CN115055111A - 行星混炼造粒设备的监测及反馈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，包括容器、行星飞刀组件、刮料臂组件、公转驱动机构、以及出料输送带；还包括多点设置于容器内周表面及出料输送带上的用于监测物料的摄像头、用于信号传输的通信部件、用于调整参数的控制单元和信息处理设备，本发明提供的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，可适应不同的土壤与混合添加料，利用摄像头于容器内与出料端双点监控，能够快速识别并反馈此次造粒的情况，调整公转轴与旋转轴的旋转方向、转速或原料配方，保证出料的效果，避免产品因粒径质量不合格造成的经济损失，使产出的产品符合施工的要求，有利于各种应用场合的输送与使用。
Description
技术领域
本发明涉及监测技术领域，具体涉及一种行星混炼造粒设备的监测及反馈装置。
背景技术
行星混炼造粒设备能够用于改良和有效利用建筑渣土。行星混炼造粒方法是在圆筒状的容器内高速旋转的冲击构件的造粒方法，利用具备的行星混炼造粒设备，利用冲击部件的冲击力，对容器内投入的建筑渣土进行破碎，细粒化的施工方法，具有使材料细致均匀分散的效果。另外，根据需要添加氧化钙、氢氧化钙等石灰系相变材料和普通水泥，高炉水泥等水泥系相变材料或高分子材料组成的混合土改良材料等，可以调整改良土的性状和强度等。
该方法与以往的方法相比，土壤的适用范围更广，因此，在以往方法中难以改良的建筑渣土也能均质混合。也就是说，利用高速旋转的撞击构件的冲击力，将黏土块分解成细小的黏土块，将渣土破碎成细小的黏土块进行混合，因此可以制造出质量稳定的改良土。其结果是，能够有效利用迄今为止在场外处理的建筑渣土等，降低环境负荷，削减工程费用和事业费用等成本。这样，行星混炼破碎混合施工方法，在一个机构中可以同时进行破碎和混合，由于适用各种土壤，因此适用于建筑渣土等的有效利用。
但行星混炼造粒设备的监测及反馈装置还不够完善，不能达到实时反馈造粒状况的要求，使造粒效率低下，造粒结果不达标等问题频繁出现，因此本发明提供一种行星混炼造粒设备的监测及反馈装置。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，采用如下技术方案：
包括容器，公转驱动机构，行星飞刀组件，刮料臂组件、摄像头、出料输送带及粒度图像检测。公转驱动机构驱动着行星飞刀组件及刮料臂组件旋转，行星飞刀组件包括旋转轴、旋转刀片，可自转的设于公转驱动机构下；刮料臂组件设置于容器的内部，分为底板刮料器与弧板刮料臂，为了降低物料黏壁的情况进行布置；摄像头设置于容器上，多点布置，能够捕捉到容器内的运行情况反馈至控制单元，根据运行情况调整转速及配方等参数；出料输送带设置于出料端，出料输送带也设置有摄像头，为了能够实时的将造粒情况反馈至PC端进行粒度图像检测。
在一较佳的实例中，公转驱动机构驱动着行星飞刀组件及刮料臂组件进行高速旋转运动，使物料能够充分的混合，避免黏壁的情况出现。
在一较佳的实例中，行星飞刀组件相对于公转驱动机构对称，旋转叶片沿旋转轴方向呈螺旋状排列。
在一较佳的实例中，是由摄像头(带夜视功能)拍摄静止图像及运动图像，通过通信部件反馈至PC端。
在一较佳的实例中，控制单元由CPU(Central Processing Unit)，ROM(Read OnlyMemory)，RAM(Random Access Memory)等的组成，能够收到摄像头的实时反馈，从而通过情况改变公转驱动机构与旋转轴的转速及原料的配方，来调整整个造粒过程的效果。
在一较佳的实例中，控制单元分析捕获的运动图像，识别粘附到容器的内周表面的处理目标的量(粘附量)，并基于指定的处理目标的粘附量。控制单元通过使用拍摄容器的内周表面获得的大量图像(学习数据)来指定要行星混炼造粒装置处理容器内的附着量。
在一较佳的实例中，出料输送带上安装摄像头的位置的视野范围要能够覆盖整个出料输送带的宽度范围，以使得出料输送带上的每个颗粒都被拍摄，摄像头帧率满足图像采集速度要求，通过通信部件传入个人计算机PC端，进行粒度粒形识别。
在一较佳的实例中，粒度粒形识别及图像处理通过PC端进行，实时反馈至电脑，判断造粒产品是否符合各应用场合，若不符合可立即调整公转驱动机构与旋转轴的旋转方向、旋转速度或原料配方。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明提供的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，可适应不同的土壤与混合添加料，利用摄像头于容器内与出料端双点监控，能够快速识别并反馈此次造粒的情况，调整公转轴与旋转轴的旋转方向、转速或原料配方，保证出料的效果，避免产品因粒径质量不合格造成的经济损失，使产出的产品符合施工的要求，有利于各种应用场合的输送与使用。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
