CN103552788A - 集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶 - Google Patents

Abstract

集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶涉及垃圾自动识别方法、垃圾自动识别器及其自动分类和分选的装置和容器，其特征在于该集群式垃圾自动识别总成采用声、光、电、热、磁、影像、气敏、压电和电化学多种识别感应器通过对垃圾的物理性质、化学性质、形态、相貌、体温、化学成分、电化学特征、电磁特征、光学性质、声学特征、内部结构、生物特征、气味、状态变化、流动特征、运动特征、物质状态、标识内容和文字进行识别，获取垃圾特征信息，通过控制主板(4)进行鉴别类比，然后把特征信息转化成为有效动作，准确地把识别后的垃圾投放到指定的容器，实现垃圾自动分类和分选。

Description

集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶

1、发明领域

集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶涉及垃圾自动识别方法，垃圾识别器和垃圾自动分类和分选以及多功能垃圾自动接收容器，自动分类和分选垃圾桶和垃圾自动分类和分选生产线技术领域。

2、发明背景

垃圾自动识别是实现垃圾自动分类分选的基础。垃圾本身是良好的资源，垃圾中多数成分是可以循环利用的，但是由于垃圾的成分非常复杂，难于区分，导致无法分类，致使垃圾无法利用，最终只有填埋或焚烧。目前除了金属垃圾外，广泛采用的方法是人工分类，包含市民家庭自觉的垃圾分类行为，例如世界各城市广泛号召市民配合，把垃圾分类投放，由于受到市民行为规范、市民环境保护意识、人为错误和场地等多种因素的制约，实际取得的效果不佳，纽约市等垃圾分类减量措施实施了多年，政府投入了大量的金钱，纽约市的垃圾产量不但不减，反而大量增加。此外，大量回收回来的垃圾除部分金属外，主要依靠人工分选，其效率极低。解决垃圾循环利用问题的根本在于实现垃圾的自动分类和分选，垃圾的自动识别是垃圾实现自动分类和分选的基础。经过专利检索，目前为止，除了少部分专利提出关于垃圾自动分类和分选的初级设备，例如垃圾中的金属磁力分选，没有可以实际应用达到精确识别和可以根据人的要求准确的垃圾自动分类和分选的专利和方法，专利号CN20102087447.6只是提出垃圾类型检测器的安装位置，没有涉及具体的垃圾自动识别方法和分类的具体技术，实际上该专利提出的垃圾自动分类装置是无法实现的，也就是无法实际应用的，除此世界上尚无与垃圾准确自动识别有关的其他发明和文章。

垃圾的成分非常复杂，从物质形态可以分成固态、液态和气态，在成分构成上根据世界银行提供的垃圾成分分类依据，垃圾的主要成分包含可分解有机易腐物、塑料、废纸、玻璃、金属和其他物质6大类。各类当中包含的物质成分也是非常复杂的，可分解有机易腐垃圾包含厨余垃圾、食品垃圾、草木、加工残余物等，塑料垃圾包含瓶、罐、膜、袋、包装、盖等，废纸包含纸板、纸箱、盒、报纸、杂志、包装、袋等，玻璃包含瓶、罐、碎片等，金属垃圾包含瓶、罐、用具等，其他物质包含纺织品、皮革、橡胶、家电、电器等。目前世界城市居民区垃圾主要成分是厨余有机易腐垃圾占26-65％，塑料垃圾占9-12％和废纸占9-26％等。中国城市垃圾的主要成分平均比例为可分解有机易腐物占65％、塑料占13％、废纸9％、玻璃2％、金属1％、其他物质10％。根据通常以垃圾循环利用为目的提出的垃圾分类是：

有机易腐类：食品垃圾，水果蔬菜类、米饭面包主食类、肉类、骨头、茶叶、咖啡、禽蛋，果仁果核等；动植物垃圾，动物尸体、植物根茎叶杆、动物***物、粪便、中草药等；日常用品，餐巾、卫生纸、筷子、竹木制品等；生活用品，棉、毛、麻纺织品等；建筑装修材料中的竹、木、纸板及其制品等。

