空间物体材料类型识别方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空间物体特别是塑料废物的材料类型识别方法和装置。本发明可识别物体的多种材料类型，比如塑料、玻璃、金属、硬纸板、木材、由聚合物或共聚物的化学基团或添加物构成的多种塑料凳，以便确定并控制这些物体的材料质量。具体地，本发明为一种废品材料类型识别与分类的方法和装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，材料类型识别方法涉及多种技术，如光谱研宄、激光发射、水力旋流、静电作用以及浮式离心，或者以审查离心机为基础。现有方法有很多弊端和局限性。光谱和激光法有相当高的材料识别效果，但是投资成本较高。由于机器故障率较高，要求必须使用非常清洁的材料，而且在激光法的应用过程中，使用者容易受到有害辐射。水力旋流法的特点是高效性，但其最大的缺点是，由于旋筒高速旋转，故障率很高。浮式离心法和使用化学溶剂的其他方法的最大缺点是会产生有毒物质，对环境造成危害。即便是效果好且无需对材料进行均匀破碎的静电法，其使用范围也只局限于干燥清洁的材料。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种专门方法和装置，有助于识别和分类多种材料，可用于家居生活中新料和废料的处理。本方法实施效果优于上述几种方法，价格实惠，满足使用者需求。此夕卜，本方法和装置非常环保，不产生任何辐射或化学物质，成本较低，而且操作简单。本方法和装置用于材料尤其是废料存储的地方，因此需要能够适应存储环境，最好是易于移动和清洁。
[0004]专利申请书US5501344公开了一种利用紫外线或可见光范围内的电磁波对已识别材料表面结构进行辐照，从而识别并分类任意形状或平面材料的方法。根据本发明，对材料进行辐照后，通过识别被辐照材料返回的电磁波可确定材料的结构。根据本发明，本装置包括用于记录图像生成电磁波的接收传感器，图像生成电磁波从被辐照材料返回，被辐照材料配置有一个数据记录器，可存储与任意形状或平面材料表面特性相关的大量数据并对材料进行分类。本方法要求通过非常专业、精准和昂贵的装置实施，在实验条件下可充分发挥作用。
[0005]专利申请书US5979240公开了一种方法和装置，基于材料与声能的交互作用对再生材料制造的物体进行探测，声能最终转化为共振声能，由本装置接收并分析。将生成的声波标记图与再生材料制成的物品的标记图进行对比。本方法的实施装置包括一个用于生成声能的发射器，一个用于接收共振声能接收器，一个与接收器相连以接收信号并分析共振声能的处理器，并将计算标记图与再生材料制成物体的现有标记图进行对比，可知计算标记图与现有标记图大体一致。本发明要求昂贵的设备和专业技术。
[0006]只有专利申请书JP8150621提出了一项发明，其特点是分析物体破碎过程中生成的声信号。该发明的成果是主动减弱破碎过程中产生的噪音。该发明公开的装置包括一个破碎设备、一个扩音器和一个数字信号处理系统，该数字信号处理系统用于生成反信号，可降低破碎期间生成的噪音。本方法可归类为所谓的主动噪音消减法，其旨在从声源处消减噪音，以改善工作环境并保护装置周围工人的健康。
[0007]基于此，本发明提供了一种专门的方法和装置，用于识别空间物体的材料类型。具体提供了一种方法和装置，用于识别构成物体的材料，尤其是对材料进行识别和分类，特别是对塑料物体。
[0008]空间物体可以理解为日常生活或工业实践中的任何三维物体，通常处于使用周期末，需要经过回收处理，或最终沦为需要分类并进一步处理的干燥废物。这些物体由多种类型的材料制成，如塑料、玻璃、金属、硬纸板、木材以及其他复合材料。塑料制成的物体指硬塑料、热塑性塑料、弹性体以及包括PET、HDPE、PVC、LDPE、PP和PS在内的复合高分子材料，也可以为其他种类的外包装或包装物体。所说的机械变形指对识别物体造成的任何形式的冲击，导致物体发生或者不发生形状变化，包括破碎以及与阻碍物体运动的某些屏障发生碰撞，这种情况下物体会返回一个声信号。
