CN113770064A - 一种废旧饮料瓶分选设备 - Google Patents

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方海峰
曹晋
吴群彪
王振
董硕
李琛
戎铮
蔡李花
梁涛
李洋
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Abstract

本发明提供了一种废旧饮料瓶分选设备，包括分梳视觉识别装置和吸盘阵列辊分选装置。废旧饮料瓶分选设备用于对扁平处理后的饮料瓶按照颜色进行分选处理，饮料瓶在分梳视觉识别装置中会整齐的排为多列，各列并行进行颜色识别后通过吸盘阵列辊分选装置进行分选，相比于传统的单通道识别分选效率更高。相比于现有在水平方向上将不同颜色的饮料瓶吹向不同通道进行分选的方式，本发明的方式不仅极大提高了分选效率，还减少了设备所占空间，更符合企业回收生产需求。

Description

一种废旧饮料瓶分选设备
技术领域
本发明涉及固体废弃物回收技术领域，尤其涉及一种废旧饮料瓶分选设备。
背景技术
随着生活水平的提高，对环境保护有了更高的要求，促进了废品回收领域的发展，但是日益上涨的人工费用以及恶劣的工作环境都在要求行业不断创新，使用高效的机械设备替代人工实现固体废弃物回收的需求越来越迫切。
目前，有些大型废品回收站的饮料瓶处理过程中已经在使用自动化分选设备，但是这些设备大多仅采用磁选的方式筛选金属与非金属，或者采用风选的方式筛选饮料瓶与纸片、织物等。少部分专门针对饮料瓶的分选设备则采用图像识别结合机械手带动吸盘的方式实现对饮料瓶的颜色分类，目前多数还停留在实验室阶段，虽然对饮料瓶颜色识别精度较高，但是通过机械手带动吸盘的方式完成废旧饮料瓶的颜色分拣，分拣效率较低。若采用机械的方式如电动推杆等分拣饮料瓶时会产生大量震动与噪音，不符合环保要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧饮料瓶分选设备，克服现有饮料瓶高速分选技术不足，提高基于废旧饮料瓶颜色识别分类准确率，将机械方式与自动化进行适度结合，进一步提高饮料瓶的自动化分拣效率与分拣精度，降低回收厂的分拣成本，提高企业的行业竞争力。
为了达到上述目的，本发明提供了一种废旧饮料瓶分选设备，包括分梳视觉识别装置和吸盘阵列辊分选装置；
所述分梳视觉识别装置包括第一机架，安装在所述第一机架上的输送机构，位于所述输送机构上方设置的分梳机构以及位于所述分梳机构上方设置的视觉识别机构，所述视觉识别机构位于所述分梳机构出口一侧设置；所述分梳机构与所述输送机构配合形成多条沿所述输送机构运输方向并排延伸的输送通道；
所述吸盘阵列辊分选装置包括第二机架，安装在所述第二机架顶部的吸盘阵列辊分选机构以及设置在所述第二机架底部的输出机构，所述吸盘阵列辊分选机构与所述输出机构上下相对设置；所述吸盘阵列辊分选机构位于所述输送机构的输出端设置，包括辊轴、同心套设在所述辊轴上的吸盘模组和用于驱动所述辊轴转动的动力组件，所述辊轴两端转动安装在所述第二机架顶部，所述吸盘模组与所述视觉识别机构信号连接，所述吸盘模组与外设的负压气源连接；所述输出机构包括多个并排设置的输送单元，所述输送单元的输送方向平行于所述辊轴设置。
进一步，所述吸盘模组包括多个依次同轴设置的吸盘单元；
所述吸盘单元包括安装环、固定圈、连接轮辐、多个沿径向沿均匀分布在所述固定圈上的吸盘以及多个固定安装在所述连接轮辐上的电磁阀汇流板组件，所述电磁阀汇流板组件包括多个电磁阀，所述固定圈和连接轮辐与所述安装环同心设置，所述固定圈和连接轮辐固定连接在所述安装环内；所述吸盘位从所述安装环内穿出；所述电磁阀与所述吸盘的供气口通过管道一一对应连接；
位于两端的所述吸盘单元的安装环外侧通过侧盖进行密封，其中一块所述侧盖上同心设置有气电滑环；所述辊轴从气电滑环穿入，从另一侧的侧盖同心穿出，所述辊轴与所述连接轮辐固定连接；所述气电滑环的定子通过固定板与所述第二机架固定连接；
所述电磁阀通过信号线与所述视觉识别机构信号连接，所述电磁阀通过导气管与外设的所述负压气源连接，所述信号线和导气管均通过所述气电滑环接入所述吸盘模组内部。
