退役汽车有色金属光电色选方法及其装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种退役汽车有色金属光电色选方法及其装置，有色金属破碎料在传送带上逐一经过视觉检测机构，视觉检测机构对进入视野范围的有色金属破碎料进行图像采集、颜色特征提取并生成颜色特征信号，将颜色特征信号和目标金属种类的颜色进行匹配判断，当匹配通过时，传送带末端后方的气喷嘴喷气改变飞出的有色金属破碎料的运动路径使其落入特定料斗。该方法能从有色金属破碎料中逐一挑选出目标有色金属种类，可靠性高、适用于大粒径的破碎料、不产生污染。
【专利说明】
退役汽车有色金属光电色选方法及其装置
技术领域
[0001]本发明属于金属分选领域，具体涉及一种退役汽车有色金属光电色选方法及其装置。
【背景技术】
[0002]退役汽车各材料组成中，钢铁约占70%，有色金属(铝、铜、镁合金和少量锌、铅及轴承合金)约占10%，其他为非金属。再使用、再制造和再循环是退役汽车循环再利用的三种主要形式，对没有良好再使用和再制造性的退役汽车整车及零部件，一般采用再循环方式实现资源化。再循环的主要工艺包括碾压、破碎和分选，分选所依据的是汽车不同组成材料物理性质的差异进行种类分离，如将金属和非金属分离或者从金属中分离出有色金属，但是，目前并没有将退役汽车有色金属进一步进行分类的设备。
[0003]国内高校、科研院所及科技企业大多针对生活垃圾或家电回收领域中的有色金属分选技术进行了一些理论研究和设备研发。与此相关的专利主要有:
申请号为201510336863.0的发明申请“一种高频涡流有色金属分选机”和申请号为201410771784.8的发明申请“有色金属分选系统”都采用电涡流分选原理——驱动磁辊筒高速转动，产生交变磁场，使通过磁场区的有色金属内部产生感应涡电流;感应涡电流自身产生交变磁场，且与磁辊筒产生的磁场方向相反，两场相互作用，产生排斥力，从而使有色金属从料流中分离出来，达到分选目的。但是，这两个发明专利都是从生活垃圾中分选出有色金属(铜、铝等)，并非从有色金属混合物(铝、铜等)分选出某一种有色金属(铝或铜)。
[0004]申请号为201310446729.7的发明申请“细颗粒废料有色金属分选装置及方法”公开了一种细颗粒废料有色技术分选装置，包含两级电涡流分选、一次筛选和一次智能传感器分选，可实现有色金属和不锈钢的分选。但是该方法有以下不足:I)只能分选细颗粒的有色金属，不能分选大颗粒的有色金属，分选粒径范围较窄；2)不能对金属逐一分选，分选精度较低;3)结构复杂，成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种退役汽车有色金属光电色选方法及其装置，该方法能从有色金属破碎料中逐一挑选出目标有色金属种类，可靠性高、适用于大粒径的破碎料、不产生污染。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
一种退役汽车有色金属光电色选方法，其特征在于:有色金属破碎料在传送带上逐一经过视觉检测机构，视觉检测机构对进入视野范围的有色金属破碎料进行图像采集、颜色特征提取并生成颜色特征信号，将颜色特征信号和目标金属种类的颜色进行匹配判断，当匹配通过时，传送带末端后方的气喷嘴喷气改变飞出的有色金属破碎料的运动路径使其落入特定料斗。
[0007]进一步地，有色金属破碎料为退役汽车破碎料经过一步或多步物理-机械方法分选后得到的有色金属破碎料(绝大部分为铝合金破碎料和铜合金破碎料，还有少量杂质)，有色金属破碎料的外层可以显示金属或合金的本色(在刮、磨等步骤中除去包漆、涂层或表面锈)。
[0008]—种基于上述退役汽车有色金属光电色选方法的退役汽车有色金属光电色选装置，包括传送带和控制柜，传送带首端与破碎料输出机构连接，破碎料输出机构将有色金属破碎料逐一放置在传送带上，传送带沿线某处设有视觉检测机构，视觉检测机构能对经过的有色金属破碎料种类进行识别，传送带末端后方的上下两侧分别设有气喷嘴和料斗，气喷嘴可以对飞出的破碎料喷气，料斗用于存放不同种类的有色金属破碎料，传送带的驱动机构、视觉检测机构和气喷嘴的控制机构分别与控制柜连接。