[0009]一方面，本发明提供了一种识别空间物体材料类型的方法，其包括以下步骤:通过物体的机械变形可从被识别物体获得一个声信号；记录该声信号，并将其与基于多材料类型参照物体分析所得的声模型进行对比。另一方面，通过声信号的统计分类对多材料类型的参照物体进行分析。
[0010]一方面，通过破碎物体完成变形步骤。
[0011]一方面，变形步骤中，驱动物体运动，其运动速度与坚硬屏障(PR)的相对速度最低为5mm/s，坚硬屏障处于运动物体的运行轨迹上。
[0012]本方法的一个实施例中，利用气体，优选压缩气体，驱动物体运动。
[0013]本方法的另一实施例中，利用重力驱动物体运动。
[0014]本方法的另一实施例中，利用电磁力驱动物体运动。
[0015]本方法的另一实施例中，利用液流驱动物体运动。
[0016]—方面，利用最低运动速度为5mm/s的固体撞击物体，从而完成变形步骤。
[0017]本方法的一个实施例中，利用气体，优选压缩气体，驱动固体运动。
[0018]本方法的另一实施例中，利用重力驱动固体运动。
[0019]本方法的另一实施例中，利用电磁力驱动固体运动。
[0020]本方法的另一实施例中，利用液流驱动固体运动。
[0021]—方面，利用液流或破碎固体颗粒，优选沙流撞击物体，从而完成变形步骤。
[0022]另一方面，本发明提供了一种识别空间物体材料类型的装置，由一个变形腔、一个机械变形系统、至少一个电声换能器、一个声信号记录组件以及一个内置声模型的数据处理单元组成，该声模型通过分析多材料类型参照物体获得。
[0023]在一个实施例中，机械变形系统包括一个破碎机。
[0024]在另一实施例中，机械变形系统包括一个驱动物体运动的工具和一个坚硬屏障。
[0025]在另一实施例中，机械变形系统包括一个固体和一个驱动固体运动的驱动器。
[0026]在另一实施例中，机械变形系统包括一个管嘴，用于供应液体或破碎固体颗粒，优选沙粒。
[0027]一方面，本装置进一步包括一个独立物体给料机构、一个变形腔排空组件以及一个分类装置。
[0028]一方面，本装置配有一个电声传感器，在可听声信号范围内适用，频率为20-20000Hz。
[0029]另一方面，本装置安装于一个移动平台或机动平台上。
[0030]本发明的方法和装置可识别物体的材料类型，特别是识别并分离废弃物，并确认制成物体的材料的品质。
[0031]与以往的技术相比，本方法和装置优点是，能够具体地识别多种材料类型，且使用非常简单。本方案不含技术先进但造价昂贵的装置。本方法和装置具有环保的效果，不使用化学溶液及其他有毒物质，而且不产生辐射。本装置移动方便，因此可以在任何地方进行识别和分类过程，也可以在材料生产或分类的地方使用，如填埋场。本装置便于清洁，操作简单，不需要专业知识和专业技术。本装置中，所有的设备和器件成本较低，可由两个工人控制，因此相当地实惠。本发明的另一个优点是其优异识别效果优于上述任何方案。本发明适用于识别如下材料类型:硬纸板、金属、塑料、玻璃或多种其他复合材料。基于这些材料的识别物体，可以是新料，也可以是废料。
[0032]本发明广泛应用于废料处理技术，用于识别多种材料类别。塑料或包装材料制造商可以使用本方法和装置，本方法和装置还可用于废料处理公司或机构。
[0033]本发明的一大优点是，实施例提供了一种识别和分类系统，其可广泛应用于专门从事塑料识别、分类和深度加工的分选工厂，以分离塑料大类和常见共聚物。本发明的具体应用为，通过选择性废料收集获得废料，对废料进行识别和分离，随后根据选择性材料类型识别结果，做进一步回收处理。选择性材料类别以选定的废品为例，包括可回收的PET瓶。本发明实施例的一个构思是，将本装置安装在移动平台或机动平台上。同时，本发明还可配置工业实践的附加系统，可识别材料的形状和颜色。根据本