[發明專利]一種基于Libs系統的廢金屬智能揀選設備及方法

有效

• 申請號: 201611070550.6
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108114909B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 孫蘭香;于海斌;鄭黎明;叢智博;郭志衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/36
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

1.一種基于Libs系統的廢金屬智能揀選設備，其特征在于，包括：

輸送帶系統(100)，用于承載并傳遞廢金屬樣品(000)，并且其運轉速度由主控計算機(500)控制；所述輸送帶系統(100)包括：上料滑道機構(101)，2個齒形帶輪(102)，齒形帶(103)，伺服電機(104)，編碼器(105)；所述伺服電機(104)經聯軸器連接到主動齒形帶輪(102-1)上，齒形帶(103)的一端與主動齒形帶輪(102-1)嚙合，它的另一端與從動齒形帶輪(102-2)嚙合，齒形帶(103)被張緊，伺服電機(104)驅動齒形帶(103)平穩運轉；編碼器(105)實時獲取伺服電機轉速，并上報給主控計算機(500)，主控計算機(500)根據傳動比換算，得出齒形帶(103)實時的運轉速度V；所述廢金屬樣品(000)呈單層排隊方式放置在輸送帶系統(100)上；

圖像采集系統(200)，用于對廢金屬樣品(000)進行圖像采集，并將圖像上傳至主控計算機(500)；所述圖像采集系統(200)包括：一個CCD相機(201)、護罩(202)、若干燈組(203)；所述CCD相機(201)被放置于輸送帶系統(100)中心線的正上方，距離齒形帶 (103)表面距離為H1，即預設視場范圍可調；在預設視場內部設有一個零點基準(204)，其固定在非運動部件上，空間坐標固定不變；在每一次圖像采集時刻，可以獲得預設視場內各個廢金屬樣品(000)距離零點基準(204)的空間距離，從而能夠獲得樣品的空間位置坐標；所述圖像采集系統(200)預設視場的中心線與Libs系統(300)聚焦光路的中心線在輸送帶運動方向即X方向上的距離為L1，且不得小于L1_min，L1_min＝0.5L_視+L_min，L_min為根據分選設備的工作頻率f和輸送帶系統(100)的運轉速度v計算，即Lmin＝v/f，L_視為預設視場在輸送帶運動方向上的距離，確保Libs系統(300)對預定視場內任意位置的廢金屬樣品(000)具有足夠的響應時間；

Libs系統(300)，用于對廢金屬樣品(000)發射脈沖激光束形成等離子體，然后對等離子體的發射光譜進行采集和分析，并將廢金屬樣品(000)的光譜上傳至主控計算機(500)；

分揀機構(400)，用于根據主控計算機500輸出的分揀路徑進行分揀；

主控計算機(500)，用于為整個分揀設備中的各系統和機構提供時序控制；控制輸送帶系統(100)運轉速度；控制圖像采集系統(200)采集廢金屬樣品(000)圖像并進行圖像處理，獲取每一個廢金屬樣品(000)的位置坐標、尺寸和形狀；控制Libs系統(300)對廢金屬樣品(000)進行光譜發射、收集和分析，從而判斷出該廢金屬樣品(000)的分類以及分揀路徑；控制分揀機構(400)按照規定的分揀路徑進行分揀工作。

2.根據權利要求1所述的一種基于Libs系統的廢金屬智能揀選設備，其特征在于，所述Libs系統(300)包括：脈沖激光光路(301)、收集光路(302)、反射鏡(303)、二向色鏡(304)、光譜分析儀(306)；所述反射鏡(303)與二向色鏡(304)平行放置且空間相對距離為L3，并且使得脈沖激光光路(301)、光譜的收集方向、脈沖激光的擊打方向一致；

所述脈沖激光光路(301)，由脈沖激光器(3011)和擴束聚焦鏡組(3012)構成；脈沖激光器(3011)發出具有一定發散角且細光斑的脈沖光束，脈沖光束先后經過擴束聚焦鏡組(3012)的擴束鏡和聚焦鏡、反射鏡(303)、二向色鏡(304)，最終作用在廢金屬樣品(000)表面激發出光譜；

所述廢金屬樣品(000)表面激發出光譜，先后經過二向色鏡(304)、由收集鏡組(3021)和光纖(3022)構成收集光路(302)，最終被光譜分析儀(306)收集；

所述光譜分析儀(306)至少包含一個用以消除二級及以上衍射的影響濾波片、一個與光纖(3022)的數值孔徑匹配的準直鏡、分光光柵和探測器；光譜分析儀(306)用于是對選定波段的光譜信息進行采集和分析，并將廢金屬樣品(000)的光譜上傳至主控計算機(500)。