CN100357980C - 已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置由箱体、瓶罐入口、入口管道、分筛管道、废弃管道和储物箱构成，在入口管道和分筛管道之间设一检测区，设有检测挡板、直径测量探板和分筛挡板，并设置重量检测应变片、透明度检测光对管、导电性检测电触点、磁性检测感应器，可动板由直流电机驱动，微处理器经数字选通开关扩展后连接所有检测点，经锁存器扩展后经继电器驱动对应电机，并设防恶意破坏用应变片，是一种具有多种检测手段可以自动识别饮料瓶和铝易拉罐的回收装置，再加上返币机构，可以自动根据不同的回收物付钱，同时具有一定的防范能力，易于推广、便于使用、利于环境保护和益于良好习惯培养，具有非常高的推广价值。

Description

已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置

技术领域

本发明涉及一种检测分类装置，特别是涉及一种已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置。

背景技术

易拉罐和饮料瓶使我们的生活更便利，也就越来越多地被使用。在带来便利的同时，也带来了易拉罐和饮料瓶的回收再利用问题。

目前易拉罐和饮料瓶的回收处于人工作业，就是由废旧物品回收人员分类回收。这种方法比较繁杂，不能保证及时回收，更不能保证处处回收。这样一来大量的易拉罐和饮料瓶被弃于垃圾箱中，甚至随地抛弃。

人工回收增加了易拉罐和饮料瓶回收的工作量，随地抛弃更是对我们生活环境的污染和人们精神的污染，并且浪费了大量的可利用资源。

发明内容

本发明是为了弥补上述缺陷，提供一种无人值守，自动鉴别并有偿回收易拉罐和饮料瓶的装置。

本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，是在一箱体上上设一瓶罐入口，其内设一弯曲管道，该管道的下部直线区为检测区，在所述的检测区下方设有检测挡板，所述的检测挡板上方，成一夹角设两个大直径测量探板，稍往下同样设两个小直径测量探板，所述的检测挡板面上设若干个应变片，在和所述的直径测量探板相对的两个相邻的检测区壁上设若干对针状电接触点和磁感应器，在所述的针状电接触点稍外，相对安放至少一对光电对管，所述的检测区检测挡板下面分叉设置分筛管道和废弃管道，在分叉口设一分筛挡板，所述的分筛管道连接回收箱，所述的检测挡板、大小直径测量探板和分筛挡板由直流电机驱动，这些电机中的每一个由一个微处理器通过由若干八位锁存器组成的输出扩展电路为其分配的两个输出脚连接各自的两个继电器操纵，所述的大小直径测量探板前端设有触点开关，所述的触点开关、应变片、针状电接触点、磁感应器和光电对管的输出均经由若干数字选通开关组成的输入扩展电路连接到微处理器的输入口，所述的瓶罐入口设有入口翻门，入口下边内壁上设一翻门触点开关和一电动门闩，所述的翻门开关的输出连接到所述的数字选通开关输入扩展电路的对应脚，所述的门闩电机通过具连接的继电器连接在八位锁存器输出扩展电路的对应两个输出上，所述的箱体内前方还设置一返币机构，该装置的工作过程如下：

(1)推开入口翻门，翻门触点开关断而续接，微处理器感知有物投入；

(2)关闭入口门闩，作一延时，等物体落到检测挡板时；

(3)检测物体重量是否超出范围，若超出则跳至步骤(7)；同时检测物体磁性，判断是否铁罐，若是铁罐同样跳至步骤(7)；

(4)推出两对直径测量探板，检测物体直径，判断大瓶小瓶；

(5)检测物体透光性，判断是否透明饮料瓶；

(6)检测物体导电性，判断是否金属制品；

(7)从以上检测判断为饮料瓶和铝易拉罐时，分筛挡板挡住废弃管道，打开检测挡板，让瓶罐落入储物箱；否则挡住分筛管道，打开检测挡板，将物体弃出；

(8)根据以上判断，返币装置按预定价格推出应付硬币；

(9)检测挡板复位，同时检测返币机构中硬币数目是否符合条件，如果符合则打开入口门闩，等待下一次操作；如果不符合，停止工作。

本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，所述的检测区管道应和垂直线成一夹角，上部前倾，检测挡板、大小直径测量探板均和检测区管道垂直，在检测区中，被检测物体预留位置置于检测区前方。