有害垃圾：各类电池和电子用品，各种灯泡灯管，化学品，药物，油漆涂料，各种农药，家用杀虫剂，除草剂及其包装等。

可以再生垃圾：金属，钢铁、铝、不锈钢和金属合金，包含金属瓶罐、刀叉用具、餐具、厨具、厨房和卫生间用品等；塑料，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)、PBT和ABS等；废纸，纸类包装、报纸杂志、广告书籍等；玻璃、瓶、罐、板等。

不可再生废弃物品：陶瓷、水泥、灰渣尘土、烟头、一次性尿布和卫生间垃圾等。

目前为止，尚没有有效的识别方法能够区分如此繁多的垃圾，为了弥补垃圾自动识别的不足，把如此繁多的垃圾精确识别，逐个分类和分选，然后把识别后的垃圾准确地投放到指定的容器和位置，实现垃圾按照人的要求自动分类和准确分选，就是本发明集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶的目的。

3、发明的内容

为了解决上面提出的问题，从本质上解决垃圾分类过程中存在的问题，真正达到垃圾自动化分类收集实现垃圾循环利用效率最大化、循环利用价值最大化和垃圾自动化效率最大化，集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶的专利发明采用声、光、电、热、磁、影像、气敏、压电和电化学多种识别感应器通过对垃圾的物理性质、化学性质、形态、相貌、体温、化学成分、电化学特征、电磁特征、光学性质、声学特征、内部结构、生物特征、气味、状态变化、流动特征、运动特征、物质状态、标识内容和文字内容进行识别，获取垃圾特征信息，把获取垃圾特征信息与控制主板(4)的记忆特征进行类比，然后通过控制主板(4)把类比信息的结果转化成为有效动作，准确地把识别后的垃圾投放到指定的容器，达到精确识别准确分类和分选的目的，多种方法协同识别准确投放构成集群式垃圾自动识别和垃圾自动分类投放总成，在自动分类垃圾识别传感器、垃圾分类投放装置和垃圾接收容器及其相应的自动分类垃圾桶的配合下，实现垃圾的自动分类和分选。

众所周知，垃圾的种类繁多，但是他们之间的物理性质和化学性质是不一样的，把不同的垃圾的物理性质、化学性质、形态、相貌、体温、化学成分、电化学特征、电磁特征、光学性质、声学特征、内部结构、生物特征、气味、状态变化、流动特征、运动特征、物质状态、标识内容和文字内容进行识别，完全可以达到区别、分选和分类的目的。集群式垃圾自动识别总成把多种垃圾的物理性质、化学性质、运动特征和标识内容的识别和分析鉴别的方法进行组合形成协同识别，到达精确高效的识别目的，组成集群式垃圾自动识别总成的具体内容是：

首先是静态和动态的影像识别，对垃圾进行一维、二维和三维图像和动态的影像扫描，根据垃圾的外观获取垃圾的影像特征区分垃圾中的纸、塑料、有机厨余和金属，颜色特征鉴别垃圾中的塑料、纸、陶瓷、食品和金属，相貌特征区分垃圾中的动物、植物、电池和灯泡，形状特征区分鉴别垃圾中的瓶、罐、板和膜，垃圾表面的文字内容、符号、商品标识、一维条码和二维码更为直接，可以直接告诉传感器垃圾的成分，在商品生产和销售过程中事先设置材料的标识，例如的包装材料成分标识，如“可循环利用”标识，“可再生”标识，“纸”标识，“塑料”标识，进一步有如“PP”、“PE”、“PVC”、“不锈钢”、“铝”、“铁”和“玻璃”，识别器直接通过标识，例如文字、条码和二维码，直接读取信息内容，直接区分鉴别垃圾类别和成分；此外通过遗留在垃圾中的超级市场的商品价格条码标识和商品的条码，间接获取垃圾的成分信息进行鉴别区分；通过影响获取垃圾的运动状态、运动形式和变化的速度，鉴别垃圾的物理状态，分出固态垃圾、液态垃圾和流体状态的垃圾；通过垃圾在投放力产生的形状变化、流动和运动的快慢鉴别区分垃圾的含水量、成分、粘度；通过弹性变化的频率鉴别区分垃圾中的橡胶、果冻、生肉、熟肉、米饭，通常橡胶形状变化幅度大外观固定，果冻形状变化大外观不固定易破裂，米饭容易散开；更进一步的是通过显微图像三维扫描识别细菌和病毒。

