CN114687020B - 基于杂质检测的转杯纺纱机ai排杂分梳系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，涉及智能纺纱设备技术领域。所述系统包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置，分梳辊表面阵列布置有多个喷气孔，分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；排杂AI控制装置包括通信连接的杂质检测器和控制器，通过杂质检测器探测棉条杂质特征并根据杂质特征触发喷气孔喷气以及触发电荷吸附指令。本发明实现了基于棉条杂质特征的人工智能排杂，兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。

Description

基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统

技术领域

本发明涉及智能纺纱设备技术领域，尤其涉及一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统。

背景技术

转杯纺纱机已经成为新型纺纱中技术最成熟、应用面最广、经济社会效应较大的纺纱形式。在纺纱的过程中经常会出现各种形形色色的杂物，比如说丙纶丝、毛发以及“三丝”等等，这些杂物的出现大大降低原料出产的产品质量，因此纺纱的过程需要进行排杂以除去棉条中杂质。

目前在市场上抽气式转杯纺纱机中，其分梳剥离杂质有两种方式：第一种是利用杂质离心力作用进行自由落杂。其通常将分梳辊与竖直面成一定夹角α布置（α小于90度），杂质剥离方向和水平面成α角，杂质排除依靠分梳辊的高速旋转带动下产生的离心力和重力综合作用，称之为自由排杂。该方式往转杯输送纤维转移通道较长，使得纤维得到充分的伸直，成纱一致性较好，能耗低。第二种是主动吸杂方式。其分梳辊采用竖直布置，杂质剥离方向和水平面成平行状态，杂质排除是完全依靠气流高负压抽吸进行分离，其对各种含有杂质量较大的原料也能够进行有效的杂质分离，适应面较广。

然而，现有排杂方案存在如下缺陷：

1）采用自由落杂方式时，在杂质分离过程中，短绒等重量较轻的轻杂质在分离时甩不远，距离纤维输送区域较近，在纤维输送负压气流的作用下容易在剥离区域积聚后反吸回分梳腔体，产生翻卷反吸，导致纱线断头率增高，对短绒杂质较多的再生原料的适应性差。采用主动吸杂方式时，要求较高的吸杂负压才能将杂质沿水平面方向剥离，吸杂负压出现细小波动都会导致排除的杂质数量有变化，进而导致成纱粗细节变异较大；而且还存在设备能耗高和吸杂通道容易堵塞的缺点。也就是说，现有转杯纺纱机分梳剥离杂质的方式，无法在原料适应性、成纱质量一致性、能耗低等方面实现面面俱到。

2）无论是自由落杂还是主动吸杂，进入分梳腔中的所有棉条都是基于相同的排杂流程进行排杂分梳的，排杂流程无法根据棉条原料的杂质特征——比如杂质分布区域、杂质类型特征等——进行自适应调整。而实际上，杂质在棉条上并不是均匀分布的，有的棉条上杂质较小，有的棉条上杂质较多；杂质类型以及杂质与棉条的连接也不是相同的，有些类型的杂质与有效纤维连接较为紧密，有些类型的杂质与有效纤维连接较为松散，等等。作为举例，比如对于连接紧密的杂质往往需要较大外力才能从棉条上分离，而连接松散的杂质则易于从棉条上分离，无需提供较大外力，如果都采用无差别的排杂流程，难免顾此失彼，可能造成能源浪费或无法达到排杂效果。再比如，有的棉条上杂质较小——比如短绒、微尘等小颗粒杂质——属于轻杂质，有的棉条上杂质质量较大——比如棉结、棉籽、塑料块——属于重杂质。由于短绒等轻杂质与重杂质的自身的物理特性，其在排杂时会产生不同的物理现场，比如短绒等轻杂质在排杂区容易翻卷反吸回分梳体内，影响纺纱质量。

针对现有纺纱机市场的上述困境，如何提供一种能够根据棉条的杂质特征进行智能排杂分梳技术方案是当前亟需解决的技术问题。进一步，如何兼顾原料适应性、成纱质量一致性和低能耗也是当前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统。本发明通过杂质检测器探测棉条杂质特征，根据探测结果在分梳辊上通过喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度以提高杂质排出效率，无杂质的棉条区域则无需进行喷气；同时，利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，同时通过杂质检测器智能探测棉条杂质类型，对于容易翻卷反吸的轻杂质类型触发电荷吸附指令，而棉条的无杂质区域以及重杂质区域的则无需触发电荷吸附指令：如此，实现了基于棉条杂质特征的人工智能排杂，兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。