本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，所述的返币机构由硬币管、非金属压重、电动推币杆、电机和硬币出口组成，所述的硬币管直立在电动推币杆的前端，非金属压重压在所述硬币管中的硬币上，所述硬币出口为之字形，口部稍大，所述的硬币管中最下面一个硬币处的相对管壁上设一对弹性电触点，该弹性电触点的输出连接到数字选通开关输入扩展电路的一个对应输入，所述的电动推币杆的电机连接在八位锁存器输出扩展电路为其分配的的一对输出上。

本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，所述的检测挡板、大小直径测量探板、推币杆和门闩，均有安装在箱体或检测区管道上的支板，电机安装在支板上，在所述支板上动板的回缩抵达处设置一回位触点开关，动板伸出边沿部设一全伸出触点开关，在直径测量探板的探板头上设一触点开关。

本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，在所述的检测挡板、所述的分筛挡板以及电动门闩上均安装防恶意破坏用应变片，这些应变片均连接到或门的输入，该或门的输出连接到微处理器的一个输入口上。

很显然，本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置能够自动识别饮料瓶和铝易拉罐，这就为这类物品的回收提供了极大的方便，而且有偿回收可以调动人们的积极性，从而在环境保护和废品回收利用上提高一个档次。

附图说明；

图1是本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置的示意图；

图2是本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置检测部分的A-A截面图；

图3是本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置的返币机构示意图；

图4是本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置伸缩板机构示意图；

图5是本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置的电路简图；

图6是本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置的程序流程图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明，下面结合实施例作更详尽的说明。

本发明是用来回收已用饮料瓶和铝制易拉罐的，关键在于物体识别上。

图1是本发明的实施例的示意图，在箱体1的前部上方，有一瓶罐入口2，该入口内设有入口翻门17，门下内侧设有翻门触点开关KG31和电动门闩31。

瓶罐入口2通过管道3直通一检测区11，检测区11下方连接分岔的两个管道，一为分筛管道14，一为废弃管道15，分岔处设一分筛挡板16，铰接处设在挡板下方与分筛管道和废弃管道的相交处连接，其上方设置检测挡板10。

所述的检测区11管道应和垂直线成一夹角，上部前倾，检测挡板10、直径测量探板2、3、4、5均和监测区管道垂直，在检测区11中，被检测物体30预留位置置于检测区前方，这是为了使被检测物体落入监测区后，自然而然地落在最适合检测的位置。

在检测区11中，设置了重量检测--应力片Y1、Y2，设置在检测挡板10上，用来测量物体的重量是否在设定的范围，其中一个灵敏度较低，一个灵敏度较高，重量在两者之间的认为适可；

设置有大小两套直径测量探板，每一套有两个从监测区的两个相邻边斜着相对伸入的测量探板4、5(或2、3)，大直径测量探板4、5设置在小直径测量探板2、3的上方，到检测挡板10的高度分别是易拉罐的中部和顶部略高，直径测量探板的宽度略小于小瓶的直径即可，每个测量探板的全回缩处设一回缩触点开关K*-2(见图4)，用来检测探板是否完全回缩，在探板全伸出位置设一伸出触点开关K*-1，用来检测探板是否伸出，测量探板的顶端设一触点开关K*-3，用来检测检测探板在未全伸出时是否已触及到物体。测量探板的最大伸出应在检测区11中留有余地，不能伸到检测区11的相对壁上，而是比可能要检测的小瓶的直径小一些即可，这样就可以通过检测探板伸出的三种位置(未伸出、全伸出和部分伸出)以及上下两套探板的伸出情况判断是大瓶小瓶。每个探板由一个驱动电机带动，转动机构可以用齿轮齿条传动、蜗杆传动等多种公知技术。