[0009]进一步地，视觉检测机构包括光源、相机和图像处理模块，光源设在传送带末端正下方且竖直指向传送带，相机设在传送带末端正上方且相机镜头竖直指向传送带，相机与图像处理模块连接，图像处理模块与控制柜连接。
[0010]进一步地，光源为亮度可调光源。
[0011]进一步地，破碎料输出机构包括振动箱以及出料通道，振动箱将有色金属破碎料打散成薄层并输入出料通道，出料通道的两个侧面之间只能允许单个有色金属破碎料通过，出料通道的顶面与底面之间逐渐收窄，出料通道的末端顶面与底面之间只能允许单个有色金属破碎料通过，出料通道的底面设有传动辊。
[0012]进一步地，传送带的两端设有两个辊筒，其中，一个辊筒由电机驱动、另一个辊筒上设有张紧机构(张紧机构由张紧螺杆和张紧滑杆组成，旋转张紧螺杆带动张紧滑杆改变辊筒的位置，使传送带张紧)。
[0013]进一步地，气喷嘴沿汇流板排布(汇流板材质为普通铝合金，汇流板采用T型结构，三面进气孔，一面出气孔，气喷嘴设在出气孔上，出气孔直径为5mm-7.5mm)，汇流板的宽度可以覆盖传送带的宽度，每个气喷嘴上都设有电磁阀，电磁阀与控制柜连接，汇流板依次与空压机、空气过滤器(空气过滤器上集成有压力表)和气罐连接(空压机和气罐体积较大，为外设设备，需要工作时才安装)。
[0014]进一步地，有色金属破碎料粒料尺寸为20mm-80mm，气喷嘴的输出气体压力为0.8Mpa -1Mpa，气喷嘴与传送带平面所成角度在30°至60°之间，传送带的传送速度为0_4m/s，优选速度为2m/s。
[0015]进一步地，控制柜上设有显示屏。
[0016]本发明的有益效果是:
不同种类的有色金属破碎料具有不同的颜色，通过有色金属颜色逐一进行识别分选，即可选项目标金属种类，可靠性高;气喷嘴作为执行部件通过气体冲量改变目标物体的运动路径，可以适用于大粒径的破碎料，柔性分选、没有损伤目标物体且不产生污染。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例中退役汽车有色金属光电色选装置的结构示意图。
[0018]图2是本发明的工作原理图。
[0019]图3是本发明实施例中汇流板的结构示意图。
[0020]图中:1-机架;2-破碎料输出机构；3-位于首端的辊筒;4-张紧机构；5-传送带;6_位于末端的辊筒;7-镜头;8-相机;9-图像处理模块；10-安装板；11-电磁阀；12-汇流板；13-气喷嘴；14-减速机;15-电机；16-显示屏；17-控制柜；18-光源；19-空气过滤器。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0022]如图2所示，一种退役汽车有色金属光电色选方法，其特征在于:有色金属破碎料在传送带5上逐一经过视觉检测机构，视觉检测机构对进入视野范围的有色金属破碎料进行图像采集、颜色特征提取并生成颜色特征信号，将颜色特征信号和目标金属种类的颜色进行匹配判断，当匹配通过时，传送带5末端后方的气喷嘴13喷气改变飞出的有色金属破碎料的运动路径使其落入特定料斗。
[0023]不同种类的有色金属破碎料具有不同的颜色，通过有色金属颜色逐一进行识别分选，即可选项目标金属种类，可靠性高;气喷嘴13作为执行部件通过气体冲量改变目标物体的运动路径，可以适用于大粒径的破碎料，柔性分选、没有损伤目标物体且不产生污染。
[0024]有色金属破碎料为退役汽车破碎料经过一步或多步物理-机械方法分选后得到的有色金属破碎料(绝大部分为铝合金破碎料和铜合金破碎料，还有少量杂质)，有色金属破碎料的外层可以显示金属或合金的本色(在刮、磨等步骤中除去包漆、涂层或表面锈)。
[0025]如图1所示，一种基于上述退役汽车有色金属光电色选方法的退役汽车有色金属光电色选装置，包括传送带5和控制柜17，传送带5首端与破碎料输出机构2连接，破碎料输出机构2将有色金属破碎料逐一放置在传送带5上，传送带5沿线某处设有视觉检测机构，视觉检测机构能对经过的有色金属破碎料种类进行识别，传送带5末端后方的上下两侧分别设有气喷嘴13和料斗，气喷嘴13可以对飞出的破碎料喷气，料斗用于存放不同种类的有色金属破碎料，传送带5的驱动机构、视觉检测机构和气喷嘴13的控制机构分别与控制柜17连接。
