CN211802465U - 一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，为分拣装置的一部分，包括架体、气吹装置、以能够转动的方式安装于架体上的转动轴和用于驱动转动轴转动的转动电机，气吹装置包括气吹座、气泵和若干个喷嘴，气吹座与转动轴传动连接，各喷嘴均安装于气吹座上，各喷嘴的进气端分别通过气管与气泵的出气端相连接，各气管上分别安装有用于控制所述气泵与对应喷嘴通断的电磁阀；分拣装置包括用于根据物料的大小、物料对应的收集盒的位置坐标和当前气吹座的角度位置来调整气吹座的转动角度和喷嘴的喷吹时间的工控机。本实用新型存在喷气和转动两个动作，转动电机驱动气吹座转动，以调节喷嘴的气吹角度，来适应不同类型物料的分拣，提高分拣精度。

Description

一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统

技术领域

本实用新型涉及气动分拣领域，更具体地说涉及一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统。

背景技术

建筑垃圾是指在建设过程中或旧建筑物维修和拆除过程中产生的固体废弃物，包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、木料、金属、管道及电器等物料。目前对建筑垃圾的分拣常采用人工分拣、摘取式分拣和气动式分拣等，随着自动化程度的不断提高，摘取式分拣和气动式分拣已经逐渐取代人工式分拣，尤其是近几年气动技术随着气动行业的快速发展而发展，气动技术已在各个行业领域内得到了广泛的应用。

目前，气动分拣系统有多种多样，但是，气动分拣系统的喷气口是固定不变的，即，气动分拣系统中的气吹装置的气吹方向是固定不变的，仅能改变其气吹的强度，而气吹角度对物料的风吹距离有极大的影响，导致分拣精度降低，增加后续的人工分拣成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其能够调节气吹装置的气吹角度，以适应不同的分拣环境，提高分拣精度。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其为分拣装置的一部分，所述分拣装置包括传送带和安装于所述传送带后侧的收集盒，角度自动调整系统包括架体、气吹装置、以能够转动的方式安装于所述架体上的转动轴和用于驱动所述转动轴转动的转动电机，所述气吹装置包括气吹座、气泵和若干个喷嘴，所述气吹座与所述转动轴传动连接，各所述喷嘴均安装于所述气吹座上，各所述喷嘴的进气端分别通过气管与所述气泵的出气端相连接，各所述气管上分别安装有用于控制所述气泵与对应所述喷嘴通断的电磁阀；

所述分拣装置还包括用于根据待分拣物料的大小、待分拣物料对应的收集盒的位置坐标和当前所述气吹座的角度位置来调整所述气吹座的转动角度和所述喷嘴的喷吹时间的工控机，各所述电磁阀均与所述工控机的输出端电性连接，所述气泵的驱动端电性连接所述工控机的输出端。

所述气吹座包括喷嘴段和两安装段，两所述安装段分别安装于所述喷嘴段上，且所述喷嘴段和两所述安装段整体呈n字型。

所述转动轴的两端分别以能够转动方式安装于所述安装段处，且所述转动轴的第一端外套设有转动齿轮，所述转动电机的输出轴外套设有电机齿轮，所述转动齿轮和所述电机齿轮相互啮合。

各所述喷嘴均安装于所述喷嘴段上，且各所述喷嘴依次沿所述喷嘴段的长度方向布置。

所述转动电机上安装有用于检测所述气吹座的旋转角度和旋转位置的旋转编码器，所述旋转编码器的输出端电性连接所述工控机的输入端。

所述工控机内具有预设有分别与所述传送带的速度相匹配的三个物料数量范围的存储单元。

所述传送带的后端处架设有限位开关，所述限位开关位于所述气吹座的转动路径上。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：气吹装置的设置，本实用新型存在喷气和转动两个动作，在转动电机得到控制信号后，转动电机驱动气吹座逆时针或顺时针转动，调节喷嘴的气吹角度，以适应不同类型物料的分拣，提高分拣精度，并且，气泵与各喷嘴的连接设置，工控器调整各喷嘴的气压大小，以对待分拣物料进行精准的气动分拣。

