一种井下带式输送机的控制系统及使用方法

文档序号:1947009 发布日期:2021-12-10 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种井下带式输送机的控制系统及使用方法 (Control system of underground belt conveyor and use method ) 是由 魏强 王梦潇 刘朋 陈仰镇 羿福宾 邱富强 于 2021-11-11 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种井下带式输送机的控制系统,包括跑偏超限检测模块、纠偏控制模块、张紧强度检测模块和纠偏高度调节模块,所述跑偏超限检测模块对输送带是否发生跑偏故障进行检测,所述纠偏控制模块包括纠偏辊组件,所述纠偏辊组件对输送带进行纠偏控制,所述张紧强度检测模块用于纠偏后输送带张紧度的检测,所述纠偏高度调节模块在所述纠偏控制模块纠偏控制的同时对输送带进行张紧控制,本发明通过对纠偏辊组件两侧辊边的位移的测量,避免因纠偏辊不对称运动导致纠偏失败甚至加重跑偏故障的情况,对输送带进行纠偏控制,且在纠偏过程中保证输送带的张力控制,避免输送带在纠偏后因张紧强度变化产生再次跑偏或打滑的现象。(The invention discloses a control system of a down-hole belt conveyor, which comprises an over-limit deviation detection module, a deviation correction control module, a tensioning strength detection module and a deviation correction height adjustment module, wherein the over-limit deviation detection module detects whether a deviation fault occurs to a conveyor belt, the deviation correction control module comprises a deviation correction roller assembly, the deviation correction roller assembly performs deviation correction control on the conveyor belt, the tensioning strength detection module is used for detecting the tension degree of the conveyor belt after deviation correction, and the deviation correction height adjustment module performs tension control on the conveyor belt at the same time of the deviation correction control module. The phenomenon that the conveying belt deviates or slips again due to the change of the tension strength after deviation rectification is avoided.)

一种井下带式输送机的控制系统及使用方法

技术领域

本发明涉及带式输送机技术领域,具体为一种井下带式输送机的控制系统及使用方法。

背景技术

带式输送机是井下应用最多的一种连续运输设备,而输送带跑偏是最容易发生的一种故障,输送带发生跑偏故障会直接导致带式输送机无法正常运行,利用图像处理和计算机视觉技术能够实现对输送带跑偏故障的检测,减轻工作人员的负担。在对带式输送机的输送带进行跑偏控制的过程中,纠偏辊的精准运动是纠偏效果良好的前提,在输送带运动的过程中,输送带对纠偏辊的长期冲击作用,容易导致纠偏辊发生人工难以识别的偏移或形变,且输送带在纠偏后,因输送带自身的松弛或运动轨迹改变等因素,输送带在纠偏后其张紧强度会发生改变,导致输送带容易再次跑偏甚至打滑的现象,从而无法保证对输送带跑偏的控制,因此,针对上述问题提出一种井下带式输送机的控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下带式输送机的控制系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种井下带式输送机的控制系统,包括跑偏超限检测模块、视频图像采集模块、图像数据处理模块、纠偏控制模块、张紧强度检测模块和纠偏高度调节模块,所述跑偏超限检测模块基于输送带发生跑偏故障的最大跑偏范围,对输送带是否发生跑偏故障进行检测;所述视频图像采集模块用于对输送带的图像信息进行采集;所述图像数据处理模块将所述视频图像采集模块采集的输送带图像信息进行处理和特征提取,并根据得到的输送带边缘直线特征判断输送带跑偏的方向;所述纠偏控制模块包括纠偏辊组件,所述纠偏辊组件基于所述图像数据处理模块提取的特征,通过所述纠偏辊组件的角度调整对输送带进行纠偏控制;所述张紧强度检测模块用于所述纠偏控制模块纠偏后输送带张紧度的检测,并将输送带张紧度变化数据进行记录;所述纠偏高度调节模块与所述纠偏控制模块连接,所述纠偏高度调节模块根据所述张紧强度检测模块得出的数据,对输送纠偏控制模块的高度进行调整,在所述纠偏控制模块纠偏控制的同时对输送带进行张紧控制。

进一步的,所述跑偏超限检测模块还包括红外线检测组件、防掉辊组件和报警器组件,所述报警器组件基于红外线检测组件的信号进行报警。

进一步的,所述红外线检测组件和防掉辊组件呈对称分布在输送带的两侧,单侧所述红外线检测组件与输送带边缘的正常距离为输送带带宽的5%。

进一步的,所述纠偏控制模块还包括纠偏动力机构和纠偏辊轴杆,所述纠偏动力机构的主轴末端设置有传动套筒,所述传动套筒设置在纠偏辊轴杆的中心外侧,所述纠偏辊轴杆穿设在纠偏辊组件的内侧。

