[发明专利]一种煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法

权利要求书

1.一种煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、布置用于监控的硬件设备，具体过程为：

步骤101、在煤矿工作面转载机上布置视觉传感器和破碎机，并使视觉传感器直面转载机上的煤块被测区域，使破碎机位于视觉传感器与带式输送机的中间；将印有正方形黑白格的标定板放置于视觉传感器正前方，并使标定板与煤块被测区域平面平行；

步骤102、将激光雷达(5)安装在带式输送机传送带(3)的中间位置上方高为H的位置处，并使激光雷达(5)的扫描平面与带式输送机传送带(3)行进的方向垂直；

步骤103、在旋转编码器上安装一个滚轮，再将旋转编码器安装到带式输送机传送带(3)的下方并使滚轮与带式输送机传送带(3)相接触，使滚轮能够跟随带式输送机传送带(3)的运动而旋转；

步骤二、数据采集及传输：视觉传感器对煤矿工作面转载机上的煤块图像进行周期性采集，并将标定板拍到同一图像中，得到多幅包含有标定板的煤块图像并传输给上位计算机；激光雷达(5)扫描煤流外轮廓，得到煤流外轮廓各个特征点与激光雷达(5)之间的距离并传输给上位计算机，上位计算机记录各个特征点的编号和其与激光雷达(5)之间的距离；其中，第i个特征点与激光雷达(5)之间的距离记为l_ik；旋转编码器对带式输送机传送带(3)的带速进行检测并将检测到的带速传输给上位计算机；

步骤三、数据处理及带式输送机高效安全运行控制，具体过程为：

步骤301、上位计算机获取煤流外轮廓的特征点云数据；

步骤302、上位计算机对特征点云数据进行异常点剔除和未测点填补处理；

步骤303、上位计算机计算出激光雷达(5)扫描煤流外轮廓每帧的煤流截面的面积；

步骤304、上位计算机根据公式计算得到t_w时刻煤流的瞬时流量p(t_w)；其中，f为激光雷达(5)扫描煤流外轮廓的频率，ρ_b为煤流堆积密度，v(t_w)为t_w时刻带式输送机传送带(3)的带速，为t_w时刻煤流的瞬时截面面积；

步骤305、上位计算机根据公式计算得到煤流的累计流量P；其中，u为激光雷达(5)扫描煤流外轮廓得到的煤流截面的总个数；

步骤306、上位计算机判断煤料的累计流量P是否超过最大预设值M，当超过最大预设值M时，采用变频器并采用PID电机转速调节的方式控制带动带式输送机传送带(3)运行的电机加速，增加带动带式输送机传送带(3)的速度，使煤块顺利传送过去；当没有超过最大预设值M时，采用变频器调节带动带式输送机传送带(3)运行的电机的转速，使带式输送机传送带(3)以正常的工作速度运行。