CN208390476U - 逐个通过式大颗粒物料色选机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逐个通过式大颗粒物料色选机，所述的逐个通过式大颗粒物料色选机包括料仓、震动簸斗以及至少一个与所述的震动簸斗对应设置的导流槽，设置在导流槽下端下方的立体式扫描机构和剔除分离机构，以及对应设置的良品仓和废品仓，其中，所述的立体式扫描机构包括整体封闭且中部形成有落料通道的箱体、固定设置在箱体内且位于均匀分布在同一平面上的三个相机。本实用新型采用导流槽，每一通道同一时间只允许一颗物料通过检测区，即物料依次进入落料通道，每一落料通道由三支相机以120°夹角均匀分布在物料周围，每个相机观测物料表面120°范围，有效克服双视色选机对大颗粒物料观测存在盲区的问题。

Description

逐个通过式大颗粒物料色选机

技术领域

本实用新型属于物料分拣技术领域，具体涉及一种逐个通过式大颗粒物料色选机。

背景技术

人们对高品质物质生活的追求，致使产品的精加工成为工业发展的一个趋势。色选机是一种用于物料精加工的设备，它利用物料的反射、透射等光学特性，结合电子控制技术实现从大量颗粒物料中自动剔除不良品的功能，它的结构主要包括匀料导流机构、检测识别系统、剔除分离机构、主控制系统以及机架和供电部分。目前色选机普遍采用以滑槽为对称轴、前后设有相机的双视结构，物料经震动平铺成薄层后输送到观测区，观测区有前后两组相机，它们分别采集物料的图像信息，这些图像数据经过图像处理板运算后得出剔除信息，驱动剔除分离系统将不合格的物料用喷气吹出，这种双视结构，前后相机观测范围为180°角，同时观测若干通道，在选别小颗粒、扁平的物料领域非常实用。但目前色选机的应用领域越来越广泛，从最初的大米、瓜子仁等小颗粒物料扩展到大枣、带皮花生、核桃、咖啡豆甚至矿石、塑料等大颗粒物料，这些物料由于其形状立体饱满，缺陷的位置不固定，现有的双视结构对物料的观测存在较大盲区，因此色选效果不理想。

中国专利CN 107008669 A本实用新型公开了用于履带式色选机的多角度物料信息采集装置，包括图像采集系统，图像采集系统包括三个照相组，分别为第一照相组、第二照相组以及第三照相组，第一照相组、第二照相组固定安装在物料信息采集点的上方，第三照相组固定安装在物料采集信息点的下方，物料信息采集点位于待选物料沿履带落下时的抛物线轨迹上，所述第一照相组的相机Ⅰ、第二照相组的相机Ⅱ、第三照相组的相机Ⅲ的照射光线相交于物料信息采集点处，并且相机Ⅰ照射光线与相机Ⅱ的照射光线之间的夹角范围为50°～ 70°，相机Ⅱ的照射光线与相机Ⅲ的照射光线之间的夹角范围为120°～140°。

上述专利在一定程度上提高了色选的全面性，但是，对于大体积物料，如直径在数厘米甚至更大的物料，仍不能实现精确的筛选。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种逐个通过式大颗粒物料色选机，该逐个通过式大颗粒物料色选机具有全方位识别大颗粒，提高分离效果的效果。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种逐个通过式大颗粒物料色选机，包括料仓、震动簸斗以及至少一个与所述的震动簸斗对应设置的导流槽，设置在导流槽下端下方的立体式扫描机构和剔除分离机构，以及对应设置的良品仓和废品仓，其中，所述的立体式扫描机构包括整体封闭且中部形成有落料通道的箱体、固定设置在箱体内且位于均匀分布在同一平面上的三个相机，以及设置在所述的箱体内且一一与所述的相机相对设置的三个背景板。

