CN113680691A - 一种建筑垃圾分选设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑垃圾分选技术领域，特别涉及一种建筑垃圾分选设备及方法。该设备包括第一输送带、振动排序箱、第二输送带、高压喷气装置、分选仓、图像采集装置、处理器；振动排序箱可使物料在长条形出料口处沿长度方向排列；高压喷气装置的升降台带动各喷气口在高度位置上升降移动，喷气口吹出高压气改变物料下落距离以选择进入一仓体内；图像采集装置拍摄物料的分布图像、物料的下落图像；处理器通过物料的分布图像设定高压喷气装置初始工作参数，通过下落图像调整高压喷气装置实时工作参数。升降台以接近自由落体的速度下降，使物料在下落过程中保持处于喷气口作用范围内，易于计算设计与控制，分选过程中设有参数修正，准确度高。

Description

一种建筑垃圾分选设备及方法

技术领域

本发明涉及建筑垃圾分选技术领域，特别涉及一种建筑垃圾分选设备及方法。

背景技术

我国是世界上最大的建筑市场，城市建设中垃圾产生和排出的数量也在快速增长，其中，建筑垃圾约占垃圾总量的30％-40％。建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，类似混凝土、钢材、木材等是可以作为再生资源重新利用的，因此就需要对建筑垃圾进行分类并回收，实现资源化综合利用。

为提高分选效率，申请公布号为CN 10662296 A的中国专利公开了一种基于图像识别的物料分选装置及物料分选方法，混合料从输送带送出使通过图像获取模块获取图像，再开启对应位置的高压风枪改变物料下落路径，使物料落入不同的收集槽内实现分类。现有的设备存在以下问题：物料从输送带下落的速度较快，而喷气口的面积较小，因此喷气口对物料的作用时间较短，建筑垃圾中物料的大小不一，较轻的物料可能会被吹送得距离过远，较重的物料被吹送的距离不够，无法准确的进入到对应的收集槽内，分类效果不佳。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种更精准、可分选多种物料的建筑垃圾分选设备及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：包括第一输送带、振动排序箱、第二输送带、高压喷气装置、分选仓、图像采集装置、处理器；

振动排序箱包括箱体、阀门、振动器，所述箱体包括进料口、长条形出料口，所述进料口对应承接第一输送带送入的物料，长条形出料口朝向第二输送带，所述阀门用于开闭长条形出料口，振动器带动箱体振动，进而使箱体内的物料在长条形出料口处沿长度方向排列；

高压喷气装置包括若干横向排列的喷气口、升降台，各喷气口分别设有独立的开关，各喷气口安装于升降台上，升降台带动各喷气口在高度位置上升降移动；高压喷气装置设于第二输送带后端的下方，所述分选仓设于第二输送带后侧的下方且低于高压喷气装置的的各喷气口布置，所述分选仓包括若干排列设置的仓体，喷气口吹出高压气改变物料下落距离以选择进入一仓体内；

图像采集装置包括第一摄像头、第二摄像头，所述第一摄像头向下朝向第二输送带以拍摄物料的分布图像，所述第二摄像头向下朝向分选仓以拍摄物料的下落图像；

处理器连接图像采集装置与高压喷气装置，通过物料的分布图像设定高压喷气装置初始工作参数，通过下落图像调整高压喷气装置实时工作参数。

进一步的，第二输送带在宽度方向上设置分隔条，所述分隔条设有多组，各分隔条沿第二输送带长度方向平行等间距的排列设置，长条形出料口送出的物料落入相邻两分隔条之间。

进一步的，喷气口沿第二输送带宽度方向密集排列设置。

进一步的，振动箱包括两块倾斜侧板，两块倾斜侧板形成上大下小的梯形缩口结构，两块倾斜侧板的底边分别连接长条形出料口的两条长边。

进一步的，第一输送带、振动排序箱、第二输送带为间歇式工作。

进一步的，还包括破碎机、振动筛网，物料经由破碎机进行粒径整形后送入振动筛网内，振动筛网滤除细碎颗粒后将余下物料送入第一输送带上。

进一步的，所述升降台采用加速下降，其下降速度v＝gt，g取9.8m/s²。

一种建筑垃圾分选方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，第一输送带将一部分待分选物料运送入振动排序箱的箱体内；振动器带动箱体振动，抖动的物料将会分散开，并在长条形出料口处沿长度方向排列；

