有针对建筑 垃圾的分拣装置，由于建筑垃圾和生活垃圾的组成种类存在非常大的差异，生活垃圾分拣 设备不能够用于建筑垃圾的分拣，也不是通过简单改造就能够用于建筑垃圾的分拣。更进 一步地，在现有的建筑垃圾分拣设备中，通常限于建筑垃圾中的木材、塑料等轻质物与混凝 土等重物质的分拣，尚未报导用于玻璃块、陶瓷块和砖瓦块的分拣。本领域需要一种能够有 效地将建筑垃圾中的玻璃块、陶瓷块和砖瓦块进行分拣的装置。
【发明内容】
[0018] 为解决现有技术中存在的上述问题，在现有技术的基材上，本发明人经过深入研 宄和大量实验，提出了如下技术方案：
[0019] 在本发明的一方面，提供了一种用于分选建筑垃圾的机器人，包括基座，支撑柱， 分拣臂，传动模块，控制模块；调节杆，液压器，红外扫描仪，机械手，和扬声器；其特征在 于，所述基座为上下两层结构，基座上设有液压器，传动模块，控制模块；所述支撑柱为2个 或更多个，所述升降杆设置于支撑柱内，升降杆内卡接有固定单元，主支撑柱位于基座底板 右侧，辅支撑柱设置于基座上层左侧，底端与传动模块的驱动螺杆相连；主支撑柱的固定单 元包括矩形卡块，调节杆，分拣臂和机械手，所述机械手可转动地连接在分拣臂上，分拣臂 与调节杆之间通过螺丝固定连接，调节杆通过矩形卡块固定连接在升降杆上；辅支撑柱顶 端设有安装面板，安装面板固定在升降杆上端，分拣臂通过螺丝与安装面板的四个固定孔 连接固定，分拣臂下端安设有机械手，所述扬声器内置于基座上表面，与控制模块电连接。
[0020] 更优选地，所述机器人包括基座，支撑柱，分拣臂，电机，传动模块，控制模块；调节 杆，液压器，电磁阀，红外扫描仪，固定单元，红外探头，机械手，和扬声器；其特征在于，所 述基座为上下两层结构，基座上设有液压器，传动模块，控制模块；所述液压器连接所述电 机与传动模块，控制模块连接电机与液压器；所述支撑柱为2个，所述升降杆设置于支撑 柱内，固定单元卡接在升降杆内，主支撑柱位于基座底板右侧，辅支撑柱设置于基座上层左 侦牝底端与传动模块的驱动螺杆相连；主支撑柱的固定单元包括矩形卡块，调节杆，分拣臂 和机械手，所述机械手可转动地连接在分拣臂上，分拣臂与调节杆之间通过螺丝固定连接， 调节杆通过矩形卡块固定连接在升降杆上；辅支撑柱顶端设有安装面板，安装面板固定在 升降杆上端，分拣臂通过螺丝与安装面板的四个固定孔连接固定，分拣臂下端安设有机械 手，所述扬声器内置于基座上表面，与控制模块电连接。
[0021] 优选地，所述传动模块包括相互连接的传动齿轮，驱动螺杆。可以驱动建筑垃圾的 输运。
[0022] 优选地，所述红外扫描仪设置于支撑柱的侧表面，并与基座底板的控制模块相连 接；控制模块包括CPU芯片和电磁阀。
[0023] 优选地，所述机器人还设有LED信号灯，安装在基板上层表面，并与控制模块的 CPU芯片连接。
[0024] 在一个优选实施方式中，本发明的机器人的控制模块为基于CPU的控制模块。该 控制模块对感应器的模拟量进行数据采集和处理，经过变送器将模拟量转变为0-3. 3V的 电压，再由A/D转换器变为数字信号，发送给显示器，使操作者可以更直观地观测工作装 置。所述控制模块可以包括A/D采样模块、LED显示模块、D/A输出模块、PID控制算法模块 和速度脉冲模块。通过该设计形式，使得与现有的控制模块相比，控制模块的智能化程度更 高、结构更紧凑并且控制精度更高。
[0025] 在一个优选实施方案中，所述红外扫描仪还可以安装在建筑垃圾的入口通道上并 且与控制模块相邻，该红外扫描仪包括高光学分辨率近红外传感器。
[0026] 本发明的红外扫描仪工作过程优选包括如下步骤：
[0027] (1)建筑垃圾处理：将建筑垃圾进行粗选，除去其中的木材、塑料、纸类等轻质物， 和钢筋、铁块等金属重质物，剩下基本上由玻璃块块、陶瓷块、沥青块和砖瓦块组成的建筑 垃圾，将其破碎成粒径分布在约0. 5mm-约20mm范围内的建筑垃圾颗粒，然后将其送入所述 机器人；
[0028] (2)光谱采集：利用傅立叶红外光谱仪检测各种垃圾样品（例如玻璃、陶瓷、沥青、 砖瓦等）的红外光谱，每个样本检测6次，分别进行KBr压片，制得相应的谱图；
[0029] (3)光谱预处理：首先对各种垃圾样品的500CHT1~1200CHT1波段光谱依次进行矢 量归一化、一阶求导和S-G九点平滑预处理。
[0030] 通过上述矢量归一化处理，可以消除基线漂移和幅度的差异，使光谱的矢量规范 为1，保证谱图之间具有可比性；一阶求导可以放大谱图的形状变化，从而显示出其变化的 趋势，增大谱线的差异；处理后的光谱可以降低求导产生的噪声，有效剔除样品奇异点，使 同种样品聚类效果更好，如此处理后的光谱可抵消背景干扰，也可以把原来隐藏的信号差 异放大出来，提高光谱的分辨率，可由预处理后得到的校正光谱数据构成623X36的标准 化矩阵Z，其行数据代表同一垃圾成分在此波段上对应于各波数的吸光度，列数据代表不同 垃圾成分在此波段上对应于同一波数的吸光度；