图1为本发明优选实例中行星混炼造粒设备的工作示意图。
图2为本发明优选实例中行星混炼造粒设备内部结构示意图。
图3为本发明优选实例中行星混炼造粒设备的监测及反馈装置的控制程序示意图。
图4为本发明优选实例中行星混炼造粒设备出料输送带的工作示意图。
附图标记：
1-容器，2-公转驱动机构，3-行星飞刀组件，4-刮料臂组件，5-摄像头，6-出料输送带，7-粒度图像检测，31-轴承，32-旋转轴，33-旋转叶片，43-弧板刮料臂，101-控制单元，102-通信部件，103-行星混炼造粒装置驱动机构，104-电机。
具体实施方式
现结合附图详细描述根据本发明的实施例。
以下，将参照图1至图4详细描述根据实例的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置。
图1至图4示意性地展示出了根据实施例的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置的配置。本实施方式的行星混炼造粒设备是用于改良并有效利用诸如建筑渣土等土壤的装置。行星混炼造粒设备对土壤进行破碎和细粒化，使土壤细而均匀地分散。另外，根据需要添加料(氧化钙、氢氧化钙等石灰系相变材料和普通水泥，高炉水泥等水泥系相变材料或高分子材料组成，将完成土质改良材料，天然纤维、树脂化学纤维等)也将被投入。当添加料被投入时，行星混炼造粒设备通过将土壤和添加料混合成为改良土，来调整改良土的性状和强度等。
如图1所示，行星混炼造粒设备的监测及反馈装置包括容器1、公转驱动机构2、行星飞刀组件3、刮料臂组件4、摄像头5、出料输送带6及粒度图像检测7。公转驱动机构2保持行星混炼造粒装置的各部件的运行，公转驱动机构2通过轴承31与行星飞刀组件3相连接，行星飞刀组件3包括轴承31、旋转轴32、旋转叶片33，旋转轴32通过轴承31可自转的设置于公转驱动机构2上，旋转轴32内侧设置多个旋转叶片33，旋转叶片33通过旋转轴32的旋转而离心旋转，在容器1内高速移动，从而破碎或混合处理对象。因此，行星混炼造粒装置可被称为行星式破碎混合装置。摄像头5(带夜视功能)在容器1上多点布置，能够实时的监控容器1内的混合情况，反馈到外部信息系统，从而调整旋转轴转速。根据实时反馈情况，旋转叶片33的厚度和数量可以根据反馈的结果调整处理量、添加材料的种类、数量、改良土的目标质量等。
如图2所示，公转驱动机构2设置有控制部件，根据摄像头5反馈至控制部件，控制部件以确定的旋转速度对行星飞刀组件3进行旋转控制。例如，在处理对象的附着量多的情况下，可以加快旋转速度，并且在附着量少的情况下，可以减慢旋转速度。因此，能够利用弧板刮料臂43高效地刮取附着在容器1的内周面上的处理对象。由此监控装置使得结构简化，破碎混合后的处理对象附着在容器1内的地方减少，因此可以减少容器1内的清洁次数，提高可维护性。所以，由于部件数量减少，因此能够降低设备的制造成本，还能够降低行星混炼造粒设备的重量。
行星混炼造粒装置的控制系统如框图所示的图3所示，行星混炼造粒装置通过CPU(Central Processing Unit)，ROM(Read Only Memory)，RAM(Random Access Memory)等的控制单元101，控制单元101经由通信部件102向外部信息处理设备(PC(个人计算机)、平板终端等)发送由摄像头5(带夜视功能)拍摄的运动图像或静止图像。此外，控制单元101分析运动图像或静止图像，并经由通信部件102将分析结果发送到外部信息处理设备。此外，控制单元101基于运动图像的分析结果控制驱动电机104。此外，控制单元101基于旋转速度和电机104的旋转速度改变摄像头5的设置。
在此，假设摄像头5是帧速率可以被设置在例如120fps和960fps之间的照相机。控制单元101基于旋转轴32的旋转速度设置包括摄像头5的帧频在内的成像条件，并在容器1中拍摄运动图像。然后，控制单元101分析捕获的运动图像，识别粘附到容器1的内周表面的处理目标的量(粘附量)，并基于指定的处理目标的粘附量。控制单元101可以使用通过拍摄容器1的内周表面获得的大量图像(学习数据)来指定要通过机器学习来处理的附着量。控制单元101以确定的转速控制旋转轴32的旋转。例如，当处理的附着量大时，可以提高转速，当处理的附着量小时，可以降低转速。结果，能够有效地刮除附着在容器1的内周面的处理对象物。由于摄像头5设置在高于旋转叶片33的位置拍摄运动图像，所以可以拍摄适当的范围。此外，通过使用多个摄像头5，可以拍摄整个容器1的内部。