为实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置；

所述排杂分梳装置包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂给通道和纤维输送通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区；所述分梳辊表面阵列布置有多个喷气孔，所述喷气孔连接喷气装置；所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；

所述排杂AI控制装置，包括通信连接的杂质检测器和控制器，所述喷气装置、静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制；所述杂质检测器用于检测喂入分梳腔中的棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；

所述控制器被配置为：获取棉条的杂质所在区域信息，在喂入分梳腔的棉条经分梳辊进行梳理时，控制分梳辊上与前述杂质所在区域对应的喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度，以便杂质与有效纤维分离；以及，

根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。

进一步，所述分梳辊上的喷气孔被分为多个区域，每个区域设置有一个或多个喷气孔，同一区域的一个或多个喷气孔连接同一个喷气装置，不同区域的喷气孔连接不同的喷气装置；

所述控制器根据前述杂质所在区域信息选择对应的分梳辊喷气区域，并控制该区域的喷气装置启动。

进一步，所述杂质检测器包括摄像头、图像识别单元和杂质评价单元，检测棉条的杂质信息的步骤如下，

通过摄像头拍摄棉条喂给通道中的棉条的图像数据，将棉条图像数据传输给图像识别单元；

图像识别单元对棉条图像数据进行识别，获取棉条中的杂质分布信息和杂质类型信息，并将杂质分布信息和杂质类型信息发送给杂质评价单元；

根据杂质分布信息和杂质类型信息，杂质评价单元基于预设评价模型评价棉条杂质等级并标记杂质重点区域，将评价等级和标记区域信息发送至控制器。

进一步，所述控制器还被配置为，根据前述标记区域信息控制分梳辊上的对应区域的喷气孔进行喷气，以及根据前述评价等级选择与该评价等级对应的喷气量。

进一步，所述吸杂通道的抽吸气压可调节，在控制器加大喷气量的情况下，增大吸杂通道的抽吸气压以增加吸杂口对杂质的负压吸力。

进一步，所述分梳腔排杂区设置有向下倾斜布置的杂质剥离面，所述吸杂口设置在杂质剥离面上；

棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，补气通道对分梳腔补气，通过所述杂质剥离面在分梳辊下部形成向下倾斜的杂质剥离通道，所述杂质剥离通道由上到下包括有效纤维区、翻卷反吸区和自由落杂区，有效纤维区的长纤维保持在分梳腔内参与成纱，翻卷反吸区的杂质通过前述吸杂口吸入吸杂通道排出，自由落杂区的杂质自由落入排杂带排出；

所述电荷释放区和牵引区对应所述翻卷反吸区设置，在前述轻杂质位于翻卷反吸区时，净电荷物质吸附翻卷反吸区中的杂质形成带电杂质；所述牵引区设置在吸杂口下方，通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向下运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道。

进一步，所述杂质剥离面和水平面成60-70°角向下倾斜布置。

进一步，所述静电发生器包括放电电极，所述放电电极安装在杂质剥离面上且电极末端对应着杂质剥离通道，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

进一步，所述静电发生器包括设置在壳体上的放电腔和对应杂质剥离通道设置的电荷排放口；

所述放电腔采用框体结构，框体结构中设置有放电电极，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质；

所述框体结构上设置有至少一个框架开口作为电荷排放口，框架开口位于杂质剥离通道的翻卷反吸区，激发的净电荷物质通过所述框架开口排出并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

进一步，所述牵引区还包括捕杂网板，网板上设置有网孔以供重杂质进入自由落杂区；所述捕杂网板上通过横移机构安装有清洁毛刷，通过横移机构驱动清洁毛刷将捕杂网板上捕获的带电杂质向吸杂口所在方向清扫。

本发明由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：通过杂质检测器探测棉条杂质特征，根据探测结果在分梳辊上通过喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度以提高杂质排出效率，无杂质的棉条区域则无需进行喷气；同时，利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，同时通过杂质检测器智能探测棉条杂质类型，对于容易翻卷反吸的轻杂质类型触发电荷吸附指令，而棉条的无杂质区域以及重杂质区域的则无需触发电荷吸附指令。如此，实现了基于棉条杂质特征的人工智能排杂，兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。

进一步，将自由落杂和精准吸杂有机结合，具有原料适应性广、成纱质量一致性好和能耗低的特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的AI排杂分梳系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的喷气孔的气路结构示意图。

