器人选矿装置的选矿方法，包括如下步骤：

将矿石放入所述振动给料机(2)，矿石通过所述振动给料机(2)的振动被输送至所述输送机构上(1)；

矿石进入由所述上层输送辊(11)支撑带动的所述输送带(13)上进行输送，所述矿石排队机构(3)根据矿石的尺寸及输送速度对矿石进行横向调节，实现对矿石的排队处理；

将排队处理后的矿石输送至所述矿石识别机构内(4)，通过射线感应单元(41)对有效矿石和无效矿石的数量进行比较，并且对数量较少的矿石进行初步定位；通过图像识别装置(42)对初步定位后的矿石进行精确定位以获取矿石的理论位置数据以及体积识别数据，将理论位置数据传送至控制器，并根据所述输送带(13)的传送速度获取矿石的实时位置数据；

将矿石输送至与所述矿石抓取机械手机构对应的位置(5)，所述矿石抓取机械手机构(5)通过所述控制器提供的矿石实时位置数据对矿石进行抓取；

将被抓取的矿石移动至与所述矿石抓取机械手机构(5)对应的滚落斗(6)，矿石滚落至所述下层输送辊(12)支撑带动的所述输送带(13)进行反向输送；

所述下层输送辊(12)输送的矿石在下料挡条(7)的阻挡下向所述输送带(13)侧面移动实现下料。

由此，所述射线感应单元对数量较少的矿石进行识别定位，能够减少计算量并且减小所述矿石抓取机械手的工作压力，并且提高工作效率；而有效矿石和无效矿石的数量比较在所述矿石抓取机械手机构工作之前一段时间进行计算，在该时间段所述射线感应单元和所述图像识别单元对有效矿石和无效矿石均进行计算定位；此外，对有效矿石或无效矿石的计算定位也可由人工输入，即使输入的矿石数量较多，也会识别并抓取较多的矿石。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明的智能化机器人选矿装置及其选矿方法采用排队机构对输送的矿石进行排队，采用射线感应单元和图像识别单元对矿石进行定位并计算大小，采用矿石抓取机械手机构对矿石进行抓取实现筛选，该筛选方式效率高、准确率高，能够大大减少人工成本，提高矿石质量。

附图说明

图1为本发明智能化机器人选矿装置的立体图；

图2为本发明智能化机器人选矿装置的俯视图；

图3为本发明智能化机器人选矿装置的主视图；

图4为本发明智能化机器人选矿装置中间部位的右视图；

图中，1-输送架、11-上层输送辊、111-输送大辊、12-下层输送辊、13-输送带、2-振动给料机、21-给料盘、22-排列锯齿、221-三角块、3-矿石排队装置、31-固定安装杆、32-分隔单元、4-矿石识别柜、41-射线感应装置、42-图像识别装置、5-矿石抓取机械手、51-动力分配装置、52-水平连接法兰、53-连接提升杆、54-夹爪、6-滚落斗、7-下料挡条。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4，一种智能化机器人选矿装置，包括：

输送机构1，输送机构1包括层叠设置的上层输送辊11、下层输送辊12及输送带单元，所述输送带单元包括沿输送方向延伸的输送带13、分别位于所述输送带13的前端和后端的两个传输大辊111，且至少一个所述传输大辊111能在输送方向上移动，使得所述输送带分别与所述上层传送辊11或所述下层传输辊12抵接；

振动给料机构2，振动给料机构2包括给料盘21，给料盘21的进料口对应所述输送机构1的出料口；

矿石排队机构3，矿石排队机构3位于所述输送带13输送起始处的上方；

矿石识别机构4，用于对矿石进行定位和体积识别的所述矿石识别机构4在输送方向上位于所述矿石排队机构3的后端；

矿石抓取机械手机构5，矿石抓取机械手机构5安装于输送带13上方，且在输送带13输送方向上位于矿石识别机构4的后端。

振动给料机2将矿石输送到输送架1后，所述输送带13将矿石输送至矿石排队机构的进料口处，所述矿石排队机构3将矿石进行排队，以方便矿石识别柜4对排队后的矿石进行识别定位，并且方便后续的矿石抓取机械手机构5对矿石进行抓取选矿，整个选矿方式精确度高并且效率高，能够大大节省选矿成本。

