一種通用型的多光譜成像混合塑料的自動分選機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通用型的多光譜成像混合塑料的自動分選機，屬于混合塑料的干法分選領域。
【背景技術】
[0002]國家統計局調查顯示，截止2014年末，全國汽車的保有量已經突破1.5億輛，年報廢量介于450萬-750萬輛；全國家電保有量為電視機3.5億臺、洗衣機1.7億臺、電冰箱1.3億臺，年家電報廢量為電視機500萬臺、洗衣機500萬臺、電冰箱400萬臺，而空調的年更換量為1200萬臺。此外，還包括海量的熱水器、煤氣灶、脫排油煙機、電子與通訊器材需要報廢。汽車和家電的報廢拆解行業產生了大量混雜在一起的各種塑料的混合物。包裝行業每年要消耗差不多1000萬噸的各種塑料，這些塑料最終以各種形式混合在一起成為塑料垃圾。在塑料制品行業，注塑加工后的塑料下腳料也通常會混合在一起。不同種類的廢舊塑料如果不加分選直接進行再生利用，由于極性的差異以及軟化點和熔點的差異，材料容易產生分層現象，導致制成品的性能很差，例如，PVC塑料和其他幾種常用的塑料都不相容，少量的PVC混雜就能使大量其他的塑料失去利用價值，具體來說，I公斤的PVC塑料就能夠污染幾噸的PET塑料，使PET失去利用價值。因此，在塑料再生利用行業里，為了使廢舊塑料得到更高價值的回收利用，總是希望把各種不同種類的塑料進行分類，同時清除掉塑料中混合的各種雜質。特別是，如果采用燃燒的方式處理舊塑料，PVC在燃燒的過程中會產生有毒氣體二噁英，危害人們的身體健康。所以，廢舊塑料的種類分選也已經成為了塑料回收行業的共識。
[0003]在廢舊塑料回收利用行業，塑料分類帶來的直接經濟利益，以及不分類所帶來的經濟損失和社會危害，迫切要求將廢舊塑料按材質進行分類。舊塑料回收行業的實踐是依靠人力、憑借肉眼觀察，有時用火燒、通過聞氣味和觀察拉絲的現象，對各種塑料進行分類。這種依靠人力的舊塑料分類工作方式，其缺點是顯而易見的:首先，隨著‘一胎化’生育政策溢出效應的不斷顯現以及大學教育的普及化，日益老齡化的中國社會正在逐漸耗盡它的人口紅利，‘用工荒’正在各行各業發生，特別是在薪水偏低、工作環境差的廢舊塑料回收行業，勞動力供應已經變得無以為繼、不可持續；其次，廢舊塑料曾經被用作各種各樣的用途，其表面附著有來自各行各業的殘留物，及在日曬雨淋后混合在一起發酵和反應，常常揮發出對人體有害的氣體和令人厭惡的氣味，且人手觸摸的也對人體造成傷害，這種靠犧牲勞動者健康而發展的行業是不可持續的；第三，依靠眼鏡看、鼻子聞的方式，由于每個人的感官敏感度不一樣，而且還存在著不可避免的人為差錯，分選的準確性非常有限，目標塑料中常常混合著其他塑料雜質；還有，手工作業的效率非常低下，隨著工人薪水水平的提高，塑料的手工分選越來越變得無利可圖了，因此，廢舊塑料回收行業急切地希望尋找到高效率、能自動化實現塑料種類分選的設備。
【實用新型內容】
[0004]為了解決現有技術中廢舊塑料分類存在的效率低、準確性低、污染大、成本高等缺陷，本實用新型提供一種通用型的多光譜成像混合塑料的自動分選機。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0006]—種通用型的多光譜成像混合塑料的自動分選機，包括機架、速度建立模塊、多光譜成像識別模塊、分選執行模塊和數據采集運算控制模塊；
[0007]速度建立模塊包括變頻電機、輸送帶、主動輥子和從動輥子；變頻電機、主動輥子和從動輥子均安裝在機架上；輸送帶一端套接在主動輥子的外圍、另一端套接在從動輥子的外圍；變頻電機與主動輥子電聯接；
[0008]多光譜成像識別模塊包括多光譜相機、鹵素燈和光闌，光闌垂直安裝在輸送帶上方的機架上；鹵素燈垂直安裝在光闌上方的機架上，鹵素燈透過光闌實現對輸送帶上的被檢塑料件的工作照明；多光譜相機安裝在輸送帶上方的機架上，多光譜相機利用來自被檢塑料件的光譜信號，獲取被檢塑料件的光譜成像信息；