检测挡板10、推币杆25、门闩31的伸出结构和测量探板结构相同、唯尺寸不同、且不设置端头的触点开关K*-3(见图4)；

在检测区11的前面两个侧壁上，设置至少一对光电对管G21，用来检测物体的透明度。以上三个措施便可以识别饮料瓶。当然多数饮料瓶上会有不是全透明的包装，要避免其影响，需要要求部分饮料瓶投入前剥去外面的包装，以保证测试的准确性，必要时可以自下而上设置数对光电对管，这些光电对管的输出经一或门或以后连接到电路的G21端。

对于铝制易拉罐，还需要设置成对的针状电触点B20(见图2)，当被测物体30被直径测量探板4，5(或2、3)压向监测区的一角时，成对的电触点B20接通，从而识别是金属物体，如果是塑料的则不会导通；

当然单凭这一点还不能确定是铁是铝，所以在检测区11还设置有磁感应器C12，磁感应器的位置也在两个侧壁上，可以和电触点交替安装。有了磁感应器C12，就足以识别铁易拉罐和铝易拉罐了。

返币机构可见图3，有硬币管22、非金属压重23、推币杆25、驱动电机M9和硬币出口28组成，硬币管22垂直立于推币杆25前方，硬币24装在硬币管22中，在最下面一枚硬币的硬币管位置，相对设置一对弹性触点KG27，有硬币时，这一对弹性触点接通，如果硬币少于一枚，非金属压重23到达最下面的硬币处，切断弹性触点，当单片机检测到时，发出警示，同时停止机器工作；推币杆由电机M9驱动，其结构和其他伸缩式结构类似(见图4)，只是不用端头的触点开关K*-3。

本装置的电路核心是一个单片机，由于本装置中输入和输出点很多，一般的单片机已经不够用，所以在输入端采用了多片八路数字选通开关扩展输入端，用数个八位锁存器扩展输出端，具体电路可见图5。

其中U6是单片机，U1、U2、U3、U4是四个八路数字选通器74HC151，74HC151是8路数字选通开关，可以依据三位地址选择8路中的任何一路信号到达输出端，把它们的正输出Y并联后单片机的P1.0口，74HC151的片选信号由U5(2-4译码器)完成，其输入连接到单片机的P1.2，P1.3两个口上，四个输出分解四个74HC151的片选端；四个74HC151的三个地址一一对应并联后，连接到单片机的P1.5，P1.6，P1.7，这样单片机U6就可以分时读入各个输入端口的信号了。

特别需要提出的，翻门触点开关KG31的输出，除了连接数字选通器74HC151的一个输入端外，还直接连接到单片机的外中断输入端INT0，成为本装置一轮工作的起点控制。

单片机的输出主要是用来控制各个电机的正反转和停止，本实施例中，每个电机的正反转控制是用两个继电器完成的，可见图5中的一路JD1-1和JD1-2，两个继电器的定接点顺序并联，动接点则交错并联，这样一个继电器的接通时正转的话，另一个继电器的接通则是反转，两个继电器都不接通时，电机停转。

两个继电器的线包分别连接在单片机的两个输出口上，比如P0.0、P0.1，任一个输出口输出低电平时其连接的继电器接合，电机转动，此方式不允许两个继电器同时接通，也就是不允许两个输出口同时输出低电平。

同样，由于要驱动的电机较多，同时单片机的输出电流不足以驱动继电器，所以输出端用八位锁存器74HC533扩展，就是图5中的U7、U8、U9、U10。在多片输出中，由于单片机U6对每片输出电路的控制是扫描方式，锁存器的锁存功能就得以保持输出的状态。具体的，四个74HC533的八路输入一一对应并联后连接到单片机的P0口，每片74HC533的片选OE端依次连接单片机的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4，四个锁存控制端C并联后连接单片机的P2.0。四个74HC533可以提供16路电机控制，本实施例尚未用完，可以留待功能的进一步扩充(增加粉碎机电机或者增加警报控制端等等)。