附图说明

图1为包括有角度自动调整系统的物料分拣装置的结构示意图；

图2为角度自动调整系统的结构示意图；

图3为本实用新型的电路框图。

图中：

11-工业相机； 12-传送带；

13-收集盒； 20-立柱；

30-转动轴； 31-转动齿轮；

32-联轴器； 33-带座万向轴承；

41-气吹座； 411-喷嘴段；

412-安装段； 42-气泵；

43-喷嘴； 50-转动电机；

51-电机齿轮； 52-旋转编码器；

60-限位开关。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其安装于建筑物料的传送装置的下方处，是现有的分拣装置中的一部分。其中，混合物料可为砖头、塑料、混凝土块和/或纸板等物料。

如图1所示，分拣装置包括常规的传送装置、检测装置、工控机和收集盒13。检测装置包括工业相机11和检测编码器，传送装置包括传送带12，该传送带12用于传送物料，以传送带12的传送方向为从前至后的方向，传送带12与检测编码器按常规方式相连接，检测编码器用于检测传送带12的速度；工业相机11架设于传送带12的上方，且工业相机11的摄像头朝向传送带12的带面处，以工业相机11拍摄到传送带12带面的一段为工作段。

收集盒13放置于传送带12的后方，且收集盒13沿前后方向依次布置，以混合物料为混凝土块和砖块，那么有两个收集盒13，分别对应为收集盒一和收集盒二，收集盒一位于收集盒二的前侧，收集盒一位于传送带12传送时混凝土块自由落体的落地位置处，收集盒二用于收集砖块。本实施例中，工控机内预置有收集盒二的位置坐标以及收集盒二对应的待分拣物料的特征信息，待分拣物料的特征信息可为大小、纹理、边缘、灰度和/或角点等，以通过待分拣物料的特征信息确定传送带12上混合物料中相应物料的类型。

传送装置的电机的驱动端电性连接工控机的输出端，以通过工控机控制传送装置的启闭。检测编码器的输出端连接工控机的输入端，以便检测编码器将采集的数据传输给工控机。工业相机11的输出端连接工控机的输入端，工控机接收工业相机11拍摄的图片，并对传输的图片进行处理，具体来说，工控机内具有图像处理单元，该图像处理单元对传输的图片进行处理、计算，即可获取混合物料的特征信息、各待分拣物料的位置坐标和传送带12的工作段内待分拣物料的个数，其中，这种通过图像处理单元对图片进行处理，获取混合物料的特征信息、待分拣物料的位置坐标和待分拣物料个数的方式，在分拣装置中是常规公知的技术。

本实用新型中，上述的工控机为现有常规具有图像处理类的工控机，例如型号为IPC-510的研华工控机。

本实用新型中，角度自动调整系统安装于传送带12的后端的下方，且位于各收集盒13的前侧处。

如图1-3所示，角度自动调整系统包括架体20、气吹装置、转动轴30和转动电机50；转动轴30以能够转动的方式安装于架体20上，转动电机50用于驱动转动轴30转动，气吹装置包括气吹座41、气泵42和若干个喷嘴43，气吹座41与转动轴30传动连接，各喷嘴43均安装于气吹座41上，且各喷嘴43的进气端分别通过气管与气泵42的出气端相连接，各气管上分别安装有电磁阀，各电磁阀均用于控制气泵42与对应的喷嘴43之间的通断，气泵42安装于传送带12的下方。其中，上述的工控机内预置有各喷嘴43的位置坐标。

气泵42的驱动端连接工控机的输出端，各电磁阀的控制端均连接上述的工控机的输出端，用以通过工控机控制单个电磁阀或多个电磁阀的通断，从而使气泵42与对应的喷嘴43之间相连通或相隔断。上述的工控机还用于根据待分拣物料的大小、待分拣物料对应的收集盒二的位置坐标和当前气吹座41的角度位置来调整气吹座41的转动角度和喷嘴43的喷吹时间。

具体来说，上述的气吹座41包括喷嘴段411和两安装段412，两安装段412分别对应安装于喷嘴段411的相应端，且喷嘴段411和两安装段412整体呈n字型。喷嘴段411按自身长度方向沿上述的传送带12的宽度方向布置的方式布置于传送带12的后端的下方，并且，各喷嘴43均安装于喷嘴段411上，且各喷嘴43依次沿喷嘴段411的长度方向布置。其中，上述的收集盒13均位于各喷嘴43的喷吹范围内，且从传送带12掉落的物料均位于相应喷嘴43的喷吹范围内。

