CN110697167A - 一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置，包括输送侧板一、输送侧板二与机器视觉***，所述输送侧板一与输送侧板二平行对称设置，靠近所述输送侧板一与输送侧板二内侧分别设置有引导板一与引导板二，所述引导板一与引导板二的上方设置有调节机构，所述输送侧板一左端侧面安装有驱动电机，所述驱动电机上安装有减速机；本发明能够通过机器视觉技术实现对废旧电池全自动化分类处理，分类筛选效率高，并能够统计电池总量及各个分类电池的总量通过显示屏进行显示，便于工作人员统计各类电池的总量，大大提高了工作效率，能够确保电池依次稳定输送，防止电池在输送中损坏严重，大大提高了电池的质量。

Description

一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置

技术领域

本发明属于电池自动分类技术领域，具体的是一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置。

背景技术

废弃的电池若不加处理处置直接投入自然环境，会引起严重的环境污染，危害人类健康。在当今，设立废电池的分类回收设施予以回收，已成为常态化，废弃的电池被送至有相应资质的工厂，进行资源化利用或无害化处理处置，但传统的电池分类是通过人工识别对不同种类电池进行分类，该种分类方式不仅速率比较低下，且容易出现分类错误，增加劳动量。

当各种一次性扣式电池、1号、5号、7号以及手机电池常常混在一起，通常的人工分拣时，漏液产生的气体、液体不仅会对分拣人员产生伤害，同时效率并不高，现有的辅助分类装置在使用的过程中存在一定的弊端，不能够通过机器视觉技术实现对废旧电池全自动化分类处理，人工识别分类筛选效率低下，不能够很好的统计电池总量及各个分类电池的总量，给工作人员统计各类电池的总量带来不便，工作效率低下，电池在输送中叠加输送混乱，增加了电池之间的摩擦，电池在输送中损坏严重，大大降低了电池的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置，主要解决现有技术中废旧电池的分类并没有基于机器视觉的装置，本发明创新的废旧电池分类装置进行创新并与机器视觉进行结合，实现了废旧电池全自动分类，同时还可以解决以下技术问题：

1）通过机器视觉***及计数器实现对电池的全自动分类及统计电池总量及各个分类电池的总量，便于工作人员统计各类电池的总量，解决了现有的分类装置分类筛选效率低下及给工作人员统计各类电池的总量带来不便，工作效率低下的技术问题；

2）通过设置有限位凹槽确保电池依次输送，具有限位作用，解决了现有的分类装置电池在输送中叠加输送混乱，增加了电池之间的摩擦，电池在输送中损坏严重，电池质量低下的技术问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置，包括输送侧板一、输送侧板二与机器视觉***，所述输送侧板一与输送侧板二平行对称设置，靠近所述输送侧板一与输送侧板二内侧分别设置有引导板一与引导板二，所述引导板一与引导板二的上方设置有调节机构，所述输送侧板一左端侧面安装有驱动电机，所述驱动电机上安装有减速机，所述输送侧板一与输送侧板二左端部之间并列设置有五组分类板，所述分类板上端面平行设置有固定板一与固定板二；

所述分类板底端安装有倾斜板，所述倾斜板底端安装有衔接板，所述分类板底部开设有限位凹槽，所述分类板侧面中间位置设置有限位凸块；

所述机器视觉***底端设置有安装支架，所述安装支架两侧均开设有安装通孔，所述安装支架上端中间位置安装有安装帽，所述安装帽底端安装有摄像机；

所述调节机构包括承重板，所述承重板上安装有驱动器，所述驱动器底端设置有传动杆，所述传动杆底端连接有连接杆，所述传动杆与连接杆之间***安装有转向环，所述连接杆底端设置有移动板，所述连接杆底端与移动板衔接位置设置有固定螺栓；