由于本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置一般是处于无人职守状态，难以避免一些出于好奇或者恶意的非规则行为引起的人为损坏，故此，本实施例中还加装了非规则行为检测传感器，就是门闩上的应变片Y3，检测挡板上的应变片Y4和分筛挡板上的应变片Y5。Y3可以检测到翻门锁死时的非法入侵，Y5可以检测到从出口处18进去的非规则行为，Y4则是防止有人用绳拴一个饮料瓶或易拉罐反复骗取钱财，造成设备损坏和经济损失的行为。这三个应变片的输出经一个四输入或门相或后连接到单片机的一个输入端，本实施例是另一个外中断输入INT1。在输出方面再加上必要的警报措施就可以一定程度的防止这些不轨行为。

本实施例的程序流程图见图6，也就是说本装置的工作流程如下：

1、当一个物体投入本装置时，翻门17打开，翻门开关KG31断开，物体投入后，翻门17关闭，翻门开关KG31重新闭合；引发单片机中断，单片机一次检测开始工作；

2、单片机开始工作后，便等待着KG31的闭合，一旦检测到闭合信号，则起动电机M1，合上翻门门闩31。这个步骤是防止连续向回收装置中投放物体，而引发回收装置工作混乱。

3、接下来首先检测重量，根据两个应变片Y1、Y2的状态，判定所投物体重量是否在瓶罐应有重量范围之内，一旦超出，则作废弃物处理，启动M7，分筛挡板挡住分筛管道，跳至步骤11；

4、接着是磁性检测，单片机检测磁感应器C12的输出，判断是否铁制品，如是作废弃物处理，启动M7，分筛挡板挡住分筛管道，跳至步骤11；不是则向下进行。

5、检测尺寸：两对直径测量探板4、5及2、3同时伸出。同时探到的为大瓶，仅下面的2、3探到的为小瓶，两组都伸到头而均未探到，为废弃物，跳至步骤9；

6、检测透光度，就是检测G21的输出，在至少一对光对管中，有一组导通，即可判断为饮料瓶，否则按废弃物处理，跳至步骤9。对于饮料瓶，到此即可转入处理过程，跳至步骤10；但对于易拉罐还需要下面的检测。

7、导电性能检测：检测成对的针状电触点C20，如果接通，则为金属；否则作废弃物处理，跳至步骤9。

8、存储物体的信息：是大饮料瓶、小饮料瓶还是铝易拉罐，作为返币的依据；是回收物跳至步骤10；

9、不是回收物时，启动电机M7，挡住分筛管道14口；

10、反向启动M2、M3、M4、M5，缩回直径测量探板2、3、4、5；

11、启动M6，收回检测挡板10，让物体自由下落；

12、判断K7-1状态，断开时跳至步骤14；

13、电机M7回位，分筛挡板挡住废弃管道；

14、电机M6回位，重新伸出检测挡板；

15、取回投放物信息，如果不是回收物，跳至18步；

16、启动电机M9，推出应付硬币(根据需要支付的金额，决定推几次)；

17、判断硬币数量，不足时发出警示，停止装置工作；否则继续

18、反向启动电机M1，打开翻门门闩31，进入下一次接受投物准备；

19、中断程序结束。

由以上介绍可知，本发明已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置是一种具有多种检测手段，可以识别饮料瓶和铝易拉罐的自动回收装置，再加上返币机构，可以自动根据不同的回收物付钱，同时具有一定的防范能力，易于推广、便于使用、利于环境保护和益于良好习惯培养，非常有推广的价值。

Claims (5)