具体地，本实施方式中的正向传输方向为由右向左，反向传输方向为由左向右。

如图1、图2、图3所示，所述上层输送辊11和下层输送辊12分别包括多个设置在水平面上的辊子，每个所述辊子沿垂直于输送方向延伸，且多个所述辊子沿输送方向间隔排列。在一些实施例中，所述辊子与棍子之间设置的间距和数量等参数可根据实际需求适应性调整，此处不做限制和累述。具体地，所述输送带13在水平面上用于对矿石进行承载，优选地所述输送带13的前端延伸至所述振动给料机构2的出料口处、所述输送带13的的后端延伸至所述矿石抓取机械手机构5的后端。所述输送带13的前端和后端分别设置有传输大辊111，且至少一个所述传输大辊111是主动辊，从而能够为所述输送带13提供动力输出。优选地，位于所述输送带13前端的所述大辊111在输送方向上向右运动，实现所述输送带13的张紧状态；或，位于所述输送带13前端的所述大辊111在输送方向上向左运动，实现所述输送带13的松弛状态。

由此，缩短输送大辊111之间的间距能够使输送带13下层松弛至下层输送辊12上方，能够进行反向输送。上述的结构设置在一套装置上，通过调整所述输送带13与输送辊的配合，实现对矿石的正反向输送，一方面节省了额外反向输送机构的提供，降低生产成本，另一方面节省了安装空间，实现机构的紧凑化设计，结构优化。

如图1、图2、图3，给料盘21的出料口处安装有水平设置的排列锯齿22，优选地排列锯齿22由不少于3个沿垂直于输送方向并排安装的三角块221组成。优选地，所述三角块221的截面呈等腰或等边三角形状，每个所述三角块221沿输送方向对称设置。所述三角块221的材质采取硬质金属或大理石制成，在矿石的排队过程中，矿石与所述三角块221接触会造成三角块221的磨损，通过上述材料的设置，能够延长三角块221的使用寿命。

由此，排列锯齿22能够在矿石进入输送机构1时对矿石进行初步排队。

如图1、图2、图3，矿石排队机构3包括沿垂直于输送方向设置的固定安装杆31以及间隔安装于固定安装杆31上的分隔单元32，矿石排队机构3在输送方向上至少安装一组；第一组矿石排队装机构3的分隔单元32位置与三角块221对应设置。具体地，所述固定安装杆31架设在所述输送带13的上方。所述分隔单元32包括多个分隔块，优选地所述分隔块等距分布在所述固定安装杆31上并朝向所述输送带13方向设置。

由此，矿石通过所述输送带13由所述矿石排队机构3的进料端输送至出料端，分隔单元32能够根据矿石的大小以及输送速度进行横向调节，以适应不同的条件的选矿要求。

如图1、图2、图3，矿石识别机构4用于对矿石的位置和数量信息进行获取的射线感应单元41、用于对矿石的位置和体积信息进行获取的图像识别单元42，所述射线感应单元41和图像识别单元42在输送方向上顺序设置。

射线感应装置41用于对矿石进行初步定位以及对有效矿石和无效矿石的数量等数据进行计算比较，再由图像识别装置42对较少的有效矿石或无效矿石进行精确定位以及体积识别等数据进行获取，将矿石的数据传送至控制器供后续抓取选矿使用。

如图1、图2、图3、图4，矿石抓取机械手5机构包括动力分配单元51、位于动力分配单元51下方的水平连接法兰52、连接于动力分配单元51和水平连接法兰52之间的连接提升杆53以及安装于水平连接法兰52下方的夹爪54，所述动力分配单元51用于驱动所述夹爪在空间内移动。优选地，在一些实施例中，所述夹爪54在动力分配装置51的作用下具备水平以及上下移动的动作。