在上述技术方案中，所述的导流槽的截面为U型或弧形。

在上述技术方案中，包括两个或以上的导流槽，在所述的震动簸斗的出料口下方设置有旋转式或翻转式分料机构以将物料轮次送入导流槽。

在上述技术方案中，在所述的导流槽内设置有挡料机构。

在上述技术方案中，所述的挡料机构为受控自导流槽底部或上部伸入导流槽内部的挡块或档杆。

在上述技术方案中，所述的震动簸斗包括振动台和料斗，所述的料斗为后宽前窄的梯形，前端开口的出料侧的侧壁底部设置有向外凸起的凹弧以构成落料口。

在上述技术方案中，所述的导流槽与水平面呈50°-70°夹角设置，所述的立体式扫描机构的相机所在平面与所述的导流槽垂直设置。

在上述技术方案中，所述的箱体为圆柱形箱体，在所述的相机平面的上方和下方分别设置有两道背景光带。

在上述技术方案中，所述的背景光带为LED灯带。

在上述技术方案中，所述的箱体形成有进气孔口和排气孔口，在所述的进气孔口处设置有进气过滤器，在所述的排气孔口对应设置有排气过滤器，同时，在所述的进气孔口对应设置有进气风机。

一种逐个通过式大颗粒物料色选机的控制方法，包括以下步骤，

1)物料在震动簸斗下震动逐个落入分料机构，

2)分料机构将物料送入其中一个导流槽，导流槽内的挡料机构控制逐个间隔放行；

3)立体扫描机构的三个相机同时对物料进行立体式拍照并传递至控制系统，

4)控制系统根据分析结果控制剔除分离机构使物料进入良品仓或废品仓。

本实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型采用导流槽，每一通道同一时间只允许一颗物料通过检测区，即物料依次进入落料通道，每一落料通道由三支相机以120°夹角均匀分布在物料周围，每个相机观测物料表面120°范围，有效克服双视色选机对大颗粒物料观测存在盲区的问题。同时观测一个物料的不同面，有效观测大颗粒物料的表面特征，更适合直径为厘米级、数厘米或十数厘米的大颗粒物料，比如大枣、带皮花生、核桃、咖啡豆、直径10cm左右的矿石，从而能准确剔除不良品，可以达到精选大颗粒物料的作用。

附图说明

图1是本实用新型整机结构示意图；

图2是本实用新型控制原理图；

图3是本实用新型震动簸斗示意图；

图4是本实用新型导流槽横截面示意图；

图5是本实用新型三视结构示意图。

图6为立体式扫描机构内部结构示意图；

图7为线阵相机的背面示意图；

图8为线阵相机的爆炸示意图。

图9是箱体的结构示意图。

图10是箱体具有进气管道的结构示意图。

其中：

1：箱体，2：进气过滤器，3：密封环，4：固定架，5；进气风机；6：进气管道，7：辅助进气管；8：排气过滤器；11：镜头；12：相机座；13：信号采集板；14：成像传感器； 15：导热片；16：压块；17：半导体制冷片；18：散热器；19：散热风扇；20：凹槽；21：长槽。150：立体式色选检测装置；151：箱体；152：相机；153：背景板；100：料仓；140：震动簸斗；110：导流槽；160：剔除分离机构；101：良品仓；102：废品仓；141：振动台； 142：料斗；143：落料口；130：控制总线；120：主控系统。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图所示，本实用新型的逐个通过式大颗粒物料色选机包括料仓100、震动簸斗140以及至少一个与所述的震动簸斗对应设置的截面为U型或弧形，如圆弧形导流槽110，设置在导流槽下端下方的立体式扫描机构150和剔除分离机构160，以及对应设置的良品仓101和废品仓 102，其中，所述的立体式扫描机构包括整体封闭且中部形成有落料通道154的箱体151、固定设置在箱体内且位于同一平面上且均匀分布的三个相机152，以及设置在所述的箱体内且一一与所述的相机相对设置的三个背景板153。