转动轴30的两端与两安装段412分别一一对应，转动轴30的两端分别以能够转动的方式安装于对应的安装段412上，转动轴30与安装段412的安装结构为常规结构，例如，转动轴30的两端分别通过联轴器32安装于对应的安装段412上。转动轴30的第一端外紧密套设有转动齿轮31，该第一端为靠近于收集盒一的一端，上述的转动电机50的输出轴外紧密套设有电机齿轮51，转动齿轮31和电机齿轮51相互啮合。

转动轴30上安装有两带座万向轴承33，该带座万向轴承33包括轴承座和安装于轴承座内的轴承，该轴承座安装于架体上，转动轴30安装于轴承内，且转动轴30的两端按上述结构进行安装，以此使转动轴30可转动地安装于架体20上。较佳地，架体20包括两相对布置的立柱，两立柱20依次转动轴30的轴向布置，转动轴30上安装有两带座轴承33，两轴承座与两立柱分别一对一配设，两轴承座分别安装于对应的立柱上，且转动轴30穿设于两轴承内，以进一步地稳固支撑转动轴30，使其不易晃动。

气吹装置的转动过程为：转动电机50的转动，带动电机齿轮51转动，因电机齿轮52和转动齿轮31相互啮合，故电机齿轮52转动带动转动齿轮31转动，使得转动轴30跟随转动齿轮31转动，从而带动气吹座41转动，进而使各喷嘴43转动，实现各喷嘴43的位置角度的改变，即改变各喷嘴43相对收集盒二的开口面的角度。

进一步地，上述的转动电机50上按常规方式安装有旋转编码器52，旋转编码器52为现有公知的旋转编码器，该旋转编码器52用于检测气吹座41的旋转角度和旋转位置。旋转编码器52的输出端连接工控机的输入端，旋转编码器52检测的数据传输给工控机。

本实用新型中，传送带12的速度分为慢速、中速和快速，以传送带12的慢速为0.2m/s，中速为0.6m/s，快速为1m/s。其中，传送带12的速度可以根据实际分拣物料进行人工设定。

工控机内具有预置有设定的三个物料数量范围的存储单元，三物料数量范围分别对应为第一数量范围、第二数量范围和第三数量范围，第一数量范围为0-19，第二数量范围为20-50，第三数量范围为50以上，当工控机对工业相机11拍摄的图像进行处理，获取到传送带12的工作段上待分拣物料的个数后，工控机将当前工作段上的待分拣物料个数与三个物料数量范围进行匹配，匹配结果如下：

1、若当前工作段上的混合物料个数位于第一数量范围内时，工控机控制传送带12的速度切换到快速；

2、若当前工作段上的混合物料个数位于第二数量范围内时，工控机控制传送带12的速度切换到中速；

3、若当前工作段上的混合物料个数位于第三数量范围内时，工控机控制传送带12的速度切换到慢速。

进一步地，上述的传送装置的传送框架的后侧面处安装有限位开关60，该限位开关60的触发端朝向后侧，且限位开关60位于上述的气吹座41的喷嘴段411的转动路径上。在气吹座41转动超过90°时，气吹座41碰触限位开关60的触发端，使限位开关60动作，传送开关量信号给工控机，工控机接收限位开关60的开关量信号后控制转动电机50停止转动或转动电机50复位，以此限制气吹座41的转动，起到保护的作用。

本实用新型中，分拣装置的工作过程为，传送带12传送混合物料的过程中，工业相机对传送带12的工作段实时进行拍摄，并将拍摄的图像传输给工控机，工控机将工业相机拍摄的图像进行处理，得到工作段上混合物料的特征信息，并将各物料的特征信息与其内预置的特征信息比对，以获取当前工作段上混合物料中待分拣物料的个数、大小和拍摄时刻的位置信息，然后工控机根据工作段上待分拣物料的个数，调整传送带12的速度，同时工控机根据待分拣物料的特征信息，判断待分拣物料的类型，然后工控机结合传送带的速度，计算出待分拣物料被喷吹的位置，并匹配相应位置上的喷嘴43，当物料掉落时，工控机控制角度自动调整系统动作。