进一步，所述辊轴两端均通过轴承座转动安装在所述第一机架上，所述辊轴上连接有法兰盘，所述辊轴通过所述法兰盘与所述气电滑环的转子连接。
进一步，所述分梳机构包括多块并排、间隔设置的挡板和用于连接多块所述挡板的横梁；所述横梁安装在所述挡板顶部，通过螺栓与每块所述挡板固定连接；
所述横梁两端通过螺栓固定安装在所述第一机架两侧顶部，所述挡板位于所述输送机构上方设置，与所述输送机构配合形成所述输送通道，所述输送通道与所述吸盘单元一一对应设置。
进一步，所述视觉识别机构包括工业摄像头、图像识别模块和控制模块，所述工业摄像头与所述图像识别模块信号连接，所述图像识别模块与控制模块信号连接，所述控制模块通过所述信号线与所述电磁阀信号连接；
所述工业摄像头通过安装架安装在所述第一机架顶部。
进一步，所述控制模块为单片机。
进一步，所述第一机架顶部安装有第一防护罩，所述输送机构、分梳机构以及视觉识别机构均位于所述第一防护罩内设置；所述第一防护罩的一端设置有进料斗。
进一步，所述第二机架顶部安装有第二防护罩，所述吸盘阵列辊分选机构位于所述第二防护罩内设置；
所述第二防护罩顶部一侧设置有与所述输送机构的输出端连通的进料口。
进一步，所述动力组件包括电机、第一齿轮、第二齿轮和链条，所述第一齿轮安装在所述电机上，所述第二齿轮安装在所述辊轴上，所述链条连接在所述第一齿轮和第二齿轮上；
所述电机固定安装在所述第二机架上，所述电机为伺服电机，所述电机与所述视觉识别机构信号连接。
进一步，所述输送机构和输送单元均为皮带输送机。
有益效果：
在本申请提供的废旧饮料瓶分选设备用于对扁平处理后的饮料瓶根据颜色进行分选处理，饮料瓶在分梳视觉识别装置中会整齐的排为多列，各列并行进行颜色识别后通过吸盘阵列辊分选装置进行分选，相比于传统的单通道识别分选效率更高。相比于现有在水平方向上将不同颜色的饮料瓶吹向不同通道进行分选的方式，本发明的方式不仅极大提高了分选效率，还减少了设备所占空间，更符合企业回收生产需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的内部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的分梳视觉识别装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的分梳视觉识别装置的***图；
图5为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的吸盘阵列辊分选装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的吸盘阵列辊分选装置的***图；
图7为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的吸盘阵列辊分选机构的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的吸盘阵列辊分选机构的***图；
图9为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的工作流程示意图一；
图10为本发明实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备的工作流程示意图二；
图中，分梳视觉识别装置1、吸盘阵列辊分选装置2、第一机架3、输送机构4、分梳机构5、视觉识别机构6、第二机架7、吸盘阵列辊分选机构8、辊轴9、吸盘模组10、输送单元11、安装环12、固定圈13、连接轮辐14、吸盘15、电磁阀汇流板组件16、侧盖17、气电滑环18、固定板19、轴承座20、挡板21、横梁22、工业摄像头23、安装架24、第一防护罩25、进料斗26、第二防护罩27、电机28、链条29、饮料瓶30。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在饮料瓶回收行业中，为了节省运输空间，提高运输效率，一般回收的废旧饮料瓶打包时饮料瓶大多已经被压扁，属于扁平状的饮料瓶，且外包装在前处理中已经去除，因此采用视觉识别的方式能够快速准确的识别出废旧饮料瓶的颜色。