光电和光敏识别器，根据垃圾的成分不同对光的光感应，光的反射、透射、折射、吸收的不同特征鉴别玻璃、塑料、金属和有机易腐垃圾，通过光的反射、透射、折射、吸收达到鉴别区分金属、塑料、玻璃和餐厨垃圾的目的，更进一步通过对不同波段的光波吸收识别塑料垃圾的成分，例如PE、PP、PET、PVC、ABS和PS对不同波段的光吸收率不同；通过金属表面对光的反射特征鉴别金属与非金属。

电和磁感应识别器：通过垃圾的电学性质和磁学性质鉴别不同垃圾的特征，不同垃圾的电学性质不同，依此鉴别区分垃圾中的金属、陶瓷、塑料、纸和有机易腐垃圾；通过垃圾的磁学性质把金属进一步区分为铁磁性与非铁磁性，钢铁、铝和不锈钢。

重力压电感应比重识别器：垃圾中各种成分的比重是不一样的，通过三维图像扫描取得垃圾的体积，结合重力感应获取垃圾的比重鉴别区分垃圾的成分和结构，把垃圾中不同比重的成分进行鉴别区分餐厨垃圾，塑料泡沫，塑料，玻璃和金属，更为精确可以达到鉴别区分垃圾的具体成分，例如塑料不论是塑料膜和塑料块，PE、PP、PET、PVC、ABS和PS的比重是不一样的。

声学识别器，不同成分的垃圾的内部结构，混合物的结构和不同比例的声学特征是不一样的，声波的反射，回声、穿透速度和声波的吸收变化特征可以鉴别区分不同垃圾的外部形态和内部结构以及混合物的形态，通过垃圾投入形成的声音特征和声波反射特征获取垃圾的密度，软硬，状态和含水量，例如装有水的塑料瓶和装有水的玻璃瓶，塑料瓶外表薄塑性大，玻璃瓶厚坚硬。

热电感应和红外识别器，垃圾的温度特征可以快速区分垃圾的成分，往往食品垃圾的温度高于其他垃圾。

气敏和气味识别器，通过气敏成分识别感应垃圾的成分和气味特征，达到有效区分和识别垃圾中的杀虫剂，农药、护理用品，油漆，涂料、汽油燃料、食品添加剂、食品、水果、药品、甲烷、腐烂有机物、尿布和烟头。

酸碱(PH)感应和离子选择性电极识别器，不同垃圾的电化学特征是不一样的，通过离子选择性电极识别垃圾中的有机化学品、金属离子、非金属离子、酸和碱，由于环境的污染，大量的有毒有害物质通过我们的日常用品和食物链进入垃圾，其包含各种有毒有害有机化学品和无机化学品，通过离子选择性电极，把已经污染的垃圾进行鉴别分离，在保障垃圾循环再生链的安全同时监测有毒有害化学品在日常生活和食物链中的浓度及其变化。

生物传感器，垃圾中含有各种微生物，特别是医疗垃圾，通过生物传感器，有效鉴别细菌、病毒、垃圾中的生物酶和传染性病原体。

震动波识别器，不同的垃圾在投放形成的力和重力作用下撞击形成的震动波是不一样的，鉴别金属、橡胶、塑料、玻璃和有机易腐垃圾的种类，通过垃圾在震动波的表现特征鉴别垃圾的种类和成分。

把所有已知的垃圾特征和鉴别方式编写成为垃圾特征和鉴别的软件，把不同的垃圾的物理性质、形态特征、相貌特征、体温、电磁特征、光学性质、声学特征、内部结构、化学性质、电化学特征、生物特征、气味特征、标识、变化状态、流动特征、运动特征、撞击形成的声波特征、震动波特征输入控制主板(4)记忆。

按照城市垃圾分类和循环利用的要求通过控制主板(4)功能菜单选择和设立一个和多个分类垃圾接收容器；

通过控制主板功能菜单选择不同成分的垃圾和不同成分垃圾组合的接收容器，指定鉴别区分后的垃圾及其组合物的接收容器(17)、(18)、(22)、(23)以及其投放位置；

