【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及扒渣机，特别涉及一种智能扒渣机及其使用方法。
技术介绍
1、扒渣机（mucking loader），也被称为挖掘式装载机。扒渣机是一种用于地下矿山、隧道、交通隧道和其他需要清理和运输材料的地下工程中的特殊机械设备。它主要用于清理和装载松散的渣土、岩石碎片和其他废料，然后将其通过输送机转运到地面或运输车辆中。
2、扒渣机的机械手臂负责进行扒渣作业，将渣土和材料从工作面上刮下来，并将其送到输送机上。输送机是扒渣机的另一个重要组成部分，负责接收机械手臂上采集的渣土和材料，并将其传送到地面或其他目的地，使其能够快速、高效地运输大量材料。扒渣机通常采用电动全液压控制系统，使操作更加灵活和精确。驾驶员可以通过操作台来控制机械手臂、输送机和其他功能。
3、扒渣机的生产装置用于给予机械手臂和输送机所需的动力和能源，以确保其正常运行。扒渣机在地下工程中发挥着重要作用，它能够在有限的空间内高效地清理渣土和岩石，减少人工劳动量，提高生产效率，并确保地下工程的安全性和稳定性。由于操作环境复杂，操作者通常需要经过专门培训，以确保扒渣机的安全运行和有效使用。
4、但是，经过专利技术人长期工作与研究发现，传统技术中存在如下的技术问题亟需解决：
5、（1）灵活性受限：传统扒渣机通常拥有有限的自由度和调节能力。它们无法高效地适应复杂地形和不同形状的渣土或渣堆。
6、（2）依赖人工操作：传统扒渣机通常严重依赖人工操作，需要操作员根据经验和直觉来控制挖掘过程。这可能导致操作效率不稳定和生产成本
7、（3）作业效率低：传统扒渣机在处理大规模渣土和材料时可能效率较低。由于缺乏智能化技术，挖掘过程存在重复劳动和低效率的情况。
8、（4）适应性不足：传统扒渣机在面对复杂地质和多样化的工程环境时可能适应性不足。由于受限于机械结构和控制方式，传统扒渣机可能无法灵活应对不同类型的渣土和工程场景。
9、为此，提出一种智能扒渣机及其使用方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例希望提供一种智能扒渣机及其使用方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即灵活性受限、依赖人工操作、作业效率低和适应性不足，并对此至少提供一种有益的选择；
2、本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
3、第一方面
4、一种智能扒渣机，包括机架及对称安装于所述机架上的两个扒掘机构；所述扒掘机构包括三个转动自由度，分别用于调节用于扒渣的扒斗的水平角度、高度和俯仰角度；所述机架的中部设有用于检测渣堆外形特征的视觉检测件。
5、在上述实施方式中， 该智能扒渣机采用仿生学设计，其机架是整个装置的基础框架，上面对称安装着两个扒掘机构，类似于一个人的两个手臂。每个扒掘机构具有三个转动自由度，用于调节扒斗的水平角度、高度和俯仰角度。此外，机架的中部配备了视觉检测件，类似于眼睛的功能，用于检测渣堆的外形特征。
6、其中在一种实施方式中：所述视觉检测件优选为ccd工业视觉相机。
7、在上述实施方式中，为了进行渣堆外形特征检测，选择了ccd工业视觉相机作为视觉检测件。这种相机能够高效地获取图像，并通过图像处理算法来识别和分析渣堆的形状、大小和位置等信息。
8、其中在一种实施方式中：所述扒掘机构包括水平铰接于所述机架上的用于输出一个所述转动自由度的架体，所述架体由第一伸缩缸驱动水平旋转；所述架体的另一端铰接并输出另一个所述转动自由度于第一铰臂，所述第一铰臂由第二伸缩缸驱动高度调节；所述第一铰臂的另一端铰接并输出最后一个所述转动自由度于第二铰臂，所述第二铰臂由第三伸缩缸驱动俯仰调节。
9、在上述实施方式中， 扒掘机构采用了一种复杂但高效的结构。扒掘机构水平铰接于机架上，并由架体和多个伸缩缸组成。架体通过第一伸缩缸进行水平旋转。架体的另一端与第一铰臂铰接，通过第二伸缩缸实现高度调节。第一铰臂的另一端与第二铰臂铰接，通过第三伸缩缸进行俯仰调节。
10、其中在一种实施方式中：所述第一伸缩缸的缸体和活塞杆分别铰接于所述机架和所述架体；所述第二伸缩缸的缸体和活塞杆分别铰接于所述架体和所述第一铰臂；所述第三伸缩缸的缸体和活塞杆分别铰接于所述第一铰臂和所述第二铰臂。
11、在上述实施方式中，涉及到三个伸缩缸：第一伸缩缸、第二伸缩缸和第三伸缩缸。每个伸缩缸都与机架和扒掘机构的不同部件铰接，从而实现对扒斗的水平旋转、高度调节和俯仰调节。
12、其中在一种实施方式中：所述第二铰臂的端部铰接有所述扒斗，所述扒斗由第四伸缩缸驱动俯仰调节。
13、在上述实施方式中， 第二铰臂的端部铰接有扒斗。扒斗由第四伸缩缸驱动俯仰调节。通过这样的设计，第二铰臂可以控制扒斗的俯仰角度，从而实现对渣堆的俯仰挖掘和调节。