[0026]在本实施例中，传送带5设在机架I上，机架I由方钢焊接而成，其横截面尺寸为(20-100)mmX (20-100)mmX (2-5)mm，KSKJS50mmX50mmX5mm，MWSQ235A。
[0027]如图1所示，在本实施例中，视觉检测机构包括光源18、相机8(例如:Panaonic彩色相机ANPVC2260)和图像处理模块9(例如:松下图像处理装置PV200)，光源18设在传送带5末端正下方且竖直指向传送带5(光源18固定在机架I上)，相机8设在传送带5末端正上方且相机镜头7(例如:Computar镜头M2514-MP2)竖直指向传送带5(相机8和图像处理模块9通过安装板10固定在机架I上)，相机8与图像处理模块9连接，图像处理模块9与控制柜17连接。其中，光源18为亮度可调光源，可以根据环境调节背景光。
[0028]在本实施例中，破碎料输出机构2包括振动箱以及出料通道，振动箱将有色金属破碎料打散成薄层并输入出料通道，出料通道的两个侧面之间只能允许单个有色金属破碎料通过，出料通道的顶面与底面之间逐渐收窄，出料通道的末端顶面与底面之间只能允许单个有色金属破碎料通过，出料通道的底面设有传动辊。
[0029]如图1所示，在本实施例中，传送带5的两端设有两个辊筒(3和6)，其中，一个辊筒6由电机15驱动(例如，采用华中数控伺服电机GK6062-6AC61-FB-b，电机15通过减速器14与辊筒6连接，减速器14类型为蜗轮蜗杆型，例如，上海力亦RV50 7.5 0.75FA)、另一个辊筒3上设有张紧机构4(张紧机构由张紧螺杆和张紧滑杆组成，旋转张紧螺杆带动张紧滑杆改变辊筒3的位置，使传送带5张紧)。
[0030]如图1所示，在本实施例中，气喷嘴13沿汇流板12排布(汇流板12材质为普通铝合金，如图3所示，汇流板2采用T型结构，三面进气孔，一面出气孔，气喷嘴13设在出气孔上，出气孔直径为5mm-7.5mm，在本实施例中为6mm)，汇流板12的宽度可以覆盖传送带5的宽度，每个气喷嘴13上都设有电磁阀11，电磁阀11与控制柜17连接，汇流板12依次与空压机、空气过滤器19(空气过滤器19上集成有压力表)和气罐连接。空压机和气罐体积较大，为外设设备，需要工作时才安装。
[0031]在本实施例中，有色金属破碎料粒料尺寸为20mm-80mm，气喷嘴13的输出气体压力为0.8 Mpa -1Mpa，气喷嘴13与传送带5平面所成角度在30°至60°之间，传送带5的传送速度为0-4m/s，优选速度为2m/s。传送带5材质为聚氯乙稀(PVC)，其宽为400mm-800mm，长为1000mm-2000mm，厚为5mm，外观颜色为绿色。
[0032]如图1所示，在本实施例中，控制柜17上设有显示屏16。显示屏16可以显示工作状态以及设置各部分参数(如根据有色金属破碎料粒料尺寸调节传送速度、气喷嘴13输出压力，预设目标金属种类)。
[0033]在本发明中，退役汽车有色金属光电色选装置的具体操作步骤是:
I)准备工作:分选物料来源为退役汽车破碎料经过其他物理-机械方法分选后剩下的杂质(非有色金属)含量较少的有色金属破碎料(主要为混合的铝、铜合金破碎料等)，确保混合有色金属破碎料入料单层化、单粒化，根据装置分选产量及所分选金属种类，向控制柜17输入程序，进行传送带5运行速度、视觉检测机构识别信号的匹配。在本实例中分选产量设定为3.5t/h，所匹配的传送带5速度为2m/s，所选有色金属种类为铜合金，提供的混合退役汽车有色金属破碎料约为350kg，其中铜合金破碎料约为lOOKg。
[0034]2)检测识别:启动装置，控制柜17发出指令开启视觉检测机构和气喷嘴13，相机8开始工作对进入镜头7视野范围的有色金属物料进行图像采集，图像处理模块9对采集的图像进行颜色特征提取并生成颜色特征信号，颜色特征信号传输给控制柜17与输入程序的目标金属种类的颜色进行匹配判断，从而实现有色金属物料识别，识别混合料中的铜合金破碎料。