本实用新型采用导流槽，每一通道同一时间只允许一颗物料通过检测区，即物料依次进入落料通道，每一落料通道由三支相机以120°夹角均匀分布在物料周围，每个相机观测物料表面120°范围，有效克服双视色选机对大颗粒物料观测存在盲区的问题。同时观测一个物料的不同面，有效观测大颗粒物料的表面特征，更适合直径为厘米级、数厘米或十数厘米的大颗粒物料，比如大枣、带皮花生、核桃、咖啡豆、直径10cm左右的矿石，从而能准确剔除不良品，可以达到精选大颗粒物料的作用。

其中，所述的震动簸斗140包括振动台141和料斗142，所述的料斗为后宽前窄的梯形，前端开口的出料侧的侧壁底部设置有凹弧以构成落料口143，采用凹弧形的落料口，使得物料能自料头中逐个落下，而且，所述的导流槽与水平面呈50-70度夹角设置，如60度，为进一步在选别不同物料时，依据物料的大小和重量，事先将导流槽角度调节到使物料下落到落料通道内，即物料中心位于三支相机的观测中心，而且也可以利用不同长度的导流槽使物料拉开合适的距离，便于后续逐个检测。

同时，为提高检测效果，所述的立体扫描机构中相机所在平面与所述的导流槽垂直，所述的箱体为圆柱形箱体，在所述的相机平面的上方和下方分别设置有两道背景光带，如LED 灯带。LED灯照射到物料流上，光线经过物料反射或透射进入到相机中，背景板提供物料流一个可以隐匿良品料的光信息采用上下两个背景光带，提高箱体内的整体匀光性，提高拍摄质量。

所述剔除分离机构包括喷射装置、良品仓、废料仓。所述喷射装置主要包括气阀、气阀驱动板及管路等。气阀驱动板由FPGA与气阀控制电路构成，接收数据处理板的剔除信息，驱动气阀喷出高压气体将废料吹入废料仓，良品物料按原下滑轨迹进入良品仓。

同时，色选机还包括主控系统120、人机界面、调光装置、喂料震动装置、电机驱动装置以及PLC板，主控系统由人机界面、RS-控制总线130及一些辅助功能的线路板组成，主控系统接收操作者的命令，协调各色选通道有序工作。人机界面供操作者进行参数设置、系统操作、色选参数存储及报警处理等操作功能。COM口采用RS-及MODBUS协议与数据处理板、喂料震动装置、调光装置、电机驱动装置，在RS-网络中人机界面作为主站。喂料震动装置作为从站通过RS-网络与人机界面COM口连接，接收人机界面发来的工作参数，控制震动簸斗的震动幅度和启停。调光装置作为从站通过RS-网络与人机界面COM口连接，接收人机界面发来的工作参数，控制LED灯的亮度和启停。电机驱动装置作为从站通过RS-网络与人机界面 COM口连接，接收人机界面发来的工作参数，控制背景板的转动。PLC板通过RS-与人机界面COM口连接，进行电源管理、喷气控制及报警处理等。

实施例二

在上述实施例的基础上，为进一步提高适配性和物料分配的间隔性，还包括两个或以上的导流槽，在所述的震动簸斗的出料口下方设置有旋转式或翻转式分料机构以将物料轮次送入导流槽，所述的分料机构可由电机或气缸进行驱动，利用一个震动簸斗同时伺服几个导流槽，提高设备配合性。

同时，为提高物料在导流槽中的间隔效果，还可以在所述的导流槽内设置有挡料机构，所述的挡料机构为受控自导流槽底部伸入导流槽内部的挡块或档杆，利用挡块或档杆的设计，能有效保证后续分拣效果。