进一步的,所述纠偏控制模块还包括辊边位移检测滑块,所述辊边位移检测滑块的内侧设置有转块组件,所述纠偏辊轴杆与转块组件之间设置有限位杆件,所述限位杆件的外侧设置有第一弹簧组件。

进一步的,所述辊边位移检测滑块的两端设置有第二弹簧组件,所述辊边位移检测滑块与第二弹簧组件的内侧均穿设有导杆组件,所述辊边位移检测滑块的侧边设置有位移传感器组件。

进一步的,所述纠偏高度调节模块还包括液压升降组件和输送带变向组件,所述输送带变向组件呈对称分布在纠偏控制模块两侧。

进一步的,所述张紧强度检测模块包括张紧力检测传感器、张紧弹簧组件和张紧轮组件,所述张紧力检测传感器、张紧弹簧组件均设置在张紧轮组件的上方。

本发明还提供了一种井下带式输送机的控制系统的使用方法,具体步骤如下:

步骤一,输送带首先穿过跑偏超限检测模块,使跑偏超限检测模块对输送带是否发生跑偏故障进行检测;

步骤二,之后视频图像采集模块对输送带进行视频摄像,对输送带的图像信息进行采集,并将采集数据发送至图像数据处理模块;

步骤三,启动图像数据处理模块对采集数据进行处理与特征提取,并对提取出的输送带边缘直线特征进行计算,并将计算后的数据发送至纠偏控制模块;

步骤四,纠偏控制模块根据输送带边缘直线特征,通过纠偏辊组件角度的调节对输送带进行纠偏;

步骤五,最后张紧强度检测模块对纠偏后的输送带的张紧强度进行检测,纠偏高度调节模块通过检测数据,将液压升降组件启动并带动纠偏控制模块的高度进行调节,在纠偏的同时对输送带进行张紧控制。

与现有技术相比,本发明通过跑偏超限检测模块对输送带是否发生跑偏故障进行检测与报警,通过视频图像采集模块与图像数据处理模块对输送带的跑偏进行确定,使对输送带跑偏的检测更加方便准确,而纠偏控制模块对输送带进行纠偏,且在纠偏过程中,通过对两侧辊边位移检测滑块的位移的测量,在纠偏过程中,可实时对纠偏辊轴杆是否对称运动进行检测,保证纠偏辊轴杆的中心对称运动,在输送带长期的冲击作用后,避免因纠偏辊轴杆不对称运动导致纠偏失败甚至加重跑偏故障的情况。

与现有技术相比,本发明的张紧强度检测模块会对纠偏后的输送带的张紧强度变化进行检测,纠偏高度调节模块会根据张紧强度的变化,带动纠偏控制模块的高度位置进行改变,将输送带撑起,实现在纠偏过程中保证输送带的张力控制,避免输送带在纠偏后因张紧强度变化产生再次跑偏或打滑的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的安装结构示意图。

图3为本发明的跑偏超限检测模块的结构示意图。

图4为本发明的纠偏控制模块的结构示意图。

图5为本发明的纠偏高度调节模块的结构示意图。

图中:1、跑偏超限检测模块;2、红外线检测组件;3、报警器组件;4、防掉辊组件;5、纠偏控制模块;6、纠偏动力机构;7、传动套筒;8、纠偏辊轴杆;9、纠偏辊组件;10、限位杆件;11、第一弹簧组件;12、转块组件;13、辊边位移检测滑块;14、导杆组件;15、位移传感器组件;16、第二弹簧组件;17、纠偏高度调节模块;18、液压升降组件;19、输送带变向组件;20、视频图像采集模块;21、图像数据处理模块;22、张紧强度检测模块;23、张紧力检测传感器;24、张紧弹簧组件;25、张紧轮组件。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明,基于本发明中的具体实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式,都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-5,本发明提供了一种井下带式输送机的控制系统,其包括跑偏超限检测模块1、视频图像采集模块20、图像数据处理模块21、纠偏控制模块5、张紧强度检测模块22和纠偏高度调节模块17,所述跑偏超限检测模块1基于输送带发生跑偏故障的最大跑偏范围,对输送带是否发生跑偏故障进行检测;所述视频图像采集模块20用于对输送带的图像信息进行采集;所述图像数据处理模块21将所述视频图像采集模块20采集的输送带图像信息进行处理和特征提取,并根据得到的输送带边缘直线特征判断输送带跑偏的方向;所述纠偏控制模块5包括纠偏辊组件9,所述纠偏辊组件9基于所述图像数据处理模块21提取特征,通过所述伸缩纠偏辊组件9的角度调整对输送带进行纠偏控制;所述张紧强度检测模块22用于所述纠偏控制模块5纠偏后输送带张紧度的检测,并将输送带张紧度变化数据进行记录;所述纠偏高度调节模块17与所述纠偏控制模块5连接,所述纠偏高度调节模块17根据所述张紧强度检测模块22得出的数据,对输送纠偏控制模块的高度进行调整,在所述纠偏控制模块5纠偏控制的同时对输送带进行张紧控制。