所述机器视觉***包括摄像头、图像提取模块、图像转化模块与图像处理模块，所述机器视觉***电性连接有中央处理器、计数器、显示屏与驱动器；

其中，所述摄像头用于摄取待检测电池的图像并进行识别，所述图像提取模块用于提取摄像头识别的图像并将其传输至图像转化模块，所述图像转化模块用于接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块，所述图像处理模块接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器；所述中央处理器用于接收分析处理结果并控制驱动器配合传动杆控制转向环转向，所述计数器用于统计电池总量及各个分类电池的总量并传输至显示屏，所述显示屏用于接收统计总量并进行数据显示。

作为本发明进一步的方案：图像处理模块包括图像滤波模块、图像平滑模块、图像增强模块。

图像滤波模块的过程为：二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，G(x,y)为图像滤波单元，图像滤波处理后的二维函数为g(x,y)，G(x,y)对f(x,y)进行图像滤波处理，

；其中，h为滤波参数，h用来控制滤波；

。

作为本发明进一步的方案：图像平滑模块的过程为：图像平滑单元对图像g(x,y)进行图像平滑处理，w(x,y)为图像平滑单元，A(x,y)为处理后的图像， w(x,y)对g(x,y)进行平滑处理后得到函数A(x,y)，

；

其中，*为卷积符号。

作为本发明进一步的方案：图像增强模块的过程为：图像增强单元对A(x,y)进行增强处理，p(x,y)为图像增强后的图像函数，

。

作为本发明进一步的方案：五组所述分类板等距离平行设置在输送侧板一与输送侧板二左端部之间，所述倾斜板与分类板之间倾斜角度为120°，所述倾斜板与衔接板之间倾斜角度为150°。

作为本发明进一步的方案：所述连接杆通过转向环连接在传动杆底端，所述连接杆在转向环带动下转动角度范围为0-120°，所述移动板通过固定螺栓与连接杆底端固定连接，且移动板两侧底端分别与引导板一、引导板二上端面固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述摄像机、计数器均位于安装帽下方，且摄像机、计数器均与安装帽电性连接，所述安装帽通过两侧安装通孔安装在输送侧板一与输送侧板二内侧面之间。

作为本发明进一步的方案：所述衔接板底部设置有包装箱，且衔接板底端与包装箱上端口边缘位置相接触。

作为本发明进一步的方案：所述输送侧板一与输送侧板二端部之间贯穿设置有转轴，所述转轴上铺设有传送带，所述传送带上分布有电池，所述输送侧板一与输送侧板二底端均安装有支撑架，两组支撑架之间设置有横板。

作为本发明进一步的方案：所述分类装置的具体操作步骤如下：

步骤一：启动驱动电机通过转轴带动传送带进行转动，传送带转动带动待分类的电池向机器视觉***一侧移动，其中安装帽下方设有的摄像头摄取待分类电池的图像并进行识别，同时计数器统计电池总量及各个分类电池的总量并传输至显示屏进行显示；

步骤二：图像提取模块提取步骤一中摄像头识别的图像并将其传输至图像转化模块，图像转化模块接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块，图像处理模块接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器，中央处理器接收分析处理结果并控制驱动器配合传动杆控制转向环转向，待分类电池通过引导板一与引导板二进入到分类板之间实现分类，并通过倾斜板配合衔接板送入包装箱进行包装。

本发明的有益效果：

1、通过在安装帽下方设有的摄像头能够很好的摄取待分类电池的图像并进行识别，接着通过机器视觉***的图像提取模块能够很好的提取摄像头识别的图像并将其传输至图像转化模块，图像转化模块接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块，图像处理模块接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器，中央处理器接收分析处理结果并控制驱动器配合传动杆控制转向环转向，转向环能够很好的通过连接杆配合移动板带动引导板一与引导板二转向不同的分类板，待分类电池通过引导板一与引导板二进入到不同的分类板之间实现分类，整个输送及分类过程完全自动化，分类筛选效率高，其中引导板一与引导板二具有较好的引导电池的作用，有效的防止在传送带输送中电池向外侧输送，影响电池的检测分类。