14、其中在一种实施方式中：所述第四伸缩缸的缸体和活塞杆分别铰接于所述第二铰臂和所述扒斗上。
15、在上述实施方式中， 第四伸缩缸的缸体和活塞杆分别铰接于第二铰臂和扒斗上。这样的设计使得第四伸缩缸能够实现与第二铰臂和扒斗的联动，从而控制扒斗的俯仰角度。
16、在上述实施方式中，为了实现扒斗的水平旋转、高度调节和俯仰调节，选择了液压缸作为驱动装置。具体而言，第一伸缩缸、第二伸缩缸、第三伸缩缸和第四伸缩缸均优选为液压缸。
17、第二方面
18、一种智能扒渣机使用方法：
19、首先使用ccd工业视觉相机通过采集渣堆表面的图像信息，并利用图像处理算法对这些图像进行处理和分析，从而识别渣堆的外形特征。ccd工业视觉相机安装在智能扒渣机的视觉检测件上，位于机架中部。当扒渣机开始作业时，相机会实时采集渣堆表面的图像。这些图像将包含渣堆的各种细节、形状和结构信息。采集到的图像数据通过图像处理算法进行处理和分析。这些算法可以使用计算机视觉技术，如边缘检测、轮廓提取、特征匹配等，来识别和提取渣堆的外形特征。通过图像处理算法，ccd工业视觉相机可以识别渣堆的轮廓、边缘和几何特征。
20、例如，识别渣堆的边界形状，凹凸面的分布，高低点的位置等。这些特征可以用来描述渣堆的外形特征。在图像处理算法的帮助下，相机获取了渣堆表面的拓扑学特征。拓扑学是数学中研究空间形状和连通性的分支，通过识别渣堆的边缘和几何特征，可以将渣堆的外形视作拓扑学特征。这些特征描述了渣堆表面的形状和连接关系，帮助智能扒渣机在扒除渣堆时更好地了解渣堆的结构，从而实现更精确的扒渣作业。
21、在智能扒渣机中，当通过ccd工业视觉相机计算出渣堆的外形特征后，将输出位置信号来控制两个扒掘机构2实现按照渣堆的拓扑结构特征进行逐层挖掘。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、一、高度灵活性：智能扒渣机采用双臂驱动特征，拥有多个转动自由度，可以灵活地调节扒斗的水平角度、高度和俯仰角度。这种设计使得智能扒渣机能够适应不同形状和位置的渣本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能扒渣机，其特征在于，包括机架（1）及对称安装于所述机架（1）上的至少两个扒掘机构（2）；
2.根据权利要求1所述的智能扒渣机，其特征在于：所述视觉检测件（3）为CCD工业视觉相机。
3.根据权利要求1所述的智能扒渣机，其特征在于：所述扒掘机构（2）包括水平铰接于所述机架（1）上的用于输出一个所述转动自由度的架体（201），所述架体（201）由第一伸缩缸（202）驱动水平旋转；
4.根据权利要求3所述的智能扒渣机，其特征在于：所述第一伸缩缸（202）的缸体和活塞杆分别铰接于所述机架（1）和所述架体（201）；
5.根据权利要求4所述的智能扒渣机，其特征在于：所述第二铰臂（206）的端部铰接有所述扒斗（208），所述扒斗（208）由第四伸缩缸（207）驱动俯仰调节。
6.根据权利要求5所述的智能扒渣机，其特征在于：所述第四伸缩缸（207）的缸体和活塞杆分别铰接于所述第二铰臂（206）和所述扒斗（208）上。
7.一种智能扒渣机使用方法，其特征在于：采用如权利要求1~6任意一项所述的智能扒渣机执行如下步
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：在所述S1中，包括：
9.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：所述扒掘机构（2）使用PID控制器驱动。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：在S2中，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种智能扒渣机，其特征在于，包括机架（1）及对称安装于所述机架（1）上的至少两个扒掘机构（2）；
2.根据权利要求1所述的智能扒渣机，其特征在于：所述视觉检测件（3）为ccd工业视觉相机。
3.根据权利要求1所述的智能扒渣机，其特征在于：所述扒掘机构（2）包括水平铰接于所述机架（1）上的用于输出一个所述转动自由度的架体（201），所述架体（201）由第一伸缩缸（202）驱动水平旋转；
4.根据权利要求3所述的智能扒渣机，其特征在于：所述第一伸缩缸（202）的缸体和活塞杆分别铰接于所述机架（1）和所述架体（201）；
5.根据权利要求4所述的智能扒渣机，其特征在于：所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦铭，刘晔扬，李胜，李林，
申请(专利权)人：南京伊顿派克重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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