如图1-图8所示，本实施例提供的一种废旧饮料瓶分选设备，用于对扁平状的饮料瓶根据颜色进行分选处理。该设备包括分梳视觉识别装置1和吸盘阵列辊分选装置2。
分梳视觉识别装置1包括第一机架3，安装在第一机架3上的输送机构4，位于输送机构4上方设置的分梳机构5以及位于分梳机构5上方设置的视觉识别机构6，视觉识别机构6位于分梳机构5出口一侧设置；分梳机构5与输送机构4配合形成多条沿输送机构4运输方向并排延伸的输送通道，饮料瓶沿着输送通道移动输送。
第一机架3顶部安装有第一防护罩25，输送机构4、分梳机构5以及视觉识别机构6均位于第一防护罩25内设置。第一防护罩25的一端设置有进料斗26，待分选的饮料瓶通过进料斗26倒入到输送机构4上，输送机构4运转带着饮料瓶进入到不同的输送通道中完成对饮料瓶的分梳作业，使饮料瓶能够有序排布。
具体的，分梳机构5包括多块并排、间隔设置的挡板21和用于连接多块挡板21的横梁22，横梁22安装在挡板21顶部，通过螺栓与每块挡板21固定连接。横梁22两端通过螺栓固定安装在第一机架3两侧顶部，挡板21位于输送机构4上方设置，与输送机构4配合形成输送通道。本实施例中，输送机构4可以采用皮带输送机。
视觉识别机构6包括工业摄像头23、图像识别模块和控制模块，工业摄像头23与图像识别模块信号连接，图像识别模块与控制模块信号连接。工业摄像头23通过安装架24安装在第一机架3顶部，用于拍摄从当前各个输送通道输出的饮料瓶的图像，将图像数据发送给图像识别模块进行识别，图像识别模块识别出当前各个输送通道输出的饮料瓶颜色和位置，并将识别的颜色数据和位置数据发送给控制模块。本实施例中，控制模块可以采用单片机，图像识别模块可以采用经过训练后的OpenMV H7 Plus。
吸盘阵列辊分选装置2包括第二机架7，安装在第二机架7顶部的吸盘阵列辊分选机构8以及设置在第二机架7底部的输出机构，吸盘阵列辊分选机构8与输出机构上下相对设置。吸盘阵列辊分选机构8位于输送机构4的输出端设置，包括辊轴9、同心套设在辊轴9上的吸盘模组10和用于驱动辊轴9转动的动力组件，辊轴9两端通过轴承座20转动安装在第二机架7顶部。吸盘模组10与视觉识别机构6的控制模块信号连接，吸盘模组10与外设的负压气源连接，负压气源对吸盘模组10提供负压，使吸盘模组10能够吸附饮料瓶。输出机构包括多个并排设置的输送单元11，输送单元11的输送方向平行于辊轴9设置，不同的输送单元11用于输送不同颜色的饮料瓶。本实施例中，输送单元11可以采用皮带输送机。
第二机架7顶部安装有第二防护罩27，吸盘阵列辊分选机构8位于第二防护罩27内设置。第二防护罩27顶部一侧设置有与输送机构4的输出端连通的进料口，输送机构4输出的饮料瓶从第二防护罩27的进料口进入吸盘阵列辊分选机构8。
具体的，吸盘模组10包括多个依次同轴设置的吸盘单元，吸盘单元与输送通道一一对应设置，即一个吸盘单元对应一条输送通道。吸盘单元包括安装环12、固定圈13、连接轮辐14、多个沿径向沿均匀分布在固定圈13上的吸盘15以及多个固定安装在连接轮辐14上的电磁阀汇流板组件16，电磁阀汇流板组件16包括多个电磁阀，固定圈13和连接轮辐14与安装环12同心设置，固定圈13和连接轮辐14均通过螺栓固定连接在安装环12内，吸盘15位从安装环12内穿出，电磁阀与吸盘15的供气口通过管道一一对应连接。
位于两端的吸盘单元的安装环12外侧均通过侧盖17进行密封，其中一块侧盖17上同心设置有气电滑环18。辊轴9从气电滑环18穿入，从另一侧的侧盖17同心穿出，辊轴9与连接轮辐14固定连接。辊轴9上连接有法兰盘，辊轴9通过法兰盘与气电滑环18的转子连接。气电滑环18的定子通过固定板19与第二机架7固定连接，固定板19呈门字型，底部通过螺栓与第二机架7顶部固定，气电滑环18的定子通过螺栓固定连接在固定板19顶部。