所述的逐个通过式大颗粒物料色选机的控制方法，包括以下步骤，

1)物料在震动簸斗下震动逐个落入分料机构，

2)分料机构将物料送入其中一个导流槽，导流槽内的挡料机构控制逐个间隔放行；

3)立体扫描机构的三个相机同时对物料进行立体式拍照并传递至控制系统，

4)控制系统根据分析结果控制剔除分离机构使物料进入良品仓或废品仓。

实施例三

如图所示，本实用新型的相机为精确温控型线阵相机，其包括相机座12，固定设置在所述的相机座的前侧面的镜头11，与所述的镜头对应地固定设置在相机座上的成像传感器14，与所述的成像传感器通讯连接的信号采集机构，如信号采集板13，以及成像传感器冷却机构，所述的成像传感器冷却机构包括一端与所述的成像传感器贴合接触的导热片15，如，所述的阵列相机为红外相机，所述的成像传感器为红外传感器；以及制冷面与所述的导热片的另一端贴合接触的半导体制冷片17。同时所述的成像传感器14内设置有温度传感器，所述的温度传感器与所述的信号采集机构通讯连接。

其中，还包括与所述的半导体制冷片的散热面贴合接触的散热器18，以及与所述的散热器贴合的散热风扇19。

成像传感器主要用于接收镜头的光线信号并转换为电信号然后传送至信号采集机构，如信号采集板，本实用新型利用导热片将成像传感器的热量导出，然后再导热片的另一端设置半导体制冷片进行制冷降温，有效实现了成像传感器的温度控制，同时，利用温度传感器的设置，根据实际温度实时调整半导体制冷片的工作电流，有效保证其工作环境的稳定性。

具体控制方法为：

1)温度传感器感测成像传感器温度并传递至信号采集机构，

2)信号采集机构根据温度不同向半导体制冷片输出对应的制冷电流同时驱动散热风扇工作，其中，根据不同的温度可以控制不同的散热风扇转速。其中，温度和制冷电流的对应关系为表格式对应，其可根据经验或者理论进行设定，以其能减少温度波动，在此不复赘述。

进一步地，为提高空间优化，所述的相机座的后侧面形成有用以容嵌所述的成像传感器的凹槽20。还包括用于定位所述的导热片的长槽21，所述的长槽穿过所述的凹槽。及，所述的长槽穿过所述的凹槽并由延伸段，优选地，所述的导热片为扁平状微循环导热铜管，在所述的微循环导热铜管内填充有导热剂。利用微循环导热铜管，提高导热效果，而将导热片定位在凹槽内，同时通过多个压块16进行紧固定位，定位效果好，而且可以实现相对相机座的散热，有效提高实际散热面积，同时保证各个相机的工况统一，将导热片贯穿凹槽式设计，同样是为了提高整体散热效果。

进一步地，所述的成像传感器上下两侧分别形成有一排引脚，所述的导热片匹配地穿设在上下两排引脚之间。具体地，所述的信号采集机构与所述的成像传感器相邻侧凸起地形成有两个与所述的引脚对应的插脚座，所述的引脚与插脚座对应插接导通。红外线阵传感器一般都直接插焊在信号采集机构的PCB板上并与其贴紧，本实用新型的成像传感器通过插脚座的设计，使得成像传感器与PCB之间之间产生了3mm左右的空隙，这样得以把导热片插入传感器背部，帮助其散热。

采用穿插式设计，利用凹槽和长槽对导热片的定位设计，使得芯片的连接不受影响，在保证芯片正常工作的前提，利用其间的导热片将成像传感器的热量重点导出，有效保证温度控制。

第四实施例

本实施例的箱体151形成有进气孔口和排气孔口，在所述的进气孔口处设置有进气过滤器 2，在所述的排气孔口对应设置有排气过滤器8，同时，在所述的进气孔口对应设置有进气风机5。所述的进气过滤器和排气过滤器为高效过滤器，即为百褶式过滤器，HEPA高效过滤网。

本实用新型的箱体1采用排气孔口处设置排气过滤器，利用排气过滤器对气流的阻挡效果，实现了箱体内微正压，同时，利用气流相对外部环境的流动，实现了正压散热结构，防止色选机的使用环境中的粉尘自然扩散或被吸入视觉检测设备壳体内，提高光学元器件的清晰度，延长电子元器件的使用寿命，对保障色选机的使用效果具有一定的实际意义。