1、已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，其特征是在一箱体上(1)上设一瓶罐入口(7)，其内设一弯曲管道(8)，该管道的下部直线区为检测区(11)，在所述的检测区(11)下方设有检测挡板(10)，所述的检测挡板(10)上方，成一夹角设两个大直径测量探板(4，5)，稍往下同样设两个小直径测量探板(2，3)，所述的检测挡板(10)面上设若干个应变片(Y1，Y2)，在和所述的直径测量探板相对的两个相邻的检测区壁上设若干对针状电接触点(B20)和磁感应器(C12)，在所述的针状电接触点稍外，相对安放至少一对光电对管(G21)，所述的检测区检测挡板(10)下面分叉设置分筛管道(14)和废弃管道(15)，在分叉口设一分筛挡板(16)，所述的分筛管道(14)连接回收箱，所述的检测挡板(10)、大小直径测量探板(2，3，4，5)和分筛挡板(16)由直流电机(M6，M2，M3，M4，M5，M7)驱动，这些电机(M*)中的每一个由一个微处理器(U6)通过由若干八位锁存器(U7，U8，U9，U10)组成的输出扩展电路为其分配的两个输出脚连接各自的两个继电器(JD*-1，JD*-2)操纵，所述的大小直径测量探板(2，3，4，5)前端设有触点开关(K*-3)，所述的触点开关、应变片、针状电接触点、磁感应器和光电对管的输出均经由若干数字选通开关(U1，U2，U3，U4)组成的输入扩展电路连接到微处理器(U6)的输入口，所述的瓶罐入口(7)设有入口翻门(17)，入口下边内壁上设一翻门触点开关(KG31)和一电动门闩(31)，所述的翻门开关(KG31)的输出连接到所述的数字选通开关输入扩展电路的对应脚，所述的门闩(31)电机(M1)通过其连接的继电器(JD1-1，JD1-2)连接在八位锁存器输出扩展电路的对应两个输出上，所述的箱体(1)内前方还设置一返币机构(19)，该装置的工作过程如下：

(1)推开入口翻门，翻门触点开关断而续接，微处理器感知有物投入；

(2)关闭入口门闩，作一延时，等物体落到检测挡板时；

(3)检测物体重量是否超出范围，若超出则跳至步骤(7)；同时检测物体磁性，判断是否铁罐，若是铁罐同样跳至步骤(7)；

(4)推出两对直径测量探板，检测物体直径，判断大瓶小瓶；

(5)检测物体透光性，判断是否透明饮料瓶；

(6)检测物体导电性，判断是否金属制品；

(7)从以上检测判断为饮料瓶和铝易拉罐时，分筛挡板挡住废弃管道，打开检测挡板，让瓶罐落入储物箱；否则挡住分筛管道，打开检测挡板，将物体弃出；

(8)根据以上判断，返币装置按预定价格推出应付硬币；

(9)检测挡板复位，同时检测返币机构中硬币数目是否符合条件，如果符合则打开入口门闩，等待下一次操作；如果不符合，停止工作。

2、根据权利要求1所述的已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，其特征是所述的检测区(11)管道应和垂直线成一夹角，上部前倾，检测挡板(10)、大小直径测量探板(2、3、4、5)均和检测区管道垂直，在检测区(11)中，被检测物体(30)预留位置置于检测区前方。

3、根据权利要求2所述的已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，其特征是所述的返币机构由硬币管(22)、非金属压重(23)、电动推币杆(25)、电机(M9)和硬币出口(28)组成，所述的硬币管(22)直立在电动推币杆(25)的前端，非金属压重(23)压在所述硬币管(22)中的硬币(24)上，所述硬币出口(28)为之字形，口部稍大，所述的硬币管中最下面一个硬币处的相对管壁上设一对弹性电触点(KG27)，该弹性电触点的输出连接到数字选通开关输入扩展电路(U1，U2，U3，U4)的一个对应输入，所述的电动推币杆的电机(M9)连接在八位锁存器输出扩展电路(U7，U8，U9，U10)对应的一对输出上。

4、根据权利要求3所述的已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，其特征是所述的检测挡板(10)、大小直径测量探板(2，3，4，5)、推币杆(25)和门闩(31)，均有安装在箱体或检测区管道上的支板，电机(M*)安装在支板上，在所述支板上动板的回缩抵达处设置一回位触点开关(K*-2)，动板伸出边沿部设一全伸出触点开关(K*-1)，在直径测量探板(2，3，4，5)的探板头上设一触点开关(K*-3)。

5、根据权利要求4所述的已用易拉罐和饮料瓶有偿回收装置，其特征是在所述的检测挡板(10)、所述的分筛挡板(16)以及电动门闩(31)上均安装防恶意破坏用应变片(Y3、Y4、Y5)，这些应变片均连接到或门(U11A)的输入，该或门的输出连接到微处理器(U6)的一个输入口上。

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