图3为本发明实施例提供的排杂AI控制装置的信息处理示意图。

图4为本发明实施例提供的电荷释放区的净电荷分布示意图。

图5为本发明实施例提供的电荷释放区的电路结构示意图一。

图6为本发明实施例提供的电荷释放区的电路结构示意图二。

图7为本发明实施例提供的杂质剥离通道的分区示意图。

图8为本发明实施例提供的捕杂网板的结构示意图。

附图标记说明：

排杂分梳装置100；

壳体110，分梳辊120，纤维转移区121，喷气孔122，棉条喂给通道130，纤维输送通道140，补气通道150，分梳腔排杂区160，杂质剥离通道161，有效纤维区161a，翻卷反吸区161b，自由落杂区161c，杂质剥离面170，吸杂口171，吸杂通道172，吸管173，吹气装置174，杂质检测器180，摄像头181，图像识别单元182，杂质评价单元183，喷气装置190，输气管路191；

电荷释放区10，电源11，静电发生器12，电极导线12a，放电电极12b，框体结构12c，电荷排放口12d；

牵引区20，金属极片21，通电线路22，控制部23，捕杂网板24，横移机构25，清洁毛刷26；

控制器200。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明公开的基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需说明的是，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述的或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

实施例

本发明提供了一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置。

参见图1所示, 排杂分梳装置100包括设置有分梳腔的壳体110，所述分梳腔内安装有分梳辊120，壳体110上设置有与分梳腔分别连通的棉条喂给通道130和纤维输送通道140。所述分梳辊120的左侧设置有纤维转移区121用于转移分梳后的棉条。所述纤维转移区121设置于纤维输送通道140的下方，棉条在分梳之后先经过纤维转移区121，再通过纤维输送通道140输送至转杯。所述纤维输送通道140可以包括通道入口和通道出口，通道入口连通分梳腔，通道出口的方向对准转杯内部，转杯内设有凝聚槽。纺纱时，棉条经棉条喂给通道130送入分梳腔中进行梳理，梳理后的纤维进入到转杯的内部，再从凝聚槽出来，被牵引进入假捻盘后被制成纱线。

对应着分梳腔下方设置的补气通道150和分梳腔排杂区160。

通过补气通道150进行分梳腔补气，补气方向对应着分梳辊120下方。分梳腔的下方为分梳腔排杂区160，杂质通过分梳腔排杂区160排出。具体的，在壳体110上对应分梳腔排杂区160设置有向下倾斜布置的杂质剥离面170，杂质剥离面170上设置有吸杂口171。本实施例中，所述杂质剥离面和水平面成60-70°角向下倾斜布置，优选为65°角。

本实施例中，所述分梳辊120的表面阵列布置有多个喷气孔122，喷气孔122连接喷气装置190。具体的，通过输气管路191连接喷气装置190，参见图2所示。所述喷气孔122在分梳辊120上的布置方式可以是矩阵阵列、梅花状阵列、六边形阵列等各种阵列，阵列的具体形状不应作为对本发明的限制。

优选的，所述分梳辊120上的喷气孔122被分为多个区域，每个区域设置有一个或多个喷气孔，同一区域的一个或多个喷气孔连接同一个喷气装置，不同区域的喷气孔可以连接不同的喷气装置。所述控制器根据前述杂质所在区域信息选择对应的分梳辊喷气区域，并控制该区域的喷气装置启动。

进一步，喷气孔122中可以设置有压力传感器，通过压力传感器监测喷气孔122的喷气压力并可以将喷气压力检测值反馈给控制器，对应区域的控制器可以根据喷气压力调整单位时间内的喷气量和/或总喷气量。

本实施例中，分梳腔排杂区160中还设置有电荷释放区10和牵引区20。

所述电荷释放区10设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区20设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极。吸杂口171设置在所述电荷释放区10和所述牵引区20之间。

所述排杂AI控制装置，可以包括通信连接的杂质检测器和控制器，前述喷气装置、静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制。所述杂质检测器用于检测喂入分梳腔中的棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器。

所述控制器被配置为：获取棉条的杂质所在区域信息，在喂入分梳腔的棉条经分梳辊进行梳理时，控制分梳辊上与前述杂质所在区域对应的喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度，以便杂质与有效纤维分离。如此，能够根据杂质所在区域智能地在分梳辊上控制喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度，从而增加杂质排出效率，在提升成纱质量的同时，提高了排杂工作的智能性和自适应性，降低了能耗。