具体的,所述跑偏超限检测模块1还包括红外线检测组件2、防掉辊组件4和报警器组件3,所述报警器组件基于红外线检测组件2的信号进行报警。

具体的,所述红外线检测组件2和防掉辊组件4呈对称分布在输送带的两侧,单侧所述红外线检测组件2与输送带边缘的正常距离为输送带带宽的5%。

具体的,所述纠偏控制模块5还包括纠偏动力机构6和纠偏辊轴杆8,所述纠偏动力机构6的主轴末端设置有传动套筒7,所述传动套筒7设置在纠偏辊轴杆8的中心外侧,所述纠偏辊轴杆8穿设在纠偏辊组件9的内侧。

具体的,所述纠偏控制模块5还包括辊边位移检测滑块13,所述辊边位移检测滑块13的内侧设置有转块组件12,所述纠偏辊轴杆8与转块组件12之间设置有限位杆件10,所述限位杆件10的外侧设置有第一弹簧组件11。

具体的,所述辊边位移检测滑块13的两端设置有第二弹簧组件16,所述辊边位移检测滑块13与第二弹簧组件16的内侧均穿设有导杆组件14,所述辊边位移检测滑块13的侧边设置有位移传感器组件15。

具体的,所述纠偏高度调节模块17还包括液压升降组件18和输送带变向组件19,所述输送带变向组件19呈对称分布在纠偏控制模块5两侧。

具体的,所述张紧强度检测模块22包括张紧力检测传感器23、张紧弹簧组件24和张紧轮组件25,所述张紧力检测传感器23、张紧弹簧组件24均设置在张紧轮组件25的上方。

通过采用上述技术方案:本发明中,通过跑偏超限检测模块1对输送带是否发生跑偏故障进行检测与报警,通过视频图像采集模块20与图像数据处理模块21对输送带的跑偏进行确定,使对输送带跑偏的检测更加方便准确,而纠偏控制模块5对输送带进行纠偏,且在纠偏过程中,通过对两侧辊边位移检测滑块13的位移的测量,在纠偏过程中,可实时对纠偏辊轴杆8是否对称运动进行检测,保证纠偏辊轴杆8的中心对称运动,在输送带长期的冲击作用后,避免因纠偏辊轴杆8不对称运动导致纠偏失败甚至加重跑偏故障的情况;本发明中,张紧强度检测模块22会对纠偏后的输送带的张紧强度变化进行检测,纠偏高度调节模块17会根据张紧强度的变化,带动纠偏控制模块5的高度位置进行改变,将输送带撑起,实现在纠偏过程中保证输送带的张力控制,避免输送带在纠偏后因张紧强度变化产生再次跑偏或打滑的现象。