把垃圾投入垃圾投放口(2)，通过集群式垃圾自动识别总成监视区域，到达垃圾分类投放斗(9)，把集群式垃圾自动识别总成取得的垃圾特征信息传递给控制主板(4)；

控制主板(4)通过获取的垃圾特征信息进行类比鉴别，根据类比鉴别的结果，指令驱动装置移动垃圾分类投放斗(9)到达指定的垃圾接收容器的位置，把已经鉴别的垃圾投入指定垃圾接收容器；集群式垃圾自动识别总成及其自动分类投放装置反复工作，把已经分类鉴别取得的垃圾按类别和成分，分门别类逐一区别，投入指定的不同垃圾接收容器，依此实现垃圾自动分类和分选。

集群式垃圾自动识别总成中的垃圾识别方法及其相应的识别器通过具体垃圾产生源头不同，实际垃圾成分和组合的不同，垃圾识别方法及其识别器的种类根据实际应用进行选择，包含选择识别方法及其识别器其中之一种和两种以及两种以上的组合。同时集群式垃圾自动识别总成中的垃圾识别方法及其识别器的组合方式根据实际应用效果进行方法的优化，其中排除法就是一种，排除法是在设定少数垃圾识别器的基础上，通过非此即彼的方法进行垃圾的鉴别自动分类和分选，在日常生活中，垃圾的主要成分是塑料和有机易腐垃圾，只要设置光学识别器，把塑料单独鉴别区分开，其余的全部归为有机易腐垃圾就可以达到自动分类和分选的目的。

垃圾分类投放斗(9)的运动形式包含旋转运动和直线运动，取决于垃圾的品种数量、垃圾分类和分选的品种多少和品种的归类要求及数量和相应垃圾接收容器的数量及其排列方式。

分类后的垃圾输送方式依据垃圾分类和分选的要求，选择输送带连续输送和输送斗进行传送，到达指定位置，投入选定和指定的垃圾接收容器。

集群式垃圾自动识别的方法及其集群式垃圾自动识别总成和识别后的垃圾分类区别投放装置可以运用于工业垃圾的自动分类和分选和垃圾工业化生产中的自动分类和分选。

4、附图说明

图1是旋转式垃圾自动识别分类垃圾桶剖视图，图中(1)是桶盖，(2)是垃圾投放口，(3)是电磁感应金属识别集成，(4)中央控制主板，(5)是光电识别集成与光发射和反射光接收集成，(6)图像识别和显微识别集成，(7)气敏识别集成，(8)是光吸收识别集成，(9)是万向垃圾分类投放斗，(10)热敏识别集成，(11)是离子选择性电极，(12)是声波识别集成，(13)生物传感器，(14)压电识别集成，(15)是震动波识别集成，(16)流体化垃圾输送管，(17)是垃圾接收容器甲，(18)是垃圾接收容器乙，(19)是垃圾自动分类投放万向定位转盘，(20)是万向垃圾分类投放斗升降支撑干，(21)是是万向垃圾分类投放斗倾倒操作干，(22)是垃圾接收容器丙，(23)是垃圾接收容器丁，(24)是垃圾桶外壳。

图2是列式多容器自动分类垃圾桶剖视图，图中(201)是光电和电磁组合垃圾识别集成，(202)是垃圾投放口，(203)是水平移动式分类垃圾投放斗，(204)是控制主板，(205)是垃圾桶外壳，(206)是分类垃圾投放斗水平移动导轨，(207)是分类垃圾投放斗倾倒推动杆，(208)是有机易腐垃圾接收容器，(209)是金属垃圾接收容器，(210)是聚氯乙烯(PVC)垃圾接收容器，(211)是聚乙烯(PE)垃圾接收容器，(212)是聚丙烯(PP)垃圾接收容器，(213)是混合塑料垃圾接收容器。