2、通过在分类板底部开设有限位凹槽，能够确保电池依次输送，具有较好的限位作用，有效的防止电池在输送中叠加输送混乱，有效的降低了电池之间的摩擦，且五组分类板等距离设置，形成不同的分类入口，便于电池的分类处理，适用性强，通过设置有计数器能够很好的统计电池总量及各个分类电池的总量并传输至显示屏进行显示，便于工作人员统计各类电池的总量，大大提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明中安装支架的结构示意图。

图4是本发明中调节机构的结构示意图。

图5是本发明中分类板的结构示意图。

图6是本发明的***框图。

图中1、输送侧板一；2、输送侧板二；3、转轴；4、传送带；5、电池；6、支撑架；7、引导板一；8、引导板二；9、机器视觉***；901、安装支架；902、安装通孔；903、安装帽；904、摄像机；905、摄像头；906、计数器；10、调节机构；101、承重板；102、驱动器；103、传动杆；104、连接杆；105、转向环；106、移动板；107、固定螺栓；11、驱动电机；12、分类板；13、减速机；14、固定板一；15、固定板二；16、包装箱；17、倾斜板；18、衔接板；19、限位凸块；20、限位凹槽；21、图像提取模块；22、图像转化模块；23、图像处理模块 ；24、中央处理器；25、显示屏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置，包括输送侧板一1、输送侧板二2与机器视觉***9，所述输送侧板一1与输送侧板二2平行对称设置，靠近所述输送侧板一1与输送侧板二2内侧分别设置有引导板一7与引导板二8，所述引导板一7与引导板二8的上方设置有调节机构10，所述输送侧板一1左端侧面安装有驱动电机11，所述驱动电机11上安装有减速机13，所述输送侧板一1与输送侧板二2左端部之间并列设置有五组分类板12，所述分类板12上端面平行设置有固定板一14与固定板二15。

所述分类板12底端安装有倾斜板17，所述倾斜板17底端安装有衔接板18，所述分类板12底部开设有限位凹槽20，所述分类板12侧面中间位置设置有限位凸块19。

所述机器视觉***9底端设置有安装支架901，所述安装支架901两侧均开设有安装通孔902，所述安装支架901上端中间位置安装有安装帽903，所述安装帽903底端安装有摄像机904。

所述调节机构10包括承重板101，所述承重板101上安装有驱动器102，所述驱动器102底端设置有传动杆103，所述传动杆103底端连接有连接杆104，所述传动杆103与连接杆104之间***安装有转向环105，所述连接杆104底端设置有移动板106，所述连接杆104底端与移动板106衔接位置设置有固定螺栓107。

所述机器视觉***9包括摄像头905、图像提取模块21、图像转化模块22与图像处理模块23，所述机器视觉***9电性连接有中央处理器24、计数器906、显示屏25与驱动器102。

。图像处理模块包括图像滤波模块、图像平滑模块、图像增强模块；图像滤波模块的过程为：二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，G(x,y)为图像滤波单元，图像滤波处理后的二维函数为g(x,y)，G(x,y)对f(x,y)进行图像滤波处理，

；其中，h为滤波参数，h用来控制滤波；

。

图像平滑模块的过程为：图像平滑单元对图像g(x,y)进行图像平滑处理，w(x,y)为图像平滑单元，A(x,y)为处理后的图像， w(x,y)对g(x,y)进行平滑处理后得到函数A(x,y)，

；

其中，*为卷积符号。

图像增强模块的过程为：图像增强单元对A(x,y)进行增强处理，p(x,y)为图像增强后的图像函数，

。

所述摄像头905用于摄取待检测废旧电池5的图像并进行识别，所述图像提取模块21用于提取摄像头905识别的图像并将其传输至图像转化模块22，所述图像转化模块22用于接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块23，所述图像处理模块23接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器24；所述中央处理器24用于接收分析处理结果并控制驱动器102配合传动杆103控制转向环105转向，所述计数器906用于统计废旧电池5总量并传输至显示屏25，所述显示屏25用于接收统计总量并进行数据显示，便于工作人员统计各类废旧电池5的总量，大大提高了工作效率。