步骤二，阀门开启，物料落入第二输送带上，且物料在第二输送带形成上沿宽度方向排布的形态；

步骤三，第二输送带输送物料，先经过第一摄像头，第一摄像头拍摄物料的分布图像并发送至处理器，处理器通过图像算法识别物料类型、分布位置，计算物料体积、重量，根据物料类型、体积、重量等数据输出高压喷气装置的初始工作参数，即各喷气口的开关的开闭状态及开启时间；

步骤四，第二输送带将物料送至末端后掉落，此时升降台处于最高位，物料掉落至喷气口作用范围内后，物料掉落的同时升降台进行下降，使物料在下落过程中保持处于喷气口作用范围内；各喷气口的开关按预定初始工作参数工作，将对应位置的物料向外推送，改变物料下落轨迹以进入分选仓的对应仓体内；

步骤五，与步骤四同时，第二摄像头朝向分选仓进行连续拍摄多张物料的下落图像并发送至处理器，处理器获取各物料实时位置信息，计算物料此时的预计下落轨迹，根据轨迹信息调整高压喷气装置参数，即提前或延时关闭各喷气口的开关进而改变预计下落轨迹，保证物料准确落入分选仓对应的仓体内。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种建筑垃圾分选设备及方法，其包括如下优点：

a.在两组输送带间设置振动排序箱，抖动的物料在长条形出料口分散成长条状排列，物料在第二输送带形成上沿宽度方向排布的形态，可与高压喷气装置的各喷气口位置对应，便于处理器设计更为准确的高压喷气装置初始工作参数；

b.高压喷气装置的升降台以接近自由落体的速度下降，喷气口与物料下落的竖向分速度保持一致，进而可使物料在下落过程中保持处于喷气口作用范围内，喷气口始终正朝向物料，保持受力方向一致，保证风力具有足够的推力；由于喷气口的跟随状态，因此在设计高压喷气装置初始工作状态只需要设置喷气口开关的开闭状态及开闭时间，相比采用控制出风量的调整推力的方式，更易于计算设计与控制，可靠性更好。

c.设置第二摄像头拍摄物料下落状态图像，通过物料实际轨迹修正高压喷气装置的参数，修正了初始工作参数的计算误差，通过处理器二次计算进行调整高压喷气装置工作参数，修正物料下落轨迹，保证物料准确落入分选仓对应的仓体内。

附图说明

图1为本发明一种建筑垃圾分选设备结构示意图。

图2为本发明振动排序箱部分结构示意图。

图3为本发明高压喷气装置部分结构示意图。

图中标识对应如下：1.破碎机、2.振动筛网、3.第一输送带、4.振动排序箱、41.箱体、411.进料口、412.长条形出料口、413.倾斜侧板、42.阀门、43.振动器、5.第二输送带、51.分隔条、6.高压喷气装置、61.喷气口、62.升降台、63.开关、7.分选仓、71.仓体、8.图像采集装置、81.第一摄像头、82.第二摄像头、9.处理器。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图3所示，一种建筑垃圾分选设备，包括破碎机1、振动筛网2、第一输送带3、振动排序箱4、第二输送带5、高压喷气装置6、分选仓7、图像采集装置8、处理器9；

物料经由破碎机1进行粒径整形后送入振动筛网2内，振动筛网2滤除细碎颗粒后将余下物料送入第一输送带3上；

振动排序箱4包括箱体41、阀门42、振动器43，所述箱体41包括进料口411、长条形出料口412、倾斜侧板413，所述进料口411对应承接第一输送带3送入的物料，长条形出料口412朝向第二输送带5，倾斜侧板413设有两块，两块倾斜侧板413形成上大下小的梯形缩口结构，两块倾斜侧板413的底边分别连接长条形出料口412的两条长边，所述阀门42用于开闭长条形出料口412，振动器43带动箱体41振动，进而使箱体41内的物料在长条形出料口412处沿长度方向排列；