以及，所述控制器还被配置为：根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。如此，利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，同时通过杂质检测器智能探测棉条杂质类型，对于容易翻卷反吸的轻杂质类型触发电荷吸附指令，而棉条的无杂质区域以及重杂质区域的则无需触发电荷吸附指令，如此实现了基于棉条杂质类型的人工智能排杂（杂质的智能识别和智能辅助排杂），兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。

采用上述方案排杂时，通过杂质剥离面170可以在分梳辊下部形成了向下倾斜的杂质剥离通道161。在喷气孔的喷气鼓风作用、分梳辊离心力、补气托持力和自身重力的综合作用下，所述杂质剥离通道161由上到下可以包括有效纤维区、翻卷反吸区和自由落杂区；有效纤维区的长纤维保持在分梳腔内参与成纱；翻卷反吸区的杂质通过前述吸杂口吸入吸杂通道排出；自由落杂区的杂质自由落入排杂带排出。

而所述电荷释放区和牵引区可以对应所述翻卷反吸区设置，在前述轻杂质位于翻卷反吸区时，净电荷物质可以吸附在翻卷反吸区中的杂质形成带电杂质。由于所述牵引区设置在吸杂口下方，在通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向下运动时，运动的带电杂质途径所述吸杂口，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道。

参见图3所示，所述杂质检测器180具体可以包括摄像头181、图像识别单元182和杂质评价单元183。检测棉条的杂质信息的步骤如下：通过摄像头拍摄棉条喂给通道中的棉条的图像数据，将棉条图像数据传输给图像识别单元。图像识别单元对棉条图像数据进行识别，获取棉条中的杂质分布信息和杂质类型信息，并将杂质分布信息和杂质类型信息发送给杂质评价单元。根据杂质分布信息和杂质类型信息，杂质评价单元基于预设评价模型评价棉条杂质等级并标记杂质重点区域，将评价等级和标记区域信息发送至控制器200。

优选的，图像识别单元通过分析棉条图像中的杂质的形态并结合杂质的直径、面积和/体积的尺寸大小来判断杂质的类型。作为典型方式的举例，比如可以基于已有杂质的分类规则预设一个判断标准，当识别出的杂质符合前述标准时判定该杂质为轻杂质类型，否则判定为重杂质类型。

所述控制器200，能够根据前述标记区域信息控制分梳辊上的对应区域的喷气孔进行喷气（即发出喷气指令），以及根据前述评价等级选择与该评价等级对应的喷气量。作为举例，比如杂质类型预设的棉条杂质等级为2级——轻杂质级和重杂质级，其中，轻杂质级对应的喷气量（可以是总喷气量也开始时单位时间喷气量）较小，重杂质级对应的喷气量较大。

作为举例而非限制，参见图3所示，比如分梳辊上的喷气孔被划分为n个区域，分别为第1区喷气孔、第2区喷气孔、……、第n区喷气孔，每个区的喷气孔可以由一个独立的子控制器控制喷气量，每个子控制器连接控制器并接受控制器的控制。控制器能够根据杂质检测器检测的杂质信息，评估棉条进入分梳辊后对应的目标区域，然后控制与前述目标区域对应的喷气孔——比如第1区喷气孔——触发启动指令，目标区域喷气孔进行喷气。

同时，控制器还可以根据杂质的评价等级选择与该评价等级对应的喷气量。比如喷气量被分为2个等级，分别为总气量依次增大的喷气量Q1和喷气量Q2。当杂质评价单元基于预设评价模型评价的棉条杂质等级为轻杂质级时，其对应的总喷气量为Q1，控制器触发第1区喷气孔以总喷气量Q1向棉条中杂质所在区域进行喷气。

本实施例中，所述吸杂通道的抽吸气压可调节，对于棉条中杂质量多的区域，在控制器加大喷气量的情况下，还可以增大吸杂通道的抽吸气压以增加吸杂口对杂质的负压吸力。

前述杂质检测器180的图像识别单元182还可以将识别的杂质类型信息发送给控制器200，控制器200还能够根据杂质类型信息是否为轻杂质类型来决定是否触发电荷吸附指令，参见图3所示。