由此，夹爪54由动力分配单元51吊装的方式进行移动并抓取，移动速度快、提升能力强；连接提升杆53采用三组，选矿效率更高。

如图1、图2、图3、图4，矿石抓取机械手机构5至少安装有一组，且每一组矿石抓取机械手5机构的侧方设置有与所述输送带(13)对应的滚落斗6。

矿石抓取机械手机构5能够根据矿石数量在输送方向上进行增减，以满足选矿需求。

如图1、图2、图3、图4，滚落斗6沿输送方向位于所述输送带(13)的两侧，且滚落路径由输送带13上层侧边至输送带13下层上方。具体地，在竖直方向上，所述滚落斗的入料口位于所述输送带(13)上层的下方，出料口位于所述输送带(13)下层的上方。

由此，由矿石抓取机械手机构5抓取的矿石放入滚落斗6，能够由输送带13上层滚落至下层，从而由输送带13下层进行反向输送。

如图2、图3，下层输送辊12支撑带动的输送带13上方安装有下料挡条7。优选地，所述下料挡条7设置在所述输送带13的上层与下层之间，且能够在输送方向上对所述输送带13下层上承载的矿石进行阻挡。

由此，由输送带13下层输送选出的矿石在下料挡条7的作用下向输送带13侧边移动实现下料；下料挡条7能够由中间向两边输送方向前方倾斜实现两侧下料，也可以是单向倾斜实现单侧下料。

如图1、图2、图3、图4，一种智能化机器人选矿装置的选矿方法，包括如下步骤：

将矿石放入所述振动给料机2，所述振动给料机2用于承接所述矿石的部分会相对所述矿石振动，矿石通过上述的振动动作动所述振动给料机2上被输送至所述输送机构上1；

矿石进入由所述上层输送辊11支撑带动的所述输送带13上进行输送(此时所述输送带为正向传输)，所述矿石排队机构3对进入其入料口的矿石进行排序，具体为根据矿石的尺寸及输送速度对矿石进行横向调节，实现对矿石的排队处理，并将排队处理后的矿石由矿石排队机构3的出料口输出；

将矿石排队机构3的出料口输出的矿石由所述输送矿石识别机构4的入料口输入至所述矿石识别机构内4，通过射线感应单元41对有效矿石和无效矿石的数量进行比较，并且对数量较少的矿石进行初步定位；通过图像识别装置42对初步定位后的矿石进行精确定位以获取矿石的理论位置数据以及体积识别数据，将理论位置数据传送至控制器，并根据所述输送带(13)的传送速度获取矿石的实时位置数据，将获取理论位置数据后的矿石由所述矿石识别机构4的出料口输出；

将矿石识别机构4的出料口输出由所述矿石抓取机械手机构5的入料口输入所述矿石抓取机械手机构内，直至矿石被输送至与所述矿石抓取机械手机构对应的位置5，所述矿石抓取机械手机构5通过所述控制器提供的矿石实时位置数据朝向矿石运动并对矿石进行抓取；

将被抓取的矿石移动至与所述矿石抓取机械手机构5对应的滚落斗6，所述矿石抓取机械手机构5释放矿石，矿石首先落入所述滚落斗6内，然后通过滚落斗6掉落至所述下层输送辊12支撑带动的所述输送带13上进行反向输送；

所述下层输送辊12输送的矿石在下料挡条7的阻挡下向所述输送带13侧面移动实现下料。

由此，射线感应单元41对数量较少的矿石进行识别定位，能够减少计算量并且减小矿石抓取机械手机构5的工作压力，并且提高工作效率；而有效矿石和无效矿石的数量比较在矿石抓取机械手机构5工作之前一段时间进行计算，在该时间段射线感应单元41和图像识别单元42对有效矿石和无效矿石均进行计算定位；此外，对有效矿石或无效矿石的计算定位也可由人工输入，即使输入的矿石数量较多，也会识别并抓取较多的矿石。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。