第二输送带5在宽度方向上设置分隔条51，所述分隔条51设有多组，各分隔条51沿第二输送带5长度方向平行等间距的排列设置，长条形出料口412送出的物料落入相邻两分隔条51之间；

高压喷气装置6包括若干横向排列的喷气口61、升降台62，各喷气口分别设有独立的开关63，各喷气口61安装于升降台62上且各喷气口61沿第二输送带5宽度方向密集排列设置，升降台62带动各喷气口62在高度位置上升降移动，升降台62采用加速下降，其下降速度v＝gt，g取9.8m/s²；高压喷气装置6设于第二输送带5后端的下方，所述分选仓7设于第二输送带5后侧的下方且低于高压喷气装置6的各喷气口61布置，所述分选仓7包括若干排列设置的仓体71，喷气口61吹出高压气改变物料下落距离以选择进入一仓体71内；

图像采集装置8包括第一摄像头81、第二摄像头82，所述第一摄像头81向下朝向第二输送带5以拍摄物料的分布图像，所述第二摄像头82向下朝向分选仓7以拍摄物料的下落图像；

处理器9连接图像采集装置8与高压喷气装置6，通过物料的分布图像设定高压喷气装置6初始工作参数，通过下落图像调整高压喷气装置8实时工作参数。

第一输送带3、振动排序箱4、第二输送带5为间歇式工作。

以包含水泥块、红砖的建筑垃圾为例。

一种建筑垃圾分选方法，包括如下步骤：

步骤一，建筑垃圾送入破碎机1中进行粒径整形，将过大的物料破碎为小块，以保证物料可通过长条形出料口412，破碎后的物料进入振动筛网2，振动筛网2将过于细碎的颗粒筛分排除，余下物料进入第一输送带3上；

步骤二，第一输送带3采用间歇式输送，第一输送带3运送一部分待分选物料进入振动排序箱4内后暂停；振动器43带动箱体41进行一段时间的振动，在两块倾斜侧板413的约束下，抖动的物料将会分散开，并在长条形出料口412处沿长度方向排列；

步骤三，完成振动排序后，阀门42开启，物料落入第二输送带5上并处于两分隔条51之间，物料在第二输送带5形成上沿宽度方向排布的形态；而后阀门42关闭，并重复步骤二的步骤；

步骤四，第二输送带5采用间歇式输送以适配步骤三，物料先到达第一摄像头81下方，第一摄像头81拍摄物料的分布图像并发送至处理器9，处理器9通过AI图像算法识别物料类型(水泥块、红砖、水泥红砖黏合混料)、分布位置(各物料在宽度方向的位置分布，以确定物料对应的喷气口61)，计算物料体积、重量(采用等效椭圆Feret径作为识别物料的粒径，体积用面积与粒径的乘积进行表示，体积与物料类型预设密度的乘积表示重量)，根据物料类型、体积、重量等数据计算输出高压喷气装置6的初始工作参数，即各喷气口61的开关63的开闭状态及开启时间，初始工作参数调整后，形成的各物料下落的预估轨迹，可使物料落入分选仓7对应的仓体71，分选仓7包括水泥块仓、红砖仓、水泥红砖黏合混料仓；

步骤五，随着第二输送带5的输送，物料达到第二输送带5末端后掉落，此时升降台62处于最高位，物料掉落至喷气口61作用范围内后，物料掉落的同时升降台62进行下降，升降台62采用加速度为g的加速下降，使得喷气口61以接近自由落体的速度下降，因而可使物料在下落过程中保持处于喷气口61作用范围内；下降过程中，各喷气口61的开关63按预定初始工作参数工作，喷气口61横向吹出，将对应位置的物料向外推送，喷气口61开启时间越长则物料被朝外推送的距离越远，改变物料下落轨迹以进入分选仓7的对应仓体71内；

步骤六，与步骤四同时，由于初始工作参数的设定的原始数据是根据第一摄像头81拍摄的2D图像通过计算获得，存在一定的误差量，物料下落的实际轨迹可能与预计轨迹存在偏差，因此需要进行修正；在物料下落的前半段时间内，第二摄像头82朝向分选仓7进行连续拍摄多张物料的下落图像并发送至处理器9，处理器9获取各物料实时位置信息，计算物料此时实际下落轨迹并得出接下去的预计下落轨迹，根据轨迹信息调整高压喷气装置6参数，即提前或延时关闭各喷气口61的开关63进而改变预计下落轨迹，保证物料准确落入分选仓7对应的仓体71内。