另外，控制单元101根据拍摄到的动画分析行星混炼造粒装置内的状态，判断是否需要维护，通过通信部件102将判断结果输出到外部的信息处理装置，由此，作业者通过参照输出的信息，能够在适当的定时进行维护，控制单元101根据被加工的容器1在内周面的附着量、弧板刮料臂43的磨损量、加工对象物的动作等来判断是否需要维护。这可以基于容器1中的处理目标的行为来执行。
另外，关于旋转叶片33是否需要维护，可以通过在旋转叶片33未旋转的定时分析由摄像头5拍摄的图像(例如静止图像)来判断。由此，能够高精度地分析旋转叶片33的状态和处理对象的附着状况，因此能够高精度地判断是否需要维护。
此外，控制单元101将由摄像头5拍摄的动画和静止图像传送到外部信息处理装置的作业者，通过参照传送的动画和静止图像，可以确认行星混炼造粒装置内的状态，例如，在以120fps的帧率拍摄动画时，可以将播放速度(慢速倍率)从4倍提高到10倍进行播放，另外，例如，在以480fps的帧率拍摄动画时，可以将播放速度从8倍提高到20倍。此外，例如，当以960fps的帧速率拍摄运动图像时，再现速度可以从16倍增加到40倍以进行再现。在这种情况下，工作人员可以根据运动图像判断是否需要维护，并根据判断结果进行维护，从而可以提高工作效率。
行星混炼造粒装置出料输送带的工作示意如图4所示，在出料输送带6上方安装一个摄像头(带夜视功能)5，用于对被测的造粒粒形进行图像采集。安装位置要使得摄像头5的视野范围能够覆盖整个出料输送带6的宽度范围，以使得出料输送带6上的每个颗粒都被拍摄，所选的摄像头6帧率满足图像采集速度要求，通过通信部件102传入个人计算机PC端，进行粒度粒形识别。对造出的粒如粒形图像检测7示出，进行几何特征识别与图像处理分析，得出每个颗粒的粒形粒度与各方向的径长，以此来判断粒形粒度是否符合要求。充当路基填料时要求大于10mm的颗粒总数小于15％，造粒时，出料输送带6进行五次图像识别，取其平均值看是否符合要求；如符合要求进行路基填料处理，如不符合立即反馈调整造粒参数，如主轴、飞刀转速，造粒配方等。
另外，上述两道工作程序可以由操作者进行土壤破碎状况的确认，也可以由操作者通过PC、控制单元等控制旋转轴32的旋转速度，能够在设置的位置破碎土壤，混合土壤和添加材料，作为改良土排出到外部。改良土可以作为例如公园的回填、建筑物的回填、土木构造物的填土、河川筑堤用填土、道路用填土、土地平整用填土、铁路填土、机场填土、水面填土等用途使用。在本实施方式中，由于行星混炼造粒装置的重量较轻，所以能够降低整个处理系统的使用功率。
上述实施方式是本发明的优选实施例。但是，不限于此，例如旋转叶片33破碎的对象不限于建筑渣土，可以是污泥、粘土等，也可以是污泥、粘土等混合在土壤中。这样，能够在不脱离本发明主旨的范围内实施各种变形。。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，其特征在于：包括容器、行星飞刀组件、设置于容器底部的刮料臂组件、驱动行星飞刀组件及刮料臂组件旋转的公转驱动机构、以及用于输送物料的出料输送带；所述刮料臂组件包括底板刮料器和弧板刮料臂；所述行星飞刀组件包括可自转的设于所述公转驱动机构下的旋转轴及旋转刀片；
还包括多点设置于容器内周表面及出料输送带上的用于监测物料的摄像头、用于信号传输的通信部件、用于调整参数的控制单元和信息处理设备。
2.根据权利要求1所述的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，其特征在于：所述控制单元有线连接或无线连接公转驱动机构、旋转轴以及通信部件，所述摄像头有线连接或无线连接通信部件，所述信息处理设备有线连接或无线连接通信部件。
3.根据权利要求1所述的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，其特征在于：所述行星飞刀组件相对于公转驱动机构对称，所述旋转刀片沿旋转轴方向呈螺旋状排列。
4.根据权利要求1所述的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，其特征在于：所述信息处理设备为用于粒度粒形识别及图像处理的PC端或平板终端。
5.根据权利要求1所述的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，其特征在于：所述摄像头的帧速率为120fps-960fps。
6.根据权利要求1所述的行星混炼造粒设备的监测及反馈装置，其特征在于：所述控制单元包括CPU、ROM以及RAM。
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