五组所述分类板12等距离平行设置在输送侧板一1与输送侧板二2左端部之间，所述倾斜板17与分类板12之间倾斜角度为120°，所述倾斜板17与衔接板18之间倾斜角度为150°。

所述连接杆104通过转向环105连接在传动杆103底端，转向环105能够很好的通过连接杆104配合移动板106带动引导板一7与引导板二8转向不同的分类板12，待分类废旧电池5通过引导板一7与引导板二8进入到不同的分类板12之间实现分类，整个输送及分类过程完全自动化，分类筛选效率高，所述连接杆104在转向环105带动下转动角度范围为0-120°，所述移动板106通过固定螺栓107与连接杆104底端固定连接，且移动板106两侧底端分别与引导板一7、引导板二8上端面固定连接，具有较好的引导废旧电池5的作用，有效的防止在传送带4输送中废旧电池5向外侧输送，影响废旧电池5的检测分类。

所述摄像机904、计数器906均位于安装帽903下方，且摄像机904、计数器906均与安装帽903电性连接，所述安装帽903通过两侧安装通孔902安装在输送侧板一1与输送侧板二2内侧面之间。

所述衔接板18底部设置有包装箱16，且衔接板18底端与包装箱16上端口边缘位置相接触。

所述输送侧板一1与输送侧板二2端部之间贯穿设置有转轴3，所述转轴3上铺设有传送带4，所述传送带4上分布有废旧电池5，所述输送侧板一1与输送侧板二2底端均安装有支撑架6，两组支撑架6之间设置有横板，能够支撑起整个分类装置，确保其正常运行。

分类装置的工作原理：首先启动驱动电机11通过转轴3带动传送带4进行转动，传送带4转动带动待分类的废旧电池5向机器视觉***9一侧移动，其中安装帽903下方设有的摄像头905能够很好的摄取待分类废旧电池5的图像并进行识别，同时计数器906能够很好的统计废旧电池5总量并传输至显示屏25进行显示，便于工作人员统计各类废旧电池5的总量，大大提高了工作效率，其次图像提取模块21能够很好的提取摄像头905识别的图像并将其传输至图像转化模块22，图像转化模块22能够很好的接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块23，接着图像处理模块23能够很好的接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器24，中央处理器24能够很好的接收分析处理结果并控制驱动器102配合传动杆103控制转向环105转向，转向环105能够很好的通过连接杆104配合移动板106带动引导板一7与引导板二8转向不同的分类板12，待分类废旧电池5通过引导板一7与引导板二8进入到不同的分类板12之间实现分类，整个输送及分类过程完全自动化，分类筛选效率高，其中引导板一7与引导板二8具有较好的引导废旧电池5的作用，有效的防止在传送带4输送中废旧电池5向外侧输送，影响废旧电池5的检测分类，其中承重板101能够放置驱动器102，确保其稳定性，移动板106通过固定螺栓107固定安装在连接杆104底端，且传动杆103与连接杆104之间通过转向环105活动连接，最后通过倾斜板17配合衔接板18送入包装箱16进行包装，其中支撑架6能够支撑起整个分类装置，确保其正常运行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置，包括输送侧板一（1）、输送侧板二（2），其特征在于，还包括机器视觉***（9）。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述输送侧板一（1）与输送侧板二（2）平行对称设置，靠近所述输送侧板一（1）与输送侧板二（2）内侧分别设置有引导板一（7）与引导板二（8），所述引导板一（7）与引导板二（8）的上方设置有调节机构（10），所述输送侧板一（1）左端侧面安装有驱动电机（11），所述驱动电机（11）上安装有减速机（13），所述输送侧板一（1）与输送侧板二（2）左端部之间并列设置有五组分类板（12），所述分类板（12）上端面平行设置有固定板一（14）与固定板二（15）；所述分类板（12）底端安装有倾斜板（17），所述倾斜板（17）底端安装有衔接板（18），所述分类板（12）底部开设有限位凹槽（20），所述分类板（12）侧面中间位置设置有限位凸块（19）。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述机器视觉***（9）底端设置有安装支架（901），所述安装支架（901）两侧均开设有安装通孔（902），所述安装支架（901）上端中间位置安装有安装帽（903），所述安装帽（903）底端安装有摄像机（904）。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述调节机构（10）包括承重板（101），所述承重板（101）上安装有驱动器（102），所述驱动器（102）底端设置有传动杆（103），所述传动杆（103）底端连接有连接杆（104），所述传动杆（103）与连接杆（104）之间***安装有转向环（105），所述连接杆（104）底端设置有移动板（106），所述连接杆（104）底端与移动板（106）衔接位置设置有固定螺栓（107）。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述机器视觉***（9）包括摄像头（905）、图像提取模块（21）、图像转化模块（22）与图像处理模块（23），所述机器视觉***（9）电性连接有中央处理器（24）、计数器（906）、显示屏（25）与驱动器（102）；其中，所述摄像头（905）用于摄取待检测电池（5）的图像并进行识别，所述图像提取模块（21）用于提取摄像头（905）识别的图像并将其传输至图像转化模块（22），所述图像转化模块（22）用于接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块（23），所述图像处理模块（23）接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器（24）；所述图像处理模块包括图像滤波模块、图像平滑模块、图像增强模块；图像滤波模块G(x,y)为：