图3是垃圾自动识别分类投放流水线，图中(301)是光扫描识别集成，(302)是输送带上的垃圾，(303)垃圾自动倾倒器，(304)垃圾输送带，(305)是塑料垃圾接收容器，(306)是金属垃圾接收容器，(307)是玻璃垃圾接收容器，(308)是有毒有害垃圾接收容器，(309)是纺织品垃圾接收容器，(310)是橡胶垃圾接收容器，(311)是电子垃圾接收容器，(312)是陶瓷垃圾接收容器，(313)是日用化学品垃圾接收容器(314)是皮革垃圾接收容器。

5、实施例

实施例1是旋转式垃圾自动识别分类垃圾桶，设有四个垃圾接收容器，把垃圾划分为四类：

有机易腐类：食品垃圾，水果蔬菜类、米饭面包主食类、肉类、骨头、茶叶、咖啡、禽蛋，果仁果核；动植物垃圾，动物尸体，植物根茎叶杆，动物***物、粪便、中草药；日常用品，餐巾、卫生纸、筷子、竹木制品；生活用品，棉、毛、麻纺织品；建筑装修材料中的竹、木、纸板及其制品。

有害垃圾：各类电池和电子用品，各种灯泡灯管，化学品、药物，油漆涂料，各种农药、家用杀虫剂、除草剂及其包装。

可以再生垃圾：金属，钢铁、铝、不锈钢和金属合金，包含金属瓶罐、刀叉用具、餐具、厨具、厨房用品，塑料，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)、PBT和ABS，废纸，纸类包装、报纸杂志、广告书籍等；玻璃：瓶、罐、板。

不可再生废弃垃圾：陶瓷、水泥、灰渣尘土、烟头、一次性尿布和卫生间垃圾等。

把四类垃圾包含的内容，各自的特征通过控制主板(4)输入控制主板的记忆，通过控制主板(4)的菜单和功能键盘选择和指定垃圾接收容器，例如选择有机易腐存放在垃圾接收容器甲(17)，可以再生存放在垃圾接收容器乙(18)，有害垃圾存放在垃圾接收容器丙(22)，不可再生废弃垃圾存放在垃圾接收容器丁(23)；

当人靠近垃圾桶时，垃圾桶盖(1)在红外感应器的控制下自动打开；

把垃圾直接投入是垃圾投放口(2)，不同类别的垃圾通过间隙性投放投入垃圾投放口(2)；

不同类别垃圾混合情况下语音提示引导人工分捡，无人分捡情况下作为不可再废弃垃圾自动投入垃圾接收容器丁(23)；

垃圾通过集群式垃圾自动识别总成鉴别区域，到达万向垃圾分类投放斗(9)；

集群式垃圾自动识别总成获取的垃圾特征识别信息传送给控制主板(4)；

控制主板按(4)按照设定的垃圾接收容器，指令并驱动垃圾自动分类投放万向定位转盘(19)移动万向垃圾分类投放斗，把投放口对准垃圾接收容器甲(17)，万向垃圾分类投放斗升降支撑干(20)和万向垃圾分类投放斗倾倒操作干(21)启动，把取得鉴别的食品垃圾，水果蔬菜类、米饭面包主食类、肉类、骨头、茶叶、咖啡、禽蛋、果仁果核、动植物垃圾、动物尸体、植物根茎叶杆、动物***物、粪便、中草药、日常用品、餐巾、卫生纸、筷子、竹木制品、生活用品、棉、毛、麻纺织品、建筑装修材料中的竹、木、纸板及其制品垃圾逐一投入垃圾接收容器甲(17)；

依照上述同样的方法，把经过鉴别取得的可以再生垃圾，金属、钢铁、铝、不锈钢和金属合金，包含金属瓶罐、刀叉用具、餐具、厨具、厨房和卫生间用品，塑料，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)、PBT和ABS，废纸，纸类包装、报纸杂志、广告书籍，玻璃，瓶、罐、板等逐一投入垃圾接收容器乙(18)；

把经过鉴别取得的有害垃圾，各类电池和电子用品、各种灯泡灯管、化学品、药物、油漆涂料、各种农药、家用杀虫剂、除草剂及其包装等逐一投入垃圾接收容器丙(22)；

把经过鉴别取得的不可再生废弃垃圾，陶瓷、水泥、灰渣尘土、烟头、一次性尿布和卫生间垃圾等逐一投入垃圾接收容器丁(23)；

在远程控制中心的指令下，把垃圾接收容器中不同成分类别的垃圾分别转化成为流体，通过流体化垃圾输送管(16)把有机易腐垃圾、可以再生垃圾、有害垃圾和不可再生废弃垃圾分别输送到相应的指定场地，实现垃圾的自动分类和分选、自动分类区别收集。