进一步地，所述的进气过滤器设置在箱体内部，所述的进气风机固定设置在进气过滤器内侧。具体地说，所述的进气过滤器和排气过滤器分别通过顶部形成有开口和连接环边、底部形成有气孔的腔式固定架4与所述的箱体151固定连接，在所述的固定架与箱体间设置有密封环3，所述的进气风机与所述的固定架固定连接。同时固定架和过滤器间还设置有密封环，该密封环可与百褶式过滤器做成一体结构，以避免空气直接进入箱体，采用箱体开孔口内部设置进气过滤器和排气过滤器及进气风机的方式，保证箱体整体外观不受影响，避免与外设发生干涉，提高设备的整体性，而且将进气风机设置在内部，也提高了其工况，保证长久持续运行。

进一步地，还包括与所述的进气孔口对应连接的进气管道6。所述的进气管道长度为0-20m 以使进气口远离粉尘区域环境。具体地，在所述的进气孔口处固定设置，如通过法兰固定连接有辅助进气管7，进气管道6安装在辅助进气管7的进口处，这样，当色选机处于粉尘较重或者其他恶劣环境时，利用安装进气管道6可将室外或其他粉尘较少的环境中的空气引入，同时，在排气孔口处也可以连接排气管道，对箱体内的洁净空气利用排气管道引导至其他地方，进行有效利用。

进一步地，为提高制冷效果，在所述的进气孔口处设置有换热盘管，在所述的排气孔口处设置有安全网格。利用换热盘管可有效减少外部环境的高温时对机箱内部温度的影响，保证机箱内部的合适温度，同时，为减少内部箱体各部件间出现干涉的可能，所述的进气过滤器设置在所述的进气孔口的外侧，所述的进气风机固定在所述的进气孔口的内侧，或者所述的进气风机设置在进气过滤器的外侧，同时，所述的排气过滤器也设置在箱体外侧，即，保持箱体内部空间不被占据。

其中，为减低风阻，所述的进气孔口和排气孔口对应设置在箱体相对的两侧壁上，同时，为提高各侧面的出风效果，避免内部出现短路，所述的进气孔口为一个，所述的排气孔口为至少两个，采用多排气孔口设置，可有效对机箱内各部分，尤其是对线阵相机散热风扇散发的热量进行有效疏散，进行有效冷却。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：包括料仓、震动簸斗以及至少一个与所述的震动簸斗对应设置的导流槽，设置在导流槽下端下方的立体式扫描机构和剔除分离机构，以及对应设置的良品仓和废品仓，其中，所述的立体式扫描机构包括整体封闭且中部形成有落料通道的箱体、固定设置在箱体内且位于均匀分布在同一平面上的三个相机，以及设置在所述的箱体内且一一与所述的相机相对设置的三个背景板。

2.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的导流槽的截面为U型或弧形。

3.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：包括两个或以上的导流槽，在所述的震动簸斗的出料口下方设置有旋转式或翻转式分料机构以将物料轮次送入导流槽。

4.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：在所述的导流槽内设置有挡料机构。

5.根据权利要求4所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的挡料机构为受控自导流槽底部或上部伸入导流槽内部的挡块或档杆。

6.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的震动簸斗包括振动台和料斗，所述的料斗为后宽前窄的梯形，前端开口的出料侧的侧壁底部设置有向外凸起的凹弧以构成落料口。

7.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的导流槽与水平面呈50°-70°夹角设置，所述的立体式扫描机构的相机所在平面与所述的导流槽垂直设置。

8.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的箱体为圆柱形箱体，在所述的相机平面的上方和下方分别设置有两道背景光带。

9.根据权利要求8所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的背景光带为LED灯带。

10.根据权利要求1所述的一种逐个通过式大颗粒物料色选机，其特征在于：所述的箱体形成有进气孔口和排气孔口，在所述的进气孔口处设置有进气过滤器，在所述的排气孔口对应设置有排气过滤器，同时，在所述的进气孔口对应设置有进气风机。