[0009]分選執行模塊包括高壓儲氣罐、高速電磁閥和噴嘴，高壓儲氣罐安裝在輸送帶末端的機架上；高速電磁閥有兩個以上、且裝設在高壓儲氣罐的側壁；每個高速電磁閥的出氣端均裝有一個噴嘴；
[0010]變頻電機、多光譜相機和每個高速電磁閥均與數據采集運算控制模塊電聯接。
[0011 ] 本申請被檢塑料件指待分類的廢舊塑料混合物。
[0012]速度建立模塊就是要讓被檢塑料件達到設計速度，使當這些塑料件離開速度建立模塊時，獲得足夠的速度從而建立起一條設計中所需要的拋物線飛行軌跡；在速度建立模塊的上方安排的是多光譜成像識別模塊，它可以識別所有的常用塑料；分選執行模塊在塑料飛行的過程中，通過破壞塑料件的飛行軌跡實現對目標塑料件的分離；上述數據采集運算控制模塊是整臺自動分選機的神經中樞，負責速度建立模塊、多光譜成像識別模塊和分選執行模塊的協同工作，從而完成被檢塑料件的加速、識別、分選等操作。
[0013]上述主動輥子起到驅動的作用，輸送帶的轉動速度可以通過調節變頻電機的轉速來調節，最高可達5米/秒；鹵素燈提供了一個從紫外、可見、一直到遠紅外的連續的照明光譜，它是一套廉價的照明方案，但卻提供了豐富的譜線資源，鹵素燈透過光闌對處于輸送帶上、高速運動中的被檢塑料件進行照明，鹵素燈的工作光譜，可以通過調節輸入鹵素燈的工作電流達到調節鹵素燈的燈絲的溫度，從而調節鹵素燈的工作光譜；兩個以上的高速電磁閥緊密排列。
[0014]數據采集運算控制模塊中安裝有塑料識別軟件，該軟件通過對多光譜相機獲得的圖像強度進行分析然后和標準樣品進行比對，即可以實現對塑料種類的識別，數據采集運算控制模塊根據塑料識別軟件獲得的結果，結合被檢塑料件所處的位置信息，向分選執行模塊下達分選執行指令，實現塑料分選操作，軟件的具體實現和控制過程，參照現有技術。
[0015]數據采集運算控制模塊在獲得目標塑料件的識別信息后，還不能馬上下達分選動作，它必須要利用塑料識別軟件獲取該目標塑料件的輪廓信息、計算出該目標塑料件的中心點以及該中心點在輸送帶上的位置信息，具體的獲取方法和計算方法參照現有技術。
[0016]分選時，被檢塑料件放置在輸送帶上，被檢塑料件沿著輸送帶往前運行時，被鹵素燈照亮，此時多光譜成像相機采集到成像信息，并把采集到的圖像信息發送到數據采集運算控制模塊，塑料識別軟件對獲得的數據信息進行分析對比，實現對塑料種類的辨認識別，當發現目標塑料件時，塑料識別軟件還必須獲取目標塑料件的輪廓信息并找到目標塑料件的中心，多光譜圖像能夠確定該中心的坐標位置(即根據多光譜成像相機采集到的多光譜圖像，塑料識別軟件可確定目標塑料件的中心)，在變頻電機的帶動下，到達輸送帶的末端時，離開輸送帶的表面，即被檢塑料件在輸送帶上獲得速度，然后在輸送帶的末端、靠近噴嘴的地方離開輸送帶，沿著預先設計好的飛行軌跡，形成工作拋物線；噴嘴被安裝在工作拋物線的上緣，根據數據采集運算控制模塊的命令執行分選操作；噴嘴的設計要使得從每一個噴嘴噴出來的氣體都具有特定的發散角，以便實現對輸送帶上的一定范圍實現控制，每一個高速電磁閥都跟數據采集運算控制模塊相連接，并受數據采集運算控制模塊的控制，當目標塑料件到達輸送帶的末端，沿著拋物線飛行軌跡飛行到噴嘴位置，數據采集運算控制模塊向高速電磁閥發送開啟指令，高壓儲氣罐內的高壓氣體通過高速電磁閥經過噴嘴高速噴出，破壞目標塑料件的飛行軌跡，將目標塑料件打落，實現對目標塑料件的分選動作。未作介紹部分，參照現有技術。
[0017]被檢塑料件獲得的水平速度越高、飛行得越遠，比如水平速度為1.5米/秒的塑料件，其飛行的軌跡要比水平速度為I米/秒的塑料件的飛行軌跡要遠，而水平速度為2米/秒的塑料件的飛行軌跡要比水平速度為1.5米/秒的塑料件的飛行軌跡更遠，依次類推。
[0018]上述自動分選機采用多光譜成像干法