实施例2是列式多容器自动分类垃圾桶。一般情况下居民的生活垃圾主要是厨余垃圾和塑料垃圾为主，其中包含有少部分金属垃圾，通过光电和电磁组合的垃圾识别集成(201)就可以达到识别目的。

分别把金属、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)聚丙烯(PP)和其他塑料的光学特征，光吸收波段范围及特征通过控制主板的功能键盘输入控制主板的记忆中；

通过控制主板(204)的功能菜单，按照顺序设定有机易腐垃圾接收容器(208)，金属垃圾接收容器(209)，聚氯乙烯(PVC)垃圾接收容器(210)，聚乙烯(PE)垃圾接收容器(211)，聚丙烯(PP)垃圾接收容器(212)，混合塑料垃圾接收容器(213)；

把垃圾通过光电和电磁组合垃圾识别集成(201)投入垃圾投放口(202)进入水平移动式分类垃圾投放斗(203)，垃圾识别集成(201)没有产生识别信号，垃圾中没有塑料和金属，控制主板(204)指令垃圾投放斗倾倒推动杆(207)驱动水平移动式分类垃圾投放斗(203)直接把斗中的垃圾倒入有机易腐垃圾接收容器(208)；

把垃圾通过光电和电磁组合垃圾识别集成(201)投入垃圾投放口(202)进入水平移动式分类垃圾投放斗(203)，垃圾识别集成(201)产生聚氯乙烯(PVC)识别信号，经过鉴别的垃圾成分是聚氯乙烯(PVC)，控制主板(204)指令水平移动式分类垃圾投放斗(203)通过水平移动导轨(206)移动到聚氯乙烯(PVC)垃圾接收容器(210)然后指令垃圾投放斗倾倒推动杆(207)驱动分类垃圾投放斗(203)把斗中的垃圾倒入聚氯乙烯(PVC)垃圾接收容器(210)；

把垃圾通过光电和电磁组合垃圾识别集成(201)投入垃圾投放口(202)进入水平移动式分类垃圾投放斗(203)，垃圾识别集成(201)产生金属识别信号，鉴别垃圾成分为金属，控制主板(204)指令水平移动式分类垃圾投放斗(203)通过水平移动导轨(206)移动到金属垃圾接收容器(209)，然后把斗中的垃圾倒入金属垃圾接收容器(209)；

以此类推，把聚乙烯(PE)垃圾倒人聚乙烯(PE)垃圾接收容器(211)，聚丙烯(PP)垃圾倒入聚丙烯(PP)垃圾接收容器(212)；

把垃圾通过光电和电磁组合垃圾识别集成(201)投入垃圾投放口(202)进入水平移动式分类垃圾投放斗(203)，垃圾识别集成(201)产生聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)多种垃圾识别信号，证明垃圾成分是混合塑料，控制主板(204)指令水平移动式分类垃圾投放斗(203)通过水平移动导轨(206)移动到混合塑料垃圾接收容器(213)，然后把垃圾倒入混合塑料垃圾接收容器(213)，反复逐一工作，最终取得全部垃圾自动分类和分选的结果。

