[发明专利]一种矿用煤流量激光三角测量装置及测量方法

说明书

一种矿用煤流参数监测装置及测量方法，适用于煤矿井下使用。包括防爆箱体、检测装置、控制模块和电源模块，其中检测装置由CCD相机直线移动机构和激光器角度旋转机构组成，检测装置、控制模块和电源模块都设置在防爆箱体内部，防爆箱体底部开有窗口且窗口上设有视窗玻璃；控制模块通过线路与上位机PC通讯，根据实际情况实时调控CCD相机与激光器的距离、激光器的角度，实现参数的自主调节，使测得的煤流量测量精度更高。其结构简单、使用方便、安全可靠、便于调节，不仅减少了劳动力，而且大大提高了数据分析的精确性与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种测量装置及测量方法，尤其适用于一种煤矿井下使用的矿用煤流量激光三角测量装置及测量方法。

背景技术

目前，皮带机、刮板机等连续运输设备在煤炭生产过程中起着至关重要的作用，因其具有运量大、运距远、能耗小、运费低、效率高等优点，不仅提高了生产效率，而且降低了劳动成本。煤流量是煤炭运输过程中皮带机或刮板机上煤堆体积的表征之一，如果煤流量过大，则会造成运输设备的磨损，导致运输设备寿命缩短，严重时甚至会威胁矿井下工作人员的生命安全；而煤流量过小则会降低煤炭的运输和生产效率。

激光三角法被广泛的应用于工业中各领域，在煤流量监测领域也具有广阔的应用前景。采用基于视觉的激光三角法替代电子皮带秤、核子皮带秤等测量方法，具有非接触性、安全性高、可靠性高、适应性强等优点。在利用激光三角法监测煤流参数时，CCD相机与激光器之间距离d、激光器投射角度β等参数对于煤流量的准确测量具有非常重要的影响。然而，当前在利用激光三角法测量的实际操作中，是通过手动调节d、β等参数来达到目的，这极大的阻碍了煤流量监测装置的适用范围和测量效率。因此，为了提高煤流量监测的高效性和实时性，迫切需要提出一种参数自动调节、适用范围更广的矿用煤流量激光三角测量装置。

发明内容

本发明针对上述技术的现有不足之处，提供了一种结构简单、使用方便、安全可靠能够根据结构光法获取皮带机或刮板机上煤堆的三维形貌特征，判断其煤流量，以此作为调节皮带机或刮板机速度的依据。并且能够自主调节自变量参数为最佳数值，使获得的实时煤流量更加精准的矿用煤流量激光三角测量装置及测量方法。

为实现上述技术目的，本发明的矿用煤流量激光三角测量装置，其特征在于：它包括防爆箱体、检测装置、控制模块和电源模块，其中检测装置设置在防爆箱体内部；

所述防爆箱体包括防爆箱壳和相互匹配的防爆箱盖，防爆箱壳底部开有窗口，窗口上设有视窗玻璃，视窗玻璃通过压板与防爆箱壳固定，防爆箱盖上设有多个与液压支架横梁连接用的吊钩；

所述检测装置包括型材骨架，型材骨架同一侧上顺序设有驱动装置、CCD相机直线移动机构和激光器角度旋转机构，其中驱动装置包括通过电机座a固定在型材骨架一侧的步进电机，CCD相机直线移动机构包括通过弹性联轴器与步进电机a驱动连接的丝杠支座，丝杠支座(6)设置在直线导轨上，丝杠支座之间设有滚珠丝杠，滚珠丝杠上滑动设有导轨滑块，导轨滑块上设有CCD相机，CCD相机上设有可更换镜头；激光器角度旋转机构包括电机座b，电机座b上设有步进电机b，步进电机b的驱动轴垂直向下，驱动轴上设有蜗杆，蜗杆一侧设有与蜗杆匹配的涡轮，涡轮上通过角接触球轴承设置有激光器，CCD相机(8)和激光器均能够通过窗口与防爆箱外接沟通。

所述控制模块包括激光器驱动器、步进电机驱动器和主控制器，主控制器分别与激光器驱动器、步进电机驱动器连接，激光器驱动器与激光器连接，步进电机驱动器分别与步进电机a和步进电机b连接；

主控制器和CCD相机还通过线路与上位机PC连接交换存储数据，电源模块与检测装置和控制模块连接并供电。

型材骨架为铝合金型材，其型号为001 08 40 80L。

驱动装置、CCD相机直线移动机构和激光器角度旋转机构通过M6内六角头螺栓与型材骨架连接。