当杂质为轻杂质类型时，电荷释放区10设置的静电发生器，在控制器200的控制下释放净电荷物质使翻卷反吸区中的杂质带电。

本实施例中，静电发生器能够生成及排放净电荷物质。在空气中，该静电发生器能够通过高电压激发，生成净电荷为正电荷或负电荷的物质。所述静电发生器的具体结构并不限定，作为举例，比如采用负离子发生器，所激发出的电子，遇到翻卷反吸区中的短绒、微尘颗粒杂质等轻杂质时，附着在轻杂质上后，使得的轻杂质具有净电荷属性形成带电杂质，参见图4所示。为便于净电荷物质的排放，所述静电发生器还可以设置静电布置结构，比如设置限定净电荷物质分布的框体结构，或者设置用以导通净电荷物质的导管，或者设置其它类似结构等。

在一个实施方式中，所述静电发生器包括放电电极，所述放电电极安装在杂质剥离面上且电极末端对应着杂质剥离通道，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

作为典型的实施方式，参见图5所示，所述电荷释放区10包括与电源11电连接的静电发生器12。静电发生器12与控制器通信连接并接收控制器的控制。

所述静电发生器12具体可以包括电极导线12a和放电电极12b，通过电极导线12a连接有竖向排列的多个放电电极12b。在触发电荷吸附指令后，控制器可以启动静电发生器，高电压通过放电电极12b激励产生净电荷物质。

所述电源11作为静电发生器12的供电结构，可以是蓄电池结构，也可以是外接电源，或者无线供电结构。在本实施例中，优选的采用蓄电池。

优选的，对应壳体的杂质剥离面设置有槽，通过电极固定件将放电电极12b安装在所述槽中。所述电极固定件，作为举例而非限制，优选的采用活动连接件比如卡扣、夹具、螺纹连接件等以便对放电电极12b进行更换和维护。

本实施例的另一实施方式中，所述静电发生器12还可以包括设置在壳体110上的放电腔和对应杂质剥离通道设置的电荷排放口。

参见图6所示，所述放电腔优选的采用框体结构12c，框体结构12c中设置有放电电极12b，放电电极12b通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质。

所述框体结构12c上设置有至少一个开口作为电荷排放口12d，所述开口（即电荷排放口12d）位于杂质剥离通道的翻卷反吸区。激发的净电荷物质通过所述电荷排放口12d排出并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

优选的，所述放电电极为具有尖端的放电针，通过放电针的尖端尺寸为微米量级，利用所述尖端形成强电场提升高压放电效应。作为典型方式的举例，所述放电针的直径优选为20微米，长度为500微米。放电针可以是通过在硅衬底材料上使用高深宽比干法刻蚀工艺，并双面电镀金属铜制造而成。由于放电针末端尺寸在微米量级，且两面金属距离非常近，只需要使用小功率电源就可在放电针末端形成高压放电效应，在放电腔的腔体内形成有效电晕放电，将放电针垂直置于放电腔的腔体中间，在电压激励下释放足量净电荷。

在使用中，作为举例而非限定，在控制器的控制下，通过静电发生器激励出负电荷物质，这些负电荷物质向外通过杂质剥离面上的开口排出，在杂质剥离面的翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质，带电杂质在牵引区的电场吸附力（由相反电荷产生的电场力）作用下牵引区向方向运动时，途径所述吸杂口时，通过吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道后排出。

参见图7所示，本实施例的一种实施方式中，所述牵引区20的牵引电极可以包括金属极片21和通电线路22，通电线路22可以连接控制部23，该控制部23与控制器连接并接受控制器的控制。通过控制部23可以控制通电线路22的通电和断电，通电线路22通电后，所述金属极片21形成与前述净电荷物质相反的电极，使得带电杂质受到向下的电场力，在电场力的作用下，带电杂质向所述牵引区方向运动。

所述的金属极片，比如可以采用金属铝箔片。作为举例而非限制，比如静电发生器的放电电极通过高电压激发释放电子，所激发出的电子对应着翻卷反吸区排出，遇到翻卷反吸区中的杂质后形成带负电的带电杂质；而牵引电极的铝箔片通电后形成正极，吸引翻卷反吸区中带负电的带电杂质向铝箔片位置移动，带负电的带电杂质途径所述吸杂口时，通过吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道后排出。