实施例3是垃圾自动识别分类和分选流水线，商品在生产时事先标注上材料成分的标识，例如农药等有毒有害危险品标识等，把垃圾(302)放在输送带(304)上，通过光扫描识别集成(301)读取垃圾上的标识，控制主板获取识别信息，通过输送带(304)把垃圾移动到指定位置，垃圾自动倾倒器(303)把输送带(304)上的垃圾倒入指定的垃圾桶，完成自动识别和自动分类和分选的过程。把带有识别标签的塑料垃圾、金属垃圾、玻璃垃圾、有毒有害垃圾、纺织品垃圾、橡胶垃圾、电子垃圾、陶瓷垃圾、日用化学品垃圾和皮革垃圾放在输送带(304)上，光扫描识别集成(301)依次读取输送带(304)上的垃圾上的标识并传送给控制主板，控制主板获取识别信息通过输送带(304)把塑料垃圾、金属垃圾、玻璃垃圾、有毒有害垃圾、纺织品垃圾、橡胶垃圾、电子垃圾、陶瓷垃圾、日用化学品垃圾和皮革垃圾逐一输送到指定的位置，垃圾自动倾倒器(303)把输送带(304)上的垃圾分别推入相应的塑料垃圾接收容器(305)，金属垃圾接收容器(306)，玻璃垃圾接收容器(307)，有毒有害垃圾接收容器(308)，纺织品垃圾接收容器(309)，橡胶垃圾接收容器(310)，电子垃圾接收容器(311)，陶瓷垃圾接收容器(312)，日用化学品垃圾接收容器(313)，皮革垃圾接收容器(314)，实现多种垃圾自动分类，准确分选。

Claims (5)

1.集群式垃圾自动识别总成及其自动分类垃圾桶，其特征在于该集群式垃圾自动识别总成采用声、光、电、热、磁、影像、气敏、压电和电化学多种识别感应器通过对垃圾的物理性质、化学性质、形态、相貌、体温、化学成分、电化学特征、电磁特征、光学性质、声学特征、内部结构、生物特征、气味、状态变化、流动特征、运动特征、物质状态、标识内容和文字内容进行识别，把获取垃圾特征信息，通过控制主板把垃圾的特征信息与记忆特征进行类比，然后把特征信息类比的结果转化成为有效动作，准确地把识别后的垃圾投放到指定的容器，实现垃圾的自动分类和分选的目的，组成集群式垃圾自动识别总成的具体内容是：

首先是静态和动态的影像识别器，对垃圾进行一维、二维和三维图像和动态的影像扫描，根据垃圾的外观获取垃圾的影像特征区分垃圾中的纸、塑料、有机厨余和金属，颜色特征区分垃圾中的塑料、纸、陶瓷、食品和金属，相貌特征区分垃圾中的动物、植物、电池和灯泡，形状特征区分垃圾中的瓶、罐、板和膜，垃圾的表面的文字内容、符号、商品标识、一维条码和二维码告诉传感器垃圾的成分，通过事先设置可能形成垃圾的材料的标识，直接读取信息内容区分和鉴别垃圾的类别和成分，通过影像获取垃圾的运动状态、运动形式和变化的速度，鉴别垃圾的物理状态，通过垃圾在投放力产生的形状变化、流动和运动的速度鉴别垃圾的含水量、成分、粘度，通过弹性变化的频率鉴别垃圾中的橡胶、果冻、生肉、熟肉、米饭，更进一步的是通过显微图像三维扫描识别细菌和病毒；

光电和光敏识别器，根据垃圾的成分不同对光的光感应，光的反射、透射、折射、吸收的特征识别玻璃、塑料、金属和有机易腐垃圾，通过光的反射、透射、折射、吸收达到鉴别金属、塑料、玻璃和餐厨垃圾的目的，更进一步通过对不同波段的光波吸收鉴别塑料垃圾的具体成分，通过金属表面对光的反射特征鉴别金属与非金属；

电和磁感应识别器，通过垃圾的电学性质和磁学性质识别不同垃圾的特征，不同垃圾的电学性质不同，依此区分鉴别垃圾中的金属、陶瓷、塑料、纸和有机易腐垃圾，通过垃圾的磁学性质把金属进一步区分鉴别铁磁性的钢铁与非铁磁性的铝和不锈钢；

重力压电感应比重识别器，垃圾中各种成分的比重是不一样的，通过三维图像扫描取得垃圾的体积，结合重力感应获取垃圾的比重区分鉴别垃圾的成分和结构，如餐厨垃圾，塑料泡沫，塑料，玻璃和金属，更为精确可以达到区分和鉴别塑料中的PE、PP、PET、PVC、ABS和PS；