[0035]3)物料分离:控制气喷嘴13喷射高压空气分离所识别的有色金属物料，在本实例中提供的空气气压为0.8Mpa。本实例中分选出铜合金破碎料约为95kg，相应的铝合金破碎料(含有杂质)约为250kg，损失有色金属破碎料约为5kg，在实验结果中可知，本发明提供的退役汽车有色金属光电色选装置分选精度高达95%。
[0036]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种退役汽车有色金属光电色选方法，其特征在于:有色金属破碎料在传送带上逐一经过视觉检测机构，视觉检测机构对进入视野范围的有色金属破碎料进行图像采集、颜色特征提取并生成颜色特征信号，将颜色特征信号和目标金属种类的颜色进行匹配判断，当匹配通过时，传送带末端后方的气喷嘴喷气改变飞出的有色金属破碎料的运动路径使其落入特定料斗。2.如权利要求1所述的一种退役汽车有色金属光电色选方法，其特征在于:有色金属破碎料为退役汽车破碎料经过一步或多步物理-机械方法分选后得到的有色金属破碎料，有色金属破碎料的外层可以显示金属或合金的本色。3.—种基于上述退役汽车有色金属光电色选方法的退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:包括传送带和控制柜，传送带首端与破碎料输出机构连接，破碎料输出机构将有色金属破碎料逐一放置在传送带上，传送带沿线某处设有视觉检测机构，视觉检测机构能对经过的有色金属破碎料种类进行识别，传送带末端后方的上下两侧分别设有气喷嘴和料斗，气喷嘴可以对飞出的破碎料喷气，料斗用于存放不同种类的有色金属破碎料，传送带的驱动机构、视觉检测机构和气喷嘴的控制机构分别与控制柜连接。4.如权利要求3所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:视觉检测机构包括光源、相机和图像处理模块，光源设在传送带末端正下方且竖直指向传送带，相机设在传送带末端正上方且相机镜头竖直指向传送带，相机与图像处理模块连接，图像处理模块与控制柜连接。5.如权利要求4所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:光源为亮度可调光源。6.如权利要求3所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:破碎料输出机构包括振动箱以及出料通道，振动箱将有色金属破碎料打散成薄层并输入出料通道，出料通道的两个侧面之间只能允许单个有色金属破碎料通过，出料通道的顶面与底面之间逐渐收窄，出料通道的末端顶面与底面之间只能允许单个有色金属破碎料通过，出料通道的底面设有传动辊。7.如权利要求3所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:传送带的两端设有两个辊筒，其中，一个辊筒由电机驱动、另一个辊筒上设有张紧机构。8.如权利要求3所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:气喷嘴沿汇流板排布，汇流板的宽度可以覆盖传送带的宽度，每个气喷嘴上都设有电磁阀，电磁阀与控制柜连接，汇流板依次与空压机、空气过滤器和气罐连接。9.如权利要求3所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:有色金属破碎料粒料尺寸为201111]1-801]11]1，气喷嘴的输出气体压力为0.8 Mpa -1Mpa，气喷嘴与传送带平面所成角度在30°至60°之间，传送带的传送速度为0-4m/s。10.如权利要求3所述的一种退役汽车有色金属光电色选装置，其特征在于:控制柜上设有显示屏。
【文档编号】B07C5/342GK106000913SQ201610351126
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】秦训鹏, 魏擎霄, 昝雪松, 胡志力, 华林
【申请人】武汉理工大学