在另一实施方式中，所述牵引区20采用牵引驻极体作为电荷吸附结构。具体的，所述牵引驻极体为具有反向电极的驻极体，通过所述驻极体形成与前述激发的净电荷物质相反的电荷属性，从而吸附带电杂质向所述向牵引区方向运动。该方式通过利用驻极体的长期存储电荷特性，在牵引区20形成与前述净电荷物质相反的电荷属性，使净电荷物质向所述牵引区20运动，如此无需再设置通电线路。

继续参见图7所示，本实施例提供的上述技术方案，对于最上面的有效纤维区161a，该区域的纤维长，单位体积重量小，分梳补气托持力大于喷气鼓风力、离心力和重力综合作用力，使有限纤维保持在分梳腔体内参与成纱。对于中间的翻卷反吸区161b，该区域主要由轻杂质、短绒等杂质组成（由于分梳补气托持力和喷气鼓风力、离心力以及重力持平，使得该部分杂质容易反吸回分梳体内，导致意外断头），本发明一方面通过在杂质剥离面上设置吸杂口，在吸杂口的吸杂负压吸力作用下实现精准吸杂，该部分杂质综合作用下处于向下，致使轻杂质、短绒等杂质通过吸杂通道被顺利排出，显著提高了再生原料的适应性。由于吸杂主要用于清除轻杂质等，防止其翻卷反吸回分梳腔体，故吸杂负压要求不高，保证了低能耗。另一方面，还利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，通过电荷释放区的静电发生器释放净电荷物质使所述翻卷反吸区中的轻杂质带电；所述牵引区设置在吸杂口下方，牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体以吸附带电杂质向牵引区方向运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道，以此辅助吸杂口对轻杂质的精准吸杂，提升轻杂质的排杂效果。对于下面的自由落杂区161c，该区域主要是棉结、棉籽壳、短线头等重杂质，单位体积重量大，分梳补气托持力远小于喷气鼓风力、离心力和重力综合作用力，致使重杂、大杂质自由落入排杂带排出。上述方案尤其适用于含杂量较多再生原料，杂质中的重杂、大杂质等靠分梳离心力自由排出，杂质中的轻杂、短绒等靠吸杂转移清除，消除了分梳腔体排杂区杂质翻卷反吸，从而最大限度保留有效纤维成纱，实现精准除杂，保证了高制成率，同时减少了因杂质翻卷反吸导致的棉结断头，增加了再生原料适纺性。

本实施例中，所述吸杂口、吸杂通道与分梳腔排杂区可以分体制作后拼接组装，也可以一体成型制作。优选的，所述吸杂口、吸杂通道与分梳腔排杂区一体成型设置。吸杂通道172的前端连接吸杂口171，或者将吸杂口171作为吸杂通道172前端的一部分。

继续参见图7所示，所述吸杂通道172优选为L型通道，所述L型通道的内拐角进行圆角处理。所述吸杂通道172的尾部通过吸管173与吸杂主风管连通。所述吸管173的横截面为圆形，吸管173的末端设置有口径渐缩的锥形尾管，锥形尾管的小口径端与吸杂主风管连通。

进一步，对应吸杂口171或吸杂通道172还可以设置有吹气装置174。在一个实施方式中，通过所述吹气装置174能够定期对吸杂口或吸杂通道进行吹气清洁，防止吸杂管路堵塞。在另一个实施方式中，还可以根据用户的操作，通过吹气装置174对吸杂口或吸杂通道进行吹气清洁，防止吸杂管路堵塞。

参见图8所示，考虑到牵引区20的上表面也或多或少会聚积一些带电杂质，所述牵引区20设置还可以包括捕杂网板24，网板上设置有网孔以供重杂质进入自由落杂区。进一步，所述捕杂网板24上还通过横移机构25安装有清洁毛刷26，通过横移机构25驱动清洁毛刷26将捕杂网板24上捕获的带电杂质向吸杂口所在方向清扫，带电杂质在吸杂口的抽吸负压下吸入吸杂通道。

对应着所述牵引区的导电区域和静电发生器的放电区域，还可以设置有隔离保护层以防止工作人员误触导电区域和放电区域造成伤害。优选的，所述隔离保护层为网格状或梳齿状结构，所述隔离保护层优选的采用橡胶、硅胶、塑料等材料制作。

在上面的描述中，在本公开内容的目标保护范围内，各组件可以以任意数目选择性地且操作性地进行合并。另外，像“包括”、“囊括”以及“具有”的术语应当默认被解释为包括性的或开放性的，而不是排他性的或封闭性，除非其被明确限定为相反的含义。所有技术、科技或其他方面的术语都符合本领域技术人员所理解的含义，除非其被限定为相反的含义。在词典里找到的公共术语应当在相关技术文档的背景下不被太理想化或太不实际地解释，除非本公开内容明确将其限定成那样。