[0031] (4)特征提取：对标准化矩阵Z进行特征提取；
[0032] 标准化矩阵Z的特征提取可以按照本领域的常规方法进行。在本发明中，其特征 提取步骤优选为如下：
[0033] (4-1)首先由①式计算标准化矩阵Z的协方差阵的相关矩阵R，其中r(x，y)是该 相关矩阵R中第X行第y列数据，X代表所述标准化矩阵Z中某一列的数据，Y代表所述标 准化矩阵Z中的另一列的数据，X为列X的平均值，Y为列Y的平均值；
[0034] (4-2)再结合②式和③式求出所述相关矩阵R的特征值Xi，以及对应于该特征值 入i的特征向量li，i取1，2,. . .，r，则列向量11，12,. . .，Ir组成特征向量矩阵L，且所述 特征向量矩阵L所包含的列向量11，12, ...，Ir是互不相关联的，②和③式中E表示单位 矩阵；
【主权项】
1. 一种用于分选建筑垃圾的机器人，包括基座，支撑柱，分拣臂，传动模块，控制模块； 调节杆，液压器，红外扫描仪，机械手，和扬声器；其特征在于，所述基座为上下两层结构，基 座上设有液压器，传动模块，控制模块；所述支撑柱为2个或更多个，所述升降杆设置于支 撑柱内，升降杆内卡接有固定单元，主支撑柱位于基座底板右侧，辅支撑柱设置于基座上层 左侧，底端与传动模块的驱动螺杆相连；主支撑柱的固定单元包括矩形卡块，调节杆，分拣 臂和机械手，所述机械手可转动地连接在分拣臂上，分拣臂与调节杆之间通过螺丝固定连 接，调节杆通过矩形卡块固定连接在升降杆上；辅支撑柱顶端设有安装面板，安装面板固定 在升降杆上端，分拣臂通过螺丝与安装面板的四个固定孔连接固定，分拣臂下端安设有机 械手，所述扬声器内置于基座上表面，与控制模块电连接。
2. -种用于分选建筑垃圾的机器人，包括基座，支撑柱，分拣臂，电机，传动模块，控制 模块；调节杆，液压器，电磁阀，红外扫描仪，固定单元，红外探头，机械手，和扬声器；其特 征在于，所述基座为上下两层结构，基座上设有液压器，传动模块，控制模块；所述液压器连 接所述电机与传动模块，控制模块连接电机与液压器；所述支撑柱为2个，所述升降杆设置 于支撑柱内，固定单元卡接在升降杆内，主支撑柱位于基座底板右侧，辅支撑柱设置于基座 上层左侧，底端与传动模块的驱动螺杆相连；主支撑柱的固定单元包括矩形卡块，调节杆， 分拣臂和机械手，所述机械手可转动地连接在分拣臂上，分拣臂与调节杆之间通过螺丝固 定连接，调节杆通过矩形卡块固定连接在升降杆上；辅支撑柱顶端设有安装面板，安装面板 固定在升降杆上端，分拣臂通过螺丝与安装面板的四个固定孔连接固定，分拣臂下端安设 有机械手，所述扬声器内置于基座上表面，与控制模块电连接。
3. 根据权利要求1或2所述的用于分选建筑垃圾的机器人，其特征在于，所述传动模块 包括相互连接的传动齿轮，驱动螺杆。
4. 根据权利要求1或2所述的用于分选建筑垃圾的机器人，其特征在于，所述红外扫描 仪设置于支撑柱的侧表面，并与基座底板的控制模块相连接；控制模块包括CPU芯片和电 磁阀。
5. 根据权利要求1或2所述的用于分选建筑垃圾的机器人，其特征在于，还设有LED信 号灯，安装在基板上层表面，并与控制模块的CPU芯片连接。
6. 根据权利要求1或2所述的用于分选建筑垃圾的机器人，其中所述红外扫描仪安装 在建筑垃圾的入口通道上并且与控制模块相邻，该红外扫描仪包括高光学分辨率近红外传 感器。
7. 根据权利要求1或2所述的用于分选建筑垃圾的机器人，其中所述分拣臂和机械手 的活动部位包含润滑剂。
8. -种将建筑垃圾进行再利用的方法，将从建筑垃圾中分离出的玻璃块作为混合土外 加剂使用，所述玻璃块可以是根据权利要求1或2所述的用于分选建筑垃圾的机器人分选 得到的玻璃块。
【专利摘要】公开了一种用于分选建筑垃圾的机器人，所述基座为上下两层结构，基座下层底板上设有液压器，传动模块，控制模块；所述支撑柱为2个或更多个，所述升降杆设置于支撑柱内，固定单元卡接在升降杆内，主支撑柱位于基座底板右侧，辅支撑柱设置于基座上层左侧，底端与传动模块的驱动螺杆相连；主支撑柱的固定单元包括矩形卡块，调节杆，分拣臂和机械手，所述机械手可转动地连接在分拣臂上，分拣臂与调节杆之间通过螺丝固定连接，调节杆通过矩形卡块固定连接在升降杆上。该机器人能够进行同时多向操作，针对不同类型的建筑垃圾进行高效分拣，效率高，耐磨，稳定性强。
【IPC分类】B07C5-00, B25J11-00
【公开号】CN104690729
【申请号】CN201510039630
【发明人】官应旺
【申请人】绿索仕(徐州)环境科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月26日