需要说明的是,本发明提供的一种井下带式输送机的控制系统的使用方法,包括以下步骤:输送带首先穿过跑偏超限检测模块1,跑偏超限检测模块1内的红外线检测组件2发射红外线光束,在输送带发生跑偏故障且对红外线光束遮挡后,使报警器组件3发出警报,实现输送带跑偏故障发生后的报警。之后视频图像采集模块20对输送带进行视频摄像,对输送带的图像信息进行采集,并将采集数据发送至图像数据处理模块21,图像数据处理模块21采用Canny算法对采集数据进行处理与特征提取,提取出的输送带边缘直线特征,纠偏控制模块5根据输送带边缘直线特征,先将纠偏动力机构6启动,纠偏动力机构6通过传动套筒7带动纠偏辊轴杆8进行角度的调整,此时纠偏辊组件9不再与输送带的运动方向垂直,在纠偏辊组件9的带动下,将输送带的运动方向进行改变,实现对输送带的纠偏控制,纠偏辊轴杆8在进行角度调整后,会通过限位杆件10与转块组件12带动辊边位移检测滑块13的滑动,通过位移传感器组件15对两侧的辊边位移检测滑块13的滑动距离进行检测,在检测结果相同时,即纠偏辊轴杆8为中心对称运动,纠偏方向未发生误差,在对输送带纠偏后,张紧强度检测模块22对纠偏后的输送带进行张紧力强度的检测,在张紧弹簧组件24的弹力下带动张紧轮组件与输送带贴合,张紧力检测传感器23通过对张紧轮组件25的受力变化进行测量,即可得出输送带的张紧强度变化,纠偏高度调节模块17会根据测量结果,将液压升降组件18启动,使液压升降组件18件带动纠偏控制模块5的高度进行调节,将输送带撑起,在对输送带进行纠偏的同时,对输送带进行张紧强度控制。

实施例2

输送带在带式输送机上使用时,输送带跑偏5%即会发生输送带跑偏故障,在此状态下,输送带的磨损增加甚至会发生拖带等状况,在本系统中,跑偏超限检测模块1会对输送带是否发生跑偏故障进行检测,当输送带跑偏5%以上后,输送带会首先达到跑偏超限检测模块1内红外线检测组件2之间,对红外线检测组件2发出的红外线光束进行遮挡,之后输送带与防掉辊组件4接触,防掉辊组件4会对输送带进行限位,避免输送带继续跑偏或输送带掉带的现象,而报警器组件3在红外线检测组件2发出的红外线光束被遮挡后,发出警报,提示操作人员跑偏故障的发生,需要对带式输送机进行停机维护。

实施例3

输送带长期与纠偏辊组件9接触,输送带运动时长期对纠偏辊组件9施加不稳定的冲击力,导致纠偏辊轴杆8的形变弯曲,造成纠偏不精准,在正常纠偏的过程中,纠偏辊轴杆8带动纠偏辊组件9进行角度的偏移,纠偏辊轴杆8在偏移后,会通过限位杆件10与转块组件12带动辊边位移检测滑块13的滑动,通过位移传感器组件15对两侧的辊边位移检测滑块13的滑动距离进行实时检测,当输送带的冲击力造成纠偏辊轴杆8形变或弯曲后,在未进行纠偏的过程中,在两侧第二弹簧组件16的对称弹力下带动辊边位移检测滑块13进行复位,通过第一弹簧组件11的弹力使纠偏辊轴杆8与辊边位移检测滑块13相互垂直,从而进行纠偏辊轴杆8与辊边位移检测滑块13的复位,纠偏辊轴杆8的弯曲会带动一侧辊边位移检测滑块13进行一定的位移,在纠偏过程中,纠偏辊轴杆8在纠偏时的角度偏移,带动两侧的辊边位移检测滑块13进行不同的位移,即在纠偏辊轴杆8形变或弯曲后,两侧的位移传感器组件15检测的数据不再相同,通过对两侧位移传感器组件15检测数据的对比,从而实现在纠偏辊轴杆8发生形变弯曲后及时报错,避免纠偏时误差影响纠偏的准确性。

实施例4

在对输送带纠偏后,张紧强度检测模块22内的张紧弹簧组件24带动张紧轮组件25与纠偏后的输送带贴合,通过张紧力检测传感器23对张紧轮组件25的受力变化进行检测,从而实现对输送带的张紧强度变化进行检测,并根据实际作业情况,设定输送带正常工作时张紧强度阈值,当输送带被检测出其张力超出阈值并进行变化后,纠偏高度调节模块17内的液压升降组件18会启动并伸长,带动纠偏控制模块5向下运动,通过输送带变向组件19将输送带撑起,对输送带的张力进行调节,避免张力过大导致纠偏后的输送带再次跑偏或打滑的现象,而当张力变小后,液压升降组件18会带动纠偏控制模块5逐渐复位,从而避免输送带过紧,在对输送带进行纠偏控制的同时,对输送带进行张紧强度的控制,当张紧强度检测模块22无法检测到输送带的张紧强度时,即输送带可能存在断带或未安装,此时液压升降组件18会启动并缩短,带动纠偏控制模块5向上收起,方便对输送带的重新安装或续带。

以上所述仅为本发明优选的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,对于本技术领域的普通技术人员来说,在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,均应视为本发明的保护范围。

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