；图像平滑单元w(x,y)为：

；图像增强模块p(x,y)为：

；所述中央处理器（24）用于接收分析处理结果并控制驱动器（102）配合传动杆（103）控制转向环（105）转向，所述计数器（906）用于统计电池（5）总量并传输至显示屏（25），所述显示屏（25）用于接收统计总量并进行数据显示。

6.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，五组所述分类板（12）等距离平行设置在输送侧板一（1）与输送侧板二（2）左端部之间，所述倾斜板（17）与分类板（12）之间倾斜角度为120°，所述倾斜板（17）与衔接板（18）之间倾斜角度为150°。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述连接杆（104）通过转向环（105）连接在传动杆（103）底端，所述连接杆（104）在转向环（105）带动下转动角度范围为0-120°，所述移动板（106）通过固定螺栓（107）与连接杆（104）底端固定连接，且移动板（106）两侧底端分别与引导板一（7）、引导板二（8）上端面固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述摄像机（904）、计数器（906）均位于安装帽（903）下方，且摄像机（904）、计数器（906）均与安装帽（903）电性连接，所述安装帽（903）通过两侧安装通孔（902）安装在输送侧板一（1）与输送侧板二（2）内侧面之间。

9.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述衔接板（18）底部设置有包装箱（16），且衔接板（18）底端与包装箱（16）上端口边缘位置相接触；所述输送侧板一（1）与输送侧板二（2）端部之间贯穿设置有转轴（3），所述转轴（3）上铺设有传送带（4），所述传送带（4）上分布有电池（5），所述输送侧板一（1）与输送侧板二（2）底端均安装有支撑架（6），两组支撑架（6）之间设置有横板。

10.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的废旧电池全自动分类装置,其特征在于，所述分类装置的具体操作步骤如下：

步骤一：启动驱动电机（11）通过转轴（3）带动传送带（4）进行转动，传送带（4）转动带动待分类的电池（5）向机器视觉***（9）一侧移动，其中安装帽（903）下方设有的摄像头（905）摄取待分类电池（5）的图像并进行识别，同时计数器（906）统计电池（5）总量并传输至显示屏（25）进行显示；

步骤二：图像提取模块（21）提取步骤一中摄像头（905）识别的图像并将其传输至图像转化模块（22），图像转化模块（22）接收识别图像并转化成信号传输至图像处理模块（23），图像处理模块（23）接收信号并对其进行分析处理后传输至中央处理器（24），中央处理器（24）接收分析处理结果并控制驱动器（102）配合传动杆（103）控制转向环（105）转向，待分类电池（5）通过引导板一（7）与引导板二（8）进入到分类板（12）之间实现分类，并通过倾斜板（17）配合衔板（18）送入包装箱（16）进行包装。

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