本实用新型的工作过程为：工控机根据掉落下来的待分拣物料匹配的喷嘴43，控制该喷嘴43上的电磁阀打开，同时工控机根据当前气吹座41的角度位置、待分拣物料的类型对应的收集盒二的位置坐标、待分拣物料类型对应的单位质量以及待分拣物料的大小，调整气吹座41的转动角度和相应喷嘴的气吹时间，在此过程中，工控机实时获取限位开关60的开关状态，若获取到限位开关60的开关量信号时，控制转动电机50停止工作。

本实用新型中，角度自动调整系统的调节原则是，同一待分拣物料的粒径越大，也就是越重，那么喷嘴43相对水平面的角度也越大，喷吹时间也相应延长。且，再结合收集盒13的位置坐标，对喷嘴43的角度位置和喷吹时间进行适当的调整。

以待分拣物料为混凝土块和砖块为例进行说明，物料的大小与喷嘴43的角度关系如下所述。

当砖块的粒径为2-4cm，气吹座41的喷嘴段411相对水平面呈30°，即各喷嘴43相对水平面呈30°；

当砖块的粒径为5-6cm，气吹座41的喷嘴段411相对水平面呈50°，即各喷嘴43相对水平面呈50°。

这样，被传送带12传送至后端的混合物料，在传送带12的传送下，混凝土块直接掉落到收集盒一内，砖块根据上述角度关系被相应的喷嘴43喷吹到收集盒二内。

需说明的是，上述喷嘴43的气压大小一般选用工业标准气源，用储气罐保持压力大小，且该压力一般不进行调节，一般为0.55-0.8MPa。

上述的粒径指的是能够包裹待分拣混凝土块的最小圆直径。

在建筑废料中，一般会把较大的其他材质，如木头、钢筋等分拣出去，剩下的混凝土块和砖块经过破碎、筛分，这样出来的废料的粒径相对固定，一般为2-6cm。

本实用新型中，上述待分拣物料的粒径大小与喷嘴的角度关系，以及喷嘴的喷吹时间能够通过大量实验获得，故不再展开叙述。

当工控机判断出待分拣物料的类型和大小后，根据当前气吹座41相对水平面的位置信息，调整当前气吹座41的角度，随后根据相应收集盒13的位置坐标，控制相应喷嘴43的气压大小，以使待分拣物料能够被吹入相应的收集盒13内。

以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其为分拣装置的一部分，所述分拣装置包括传送带和安装于所述传送带后侧的收集盒，其特征在于：角度自动调整系统包括架体、气吹装置、以能够转动的方式安装于所述架体上的转动轴和用于驱动所述转动轴转动的转动电机，所述气吹装置包括气吹座、气泵和若干个喷嘴，所述气吹座与所述转动轴传动连接，各所述喷嘴均安装于所述气吹座上，各所述喷嘴的进气端分别通过气管与所述气泵的出气端相连接，各所述气管上分别安装有用于控制所述气泵与对应所述喷嘴通断的电磁阀；

所述分拣装置还包括用于根据待分拣物料的大小、待分拣物料对应的收集盒的位置坐标和当前所述气吹座的角度位置来调整所述气吹座的转动角度和所述喷嘴的喷吹时间的工控机，各所述电磁阀均与所述工控机的输出端电性连接，所述气泵的驱动端电性连接所述工控机的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其特征在于：所述气吹座包括喷嘴段和两安装段，两所述安装段分别安装于所述喷嘴段上，且所述喷嘴段和两所述安装段整体呈n字型。

3.根据权利要求2所述的一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其特征在于：所述转动轴的两端分别以能够转动方式安装于所述安装段处，且所述转动轴的第一端外套设有转动齿轮，所述转动电机的输出轴外套设有电机齿轮，所述转动齿轮和所述电机齿轮相互啮合。

4.根据权利要求2所述的一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其特征在于：各所述喷嘴均安装于所述喷嘴段上，且各所述喷嘴依次沿所述喷嘴段的长度方向布置。

5.根据权利要求1所述的一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其特征在于：所述转动电机上安装有用于检测所述气吹座的旋转角度和旋转位置的旋转编码器，所述旋转编码器的输出端电性连接所述工控机的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其特征在于：所述工控机内具有预设有分别与所述传送带的速度相匹配的三个物料数量范围的存储单元。

7.根据权利要求1所述的一种气动分拣喷嘴的角度自动调整系统，其特征在于：所述传送带的后端处架设有限位开关，所述限位开关位于所述气吹座的转动路径上。

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