电磁阀通过信号线与视觉识别机构6的控制模块信号连接，电磁阀通过导气管与外设的负压气源连接，信号线和导气管均通过气电滑环18接入吸盘模组10内部。当控制模块控制某个电磁阀开启后，与该电磁阀对应的吸盘15与外设的负压气源连通，从而使该吸盘15吸附住饮料瓶；当控制模块控制某个电磁阀关闭后，与该电磁阀对应的吸盘15与外设的负压气源断开，不会吸附住饮料瓶。
本实施例中，动力组件包括电机28、第一齿轮、第二齿轮和链条29，第一齿轮安装在电机28上，第二齿轮安装在辊轴9上，链条29连接在第一齿轮和第二齿轮上。电机28固定安装在第二机架7上，电机28通过链条29带动辊轴9转动，从而带动吸盘模组10旋转。电机28为伺服电机，电机28与视觉识别机构6的控制模块信号连接，电机28向控制模块发送转动角度数据，控制模块根据图像识别模块发送的颜色数据和位置数据以及电机28反馈的转动角度数据控制对应的电磁阀开关状态。
工作过程：
如图9-图10所示，扁平状、废旧的饮料瓶30从第一防护罩25的进料斗26倒入到输送机构4上，输送机构4正常运转，经过分梳机构5的梳理，饮料瓶30方向与输送机构4传输方向一致，经过视觉识别机构6的工业摄像头23下方时，由工业摄像头23采集图像并由图像识别模块识别饮料瓶30的颜色与位置，饮料瓶30继续向吸盘阵列辊分选装置2一侧移动，直至落到吸盘模组10上。
例如，可以设定该分选设备的工作逻辑为：若当前位置的饮料瓶30为透明色，则控制模块控制对应位置的吸盘15不动作，由饮料瓶自由落至对应透明色饮料瓶30的输送单元11，若当前位置的饮料瓶30为蓝色，控制模块控制相应吸盘单元内相应的电磁阀打开，使对应位置的吸盘15将蓝色的饮料瓶30吸住，吸盘模组10继续旋转，转至对应输出蓝色饮料瓶30的输送单元11上方时，控制模块控制电磁阀关闭，吸盘15松气，蓝色饮料瓶30自由落下到对应的输送单元11上，被输送单元11上输出；同理，若饮料瓶30的颜色为其他颜色，则在吸盘模组10旋转至输送其他颜色饮料瓶30的输送单元11上方时控制吸盘15松气，完成饮料瓶30的颜色分选。
综上所述，在本申请提供的废旧饮料瓶分选设备用于对扁平处理后的饮料瓶根据颜色进行分选处理，饮料瓶在分梳视觉识别装置中会整齐的排为多列，各列并行进行颜色识别后通过吸盘阵列辊分选装置进行分选，相比于传统的单通道识别分选效率更高。相比于现有在水平方向上将不同颜色的饮料瓶吹向不同通道进行分选的方式，本发明的方式不仅极大提高了分选效率，还减少了设备所占空间，更符合企业回收生产需求。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：包括分梳视觉识别装置(1)和吸盘阵列辊分选装置(2)；
所述分梳视觉识别装置(1)包括第一机架(3)，安装在所述第一机架(3)上的输送机构(4)，位于所述输送机构(4)上方设置的分梳机构(5)以及位于所述分梳机构(5)上方设置的视觉识别机构(6)，所述视觉识别机构(6)位于所述分梳机构(5)出口一侧设置；所述分梳机构(5)与所述输送机构(4)配合形成多条沿所述输送机构(4)运输方向并排延伸的输送通道；
所述吸盘阵列辊分选装置(2)包括第二机架(7)，安装在所述第二机架(7)顶部的吸盘阵列辊分选机构(8)以及设置在所述第二机架(7)底部的输出机构，所述吸盘阵列辊分选机构(8)与所述输出机构上下相对设置；所述吸盘阵列辊分选机构(8)位于所述输送机构(4)的输出端设置，包括辊轴(9)、同心套设在所述辊轴(9)上的吸盘模组(10)和用于驱动所述辊轴(9)转动的动力组件，所述辊轴(9)两端转动安装在所述第二机架(7)顶部，所述吸盘模组(10)与所述视觉识别机构(6)信号连接，所述吸盘模组(10)与外设的负压气源连接；所述输出机构包括多个并排设置的输送单元(11)，所述输送单元(11)的输送方向平行于所述辊轴(9)设置。
2.如权利要求1所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述吸盘模组(10)包括多个依次同轴设置的吸盘单元；
