[发明专利]基于多传感器融合的物料硬度检测装置

说明书

本公开提供基于多传感器融合的物料硬度检测装置，涉及用于煤矿矿井的连续硬度检测领域，包括通过输送带依次串联的第一筛斗、第二筛斗、推料机构和检测机构，第一筛斗与第二筛斗之间、第二筛斗与推料机构之间的输送带上均设有击打机构；所述第一筛斗和第二筛斗均布置有用于测取物料形状的测量机构，第一筛斗、第二筛斗依据测量机构获取的数据对物料进行筛选，击打机构用于击打筛选后的物料调整物料形状；推料机构用于推动物料至检测机构内进行硬度检测；通过对扁平物料的形状测定，结合多级击打修正物料形状，达到满足强度测定需求的形状，实现物料的连续分拣、修正和强度测定过程，满足掘进过程中频繁测取工作面岩体硬度的需求。

技术领域

本公开涉及用于煤矿矿井的连续硬度检测领域，特别涉及基于多传感器融合的物料硬度检测装置。

背景技术

在煤矿开采的隧道、巷道建立的过程中，工作设备开挖位置的岩土或煤层特性直接影响到施工方案的选择。岩体的硬度参数作为岩土特性的重要指标之一，在开挖过程中需要进行频繁的测定，以开挖位置岩体硬度数据作为施工方案调整的参考，保证施工的有效性和安全性。

在通过大型开挖掘进设备进行开挖的过程中，往往选择对开挖面的岩体进行采样，间隔一定工作时间或间隔一定工作距离后测定试样的硬度并记录；硬度测量设备工作空间的容纳范围有限，试样过大或过小都会影响测量的精度，因此，在测定前需要选取满足硬度测定设备的试样，而此筛选过程往往需要工作人员人工进行，效率较低；而通过机器视觉配合机械臂的方式来进行试样选取时，受限于盾构机等掘进设备的狭窄空间，机械臂的动作容易与外部发生干涉，并且在大量物料移动的过程中，各种姿态的物料掺混、不断移动，机器视觉的筛选成功率较低，难以满足物料硬度检测需求。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供基于多传感器融合的物料硬度检测装置，通过对扁平物料的形状测定和筛选，结合多级击打修正物料形状，达到满足强度测定需求的形状，实现物料的连续分拣、修正和强度测定过程，满足掘进过程中频繁测取工作面岩体硬度的需求。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

基于多传感器融合的物料硬度检测装置，包括通过输送带依次串联的筛斗、推料机构和检测机构，筛斗设有至少两个，相邻筛斗之间、路径末端筛斗与推料机构之间的输送带上均设有击打机构；

所述筛斗均布置有用于测取物料形状的测量机构，筛斗依据测量机构获取的数据对物料进行筛选，击打机构用于击打筛选后的物料调整物料形状；推料机构用于推动物料至检测机构内进行硬度检测。

进一步地，所述测量机构包括筛板、用于获取物料投影形状的激光传感器，每个筛斗均倾斜设有筛板，筛板倾斜面的顶部布置有第一激光传感器，筛板的测量设有正对布置的第二激光传感器，筛板结合激光传感器形成测量通道。

进一步地，所述筛板倾斜面的非筛孔位置阵列布置有应变片，用于接触并支撑物料，获取物料在垂直于筛板方向上的投影形状。

进一步地，所述击打机构设有多个阵列布置的直线运动输出端，输出端上安装有击打锥，击打机构用于驱动击打锥作用于物料以改变物料的形状。

进一步地，所述击打机构对应输送带位置的下方设有承托板，承托板与击打机构之间形成击打通道。击打机构对应的输送带上设有用于确定所输送物料位置的位置确定机构。

进一步地，所述推料机构布置在击打机构与检测机构之间输送带的路径末端，推料机构包括依次布置的多个推料杆，用于推动输送带输出的符合需求的物料至检测机构内。

进一步地，所述检测机构包括导引料斗和测定机构，测定机构设有间距可变的测定通道，用于通过挤压位于测定通道内的物料获取物料硬度；导引料斗设有漏斗状变径通道，导引料斗的小截面开口端朝向测定通道，大截面开口端朝向推料机构。