虽然已出于说明的目的描述了本公开内容的示例方面，但是本领域技术人员应当意识到，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述出现或讨论的顺序来执行功能。本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置；

所述排杂分梳装置包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂给通道和纤维输送通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区；所述分梳辊表面阵列布置有多个喷气孔，所述喷气孔连接喷气装置；所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；

所述排杂AI控制装置，包括通信连接的杂质检测器和控制器，所述喷气装置、静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制；所述杂质检测器用于检测喂入分梳腔中的棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；

所述控制器被配置为：获取棉条的杂质所在区域信息，在喂入分梳腔的棉条经分梳辊进行梳理时，控制分梳辊上与前述杂质所在区域对应的喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度，以便杂质与有效纤维分离；以及，根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道；

其中，所述分梳腔排杂区设置有向下倾斜布置的杂质剥离面，所述吸杂口设置在杂质剥离面上；棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，补气通道对分梳腔补气，通过所述杂质剥离面在分梳辊下部形成向下倾斜的杂质剥离通道，所述杂质剥离通道由上到下包括有效纤维区、翻卷反吸区和自由落杂区，有效纤维区的长纤维保持在分梳腔内参与成纱，翻卷反吸区的杂质通过前述吸杂口吸入吸杂通道排出，自由落杂区的杂质自由落入排杂带排出；

所述电荷释放区和牵引区对应所述翻卷反吸区设置，在前述轻杂质位于翻卷反吸区时，净电荷物质吸附翻卷反吸区中的杂质形成带电杂质；所述牵引区设置在吸杂口下方，通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向下运动，运动的带电杂质途径所述吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入前述吸杂通道。

2.根据权利要求1所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述分梳辊上的喷气孔被分为多个区域，每个区域设置有一个或多个喷气孔，同一区域的一个或多个喷气孔连接同一个喷气装置，不同区域的喷气孔连接不同的喷气装置；

所述控制器根据前述杂质所在区域信息选择对应的分梳辊喷气区域，并控制该区域的喷气装置启动。

3.根据权利要求2所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述杂质检测器包括摄像头、图像识别单元和杂质评价单元，检测棉条的杂质信息的步骤如下，

通过摄像头拍摄棉条喂给通道中的棉条的图像数据，将棉条图像数据传输给图像识别单元；

图像识别单元对棉条图像数据进行识别，获取棉条中的杂质分布信息和杂质类型信息，并将杂质分布信息和杂质类型信息发送给杂质评价单元；

根据杂质分布信息和杂质类型信息，杂质评价单元基于预设评价模型评价棉条杂质等级并标记杂质重点区域，将评价等级和标记区域信息发送至控制器。

4.根据权利要求3所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述控制器还被配置为，根据前述标记区域信息控制分梳辊上的对应区域的喷气孔进行喷气，以及根据前述评价等级选择与该评价等级对应的喷气量。

5.根据权利要求4所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述吸杂通道的抽吸气压可调节，在控制器加大喷气量的情况下，增大吸杂通道的抽吸气压以增加吸杂口对杂质的负压吸力。

6.根据权利要求1所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述杂质剥离面和水平面成60-70°角向下倾斜布置。

7.根据权利要求6所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述静电发生器包括放电电极，所述放电电极安装在杂质剥离面上且电极末端对应着杂质剥离通道，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

8.根据权利要求6所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述静电发生器包括设置在壳体上的放电腔和对应杂质剥离通道设置的电荷排放口；

所述放电腔采用框体结构，框体结构中设置有放电电极，放电电极通过高电压激发生成净电荷为正电荷或负电荷的物质；

所述框体结构上设置有至少一个框架开口作为电荷排放口，框架开口位于杂质剥离通道的翻卷反吸区，激发的净电荷物质通过所述框架开口排出并在翻卷反吸区形成电荷释放区，杂质经过电荷释放区时吸附净电荷物质形成带电杂质。

9.根据权利要求1所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述牵引区还包括捕杂网板，网板上设置有网孔以供重杂质进入自由落杂区；所述捕杂网板上通过横移机构安装有清洁毛刷，通过横移机构驱动清洁毛刷将捕杂网板上捕获的带电杂质向吸杂口所在方向清扫。