步骤七，完成一轮分选后，升降台7上升至最高位置以备下轮分选工作。

上述仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：包括第一输送带、振动排序箱、第二输送带、高压喷气装置、分选仓、图像采集装置、处理器；

振动排序箱包括箱体、阀门、振动器，所述箱体包括进料口、长条形出料口，所述进料口对应承接第一输送带送入的物料，长条形出料口朝向第二输送带，所述阀门用于开闭长条形出料口，振动器带动箱体振动，进而使箱体内的物料在长条形出料口处沿长度方向排列；

高压喷气装置包括若干横向排列的喷气口、升降台，各喷气口分别设有独立的开关，各喷气口安装于升降台上，升降台带动各喷气口在高度位置上升降移动；高压喷气装置设于第二输送带后端的下方，所述分选仓设于第二输送带后侧的下方且低于高压喷气装置的的各喷气口布置，所述分选仓包括若干排列设置的仓体，喷气口吹出高压气改变物料下落距离以选择进入一仓体内；

图像采集装置包括第一摄像头、第二摄像头，所述第一摄像头向下朝向第二输送带以拍摄物料的分布图像，所述第二摄像头向下朝向分选仓以拍摄物料的下落图像；

处理器连接图像采集装置与高压喷气装置，通过物料的分布图像设定高压喷气装置初始工作参数，通过下落图像调整高压喷气装置实时工作参数。

2.根据权利要求1所述一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：所述第二输送带在宽度方向上设置分隔条，所述分隔条设有多组，各分隔条沿第二输送带长度方向平行等间距的排列设置，长条形出料口送出的物料落入相邻两分隔条之间。

3.根据权利要求1所述一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：所述喷气口沿第二输送带宽度方向密集排列设置。

4.根据权利要求1所述一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：所述振动箱包括两块倾斜侧板，两块倾斜侧板形成上大下小的梯形缩口结构，两块倾斜侧板的底边分别连接长条形出料口的两条长边。

5.根据权利要求1所述一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：第一输送带、振动排序箱、第二输送带为间歇式工作。

6.根据权利要求1所述一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：还包括破碎机、振动筛网，物料经由破碎机进行粒径整形后送入振动筛网内，振动筛网滤除细碎颗粒后将余下物料送入第一输送带上。

7.根据权利要求1所述一种建筑垃圾分选设备，其特征在于：所述升降台采用加速下降，其下降速度v＝gt，g取9.8m/s²。

8.一种建筑垃圾分选方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，第一输送带将一部分待分选物料运送入振动排序箱的箱体内；振动器带动箱体振动，抖动的物料将会分散开，并在长条形出料口处沿长度方向排列；

步骤二，阀门开启，物料落入第二输送带上，且物料在第二输送带形成上沿宽度方向排布的形态；

步骤三，第二输送带输送物料，先经过第一摄像头，第一摄像头拍摄物料的分布图像并发送至处理器，处理器通过图像算法识别物料类型、分布位置，计算物料体积、重量，根据物料类型、体积、重量等数据输出高压喷气装置的初始工作参数，即各喷气口的开关的开闭状态及开启时间；

步骤四，第二输送带将物料送至末端后掉落，此时升降台处于最高位，物料掉落至喷气口作用范围内后，物料掉落的同时升降台进行下降，使物料在下落过程中保持处于喷气口作用范围内；各喷气口的开关按预定初始工作参数工作，将对应位置的物料向外推送，改变物料下落轨迹以进入分选仓的对应仓体内；

步骤五，与步骤四同时，第二摄像头朝向分选仓进行连续拍摄多张物料的下落图像并发送至处理器，处理器获取各物料实时位置信息，计算物料此时的预计下落轨迹，根据轨迹信息调整高压喷气装置参数，即提前或延时关闭各喷气口的开关进而改变预计下落轨迹，保证物料准确落入分选仓对应的仓体内。

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