所述吸盘单元包括安装环(12)、固定圈(13)、连接轮辐(14)、多个沿径向沿均匀分布在所述固定圈(13)上的吸盘(15)以及多个固定安装在所述连接轮辐(14)上的电磁阀汇流板组件(16)，所述电磁阀汇流板组件(16)包括多个电磁阀，所述固定圈(13)和连接轮辐(14)与所述安装环(12)同心设置，所述固定圈(13)和连接轮辐(14)固定连接在所述安装环(12)内；所述吸盘(15)位从所述安装环(12)内穿出；所述电磁阀与所述吸盘(15)的供气口通过管道一一对应连接；
位于两端的所述吸盘单元的安装环(12)外侧通过侧盖(17)进行密封，其中一块所述侧盖(17)上同心设置有气电滑环(18)；所述辊轴(9)从气电滑环(18)穿入，从另一侧的侧盖(17)同心穿出，所述辊轴(9)与所述连接轮辐(14)固定连接；所述气电滑环(18)的定子通过固定板(19)与所述第二机架(7)固定连接；
所述电磁阀通过信号线与所述视觉识别机构(6)信号连接，所述电磁阀通过导气管与外设的所述负压气源连接，所述信号线和导气管均通过所述气电滑环(18)接入所述吸盘模组(10)内部。
3.如权利要求2所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述辊轴(9)两端均通过轴承座(20)转动安装在所述第一机架(3)上，所述辊轴(9)上连接有法兰盘，所述辊轴(9)通过所述法兰盘与所述气电滑环(18)的转子连接。
4.如权利要求2所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述分梳机构(5)包括多块并排、间隔设置的挡板(21)和用于连接多块所述挡板(21)的横梁(22)；所述横梁(22)安装在所述挡板(21)顶部，通过螺栓与每块所述挡板(21)固定连接；
所述横梁(22)两端通过螺栓固定安装在所述第一机架(3)两侧顶部，所述挡板(21)位于所述输送机构(4)上方设置，与所述输送机构(4)配合形成所述输送通道，所述输送通道与所述吸盘单元一一对应设置。
5.如权利要求2所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述视觉识别机构(6)包括工业摄像头(23)、图像识别模块和控制模块，所述工业摄像头(23)与所述图像识别模块信号连接，所述图像识别模块与控制模块信号连接，所述控制模块通过所述信号线与所述电磁阀信号连接；
所述工业摄像头(23)通过安装架(24)安装在所述第一机架(3)顶部。
6.如权利要求5所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述控制模块为单片机。
7.如权利要求1所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述第一机架(3)顶部安装有第一防护罩(25)，所述输送机构(4)、分梳机构(5)以及视觉识别机构(6)均位于所述第一防护罩(25)内设置；所述第一防护罩(25)的一端设置有进料斗(26)。
8.如权利要求1所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述第二机架(7)顶部安装有第二防护罩(27)，所述吸盘阵列辊分选机构(8)位于所述第二防护罩(27)内设置；
所述第二防护罩(27)顶部一侧设置有与所述输送机构(4)的输出端连通的进料口。
9.如权利要求1所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述动力组件包括电机(28)、第一齿轮、第二齿轮和链条(29)，所述第一齿轮安装在所述电机(28)上，所述第二齿轮安装在所述辊轴(9)上，所述链条(29)连接在所述第一齿轮和第二齿轮上；
所述电机(28)固定安装在所述第二机架(7)上，所述电机(28)为伺服电机，所述电机(28)与所述视觉识别机构(6)信号连接。
10.如权利要求1所述的一种废旧饮料瓶分选设备，其特征在于：所述输送机构(4)和输送单元(11)均为皮带输送机。
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