声学识别器，声波的反射和吸收特征，穿透速度特征获取垃圾的外部形态和内部结构，混合物的结构和比例，通过声音反射特征判断和鉴别垃圾的密度，软硬，状态和含水量；

热电感应和红外识别器，垃圾的温度特征快速区分鉴别垃圾的成分，往往食品垃圾的温度高于其他垃圾；

气敏和气味识别器，垃圾的成分和气味特征有效区分和识别垃圾中的杀虫剂，农药、护理用品，油漆，涂料、汽油燃料、食品添加剂、药品、食品、水果、甲烷、腐烂有机物、尿布和烟头；

酸碱(PH)感应和离子选择性电极识别器，垃圾的电化学特征是不一样的，通过离子选择性电极识别垃圾中的有机化学品、金属离子、非金属离子、酸和碱，和环境污染产生的有毒有害物质通过食物链进入垃圾，把已经污染的垃圾进行识别分离，保障垃圾循环再生链的安全同时监测有毒有害化学品在生活链和食物链中的浓度及其变化；

生物传感器，识别和区分细菌、病毒、垃圾中的生物酶和传染性病原体；

震动波识别器，垃圾在震动波中表现的特征鉴别金属、橡胶、塑料、玻璃和有机易腐垃圾的种类；

把所有已知的垃圾特征和识别方式编写成为垃圾特征与识别和鉴别软件，把不同的垃圾的物理性质、形态特征、相貌特征、体温、电磁特征、光学性质、声学特征、内部结构、化学性质、电化学特征、生物特征、气味特征、标识、变化状态、流动特征、运动特征、撞击形成的声波、震动波特征输入控制主板(4)记忆；

按照城市垃圾分类和循环利用的要求通过控制主板(4)菜单选择和设立一个和多个分类垃圾接收容器；

通过控制主板功能菜单选择不同成分的垃圾和不同成分垃圾组合的接收容器，指定分类鉴别后的垃圾及其组合物的接收容器及其投放位置；

把垃圾投入垃圾投放口(2)，通过集群式垃圾自动识别总成监视区域，到达垃圾分类投放斗(9)，把集群式垃圾自动识别总成取得的垃圾特征识别信息传递给控制主板(4)；

控制主板(4)通过获取的垃圾特征信息进行类比，根据类比结果，指令驱动装置移动垃圾分类投放斗(9)到达指定的垃圾接收容器的位置，把经过鉴别的垃圾投入指定的垃圾接收容器，集群式垃圾自动识别总成及其垃圾自动分类投放装置反复工作，把已经分类鉴别取得的垃圾按类别和成分，分门别类逐一区分投入指定的不同垃圾接收容器，依此实现垃圾自动分类和分选。

2.按照权利要求1中所述的集群式垃圾自动识别总成，其特征在于集群式垃圾自动识别总成中的垃圾识别方法及其相应的识别器通过具体垃圾产生源头不同，实际垃圾成分和组合的不同，垃圾识别方法及其识别器的种类根据实际应用进行选择，包含选择识别方法及其识别器其中之一种和两种以及两种以上的组合。同时集群式垃圾自动识别总成中的垃圾识别方法及其识别器的组合方式根据实际应用效果进行方法的优化，其中排除法就是一种，排除法是在设定少数垃圾识别器的基础上，通过非此即彼的方法进行垃圾的鉴别自动分类和分选，在日常生活中，垃圾的主要成分是塑料和有机易腐垃圾，只要设置光学识别器，把塑料单独鉴别区分开，其余的全部归为有机易腐垃圾就可以达到自动分类和分选的目的。

3.按照权利要求1中所述的自动分类垃圾桶，其特征在于垃圾分类投放斗(9)的运动形式包含旋转运动和直线运动，取决于垃圾的品种数量、垃圾分类和分选的品种多少和品种的归类要求及数量和相应垃圾接收容器的数量及其排列方式。

4.按照权利要求1中所述的自动分类垃圾桶，其特征在于分类后的垃圾输送方式依据垃圾分类和分选的要求，选择输送带连续输送和输送斗进行传送，到达指定位置，投入选定和指定的垃圾接收容器。

5.按照权利要求1中所述的集群式垃圾自动识别总成和识别后的垃圾分类区别投放装置，其特征在于该集群式垃圾自动识别的方法和识别后的垃圾分类区别投放装置可以运用于工业垃圾的自动分类和分选和垃圾工业化生产中的垃圾自动分类和分选。

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