CN108146927A - 一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置和方法，装置包括两个传送构件、开合构件、旋转构件、扫码器、对射传感器和压力传感器；两个传送构件左右对称设置在旋转构件上方，两个传送构件同步传动，共同带动包装瓶沿X轴方向移动；开合构件带动两个传送构件进行开合运动，用于实现包装瓶在传送构件和旋转构件之间沿Y轴方向的移动；旋转构件带动包装瓶沿X轴方向的径向旋转；扫码器设置在包装瓶上方；对射传感器设置在旋转构件一端预设位置的上下两侧；压力传感器固接在旋转构件另一端的底部。本发明特别适用于包装瓶等废弃物智能回收过程中的收集和传送，具有结构紧凑，自动化程度高，造价低廉，稳定性好的优点，增强了实用性。

Description

一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置和方法

技术领域

本发明属于废弃物智能回收技术领域，特别涉及了一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置和方法。

背景技术

当前社会对于环保极为关注，而作为可回收废品的包装瓶往往会被随意丢弃，这既污染了环境，又造成了对资源的浪费，究其原因就是没有完善的回收系统。当前，垃圾分类在中国还未完全实现，若要从垃圾中分拣出包装瓶会耗费大量的人力物力，并且回收效率极低且回收流程无法进行有效管控。根据国内外经验，包装瓶智能回收机是实现包装瓶回收的最有效途径。专利CN 204833443U的识别方法基本实现了三自由度，但是该机构十分复杂，对于X轴方向上的定位不准，没有明确的停止位置，如果瓶子二维码没有在扫码范围内，则会导致扫码失败，因而该自由度并不能实现，只是勉强达到了三自由度的要求；而纵向移动这一自由度所占用空间极大，同时耗时极长，如果有多个瓶子投入会极大的影响用户的使用。中国专利CN203294623U基本实现了在投瓶口方向的定位，但是该识别方法只有一个自由度，投瓶时要求二维码向上才可识别，精度低可识别度差。

总之，现有的包装瓶传送和识别装置中普遍存在如下缺点：在向回收机投瓶过程中，对瓶子放置位置的要求高，识别成功率低、实用性不强；包装瓶识别时间长，包装瓶回收效率极低；包装瓶传送和识别构件过于庞大复杂，安装不方便等。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，并加快智能回收机的推广，本发明提供一种高精度、低成本，适用于包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置和方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述装置包括两个传送构件、开合构件、旋转构件、扫码器、对射传感器和压力传感器；

两个所述传送构件左右对称设置在所述旋转构件上方，两个所述传送构件同步传动，共同带动包装瓶沿X轴方向移动；所述传送构件两端分别与所述开合构件固接，所述开合构件带动两个所述传送构件进行开合运动，用于实现所述包装瓶在所述传送构件和所述旋转构件之间沿Y轴方向的移动；所述旋转构件安装在所述装置中间，带动所述包装瓶沿X轴方向的径向旋转；

所述扫码器设置在所述包装上方；所述对射传感器设置在所述旋转构件一端预设位置的上下两侧；所述压力传感器固接在所述旋转构件另一端的底部。

进一步地，所述开合构件包括两个齿轮组和动力装置，两个所述齿轮组分别固定在所述传送构件两端的下方，所述动力装置带动两个所述齿轮组同步啮合传动，实现两个所述传送构件的开合运动。

进一步地，所述齿轮组包括主动齿轮、从动齿轮和固定支座；所述主动齿轮和所述从动齿轮安装在所述固定支座上，通过所述动力装置在所述固定支座上进行啮合传动，两个所述齿轮组通过所述固定支座分别设置在所述装置的两端。

进一步地，两个所述齿轮组中的所述主动齿轮和所述从动齿轮交叉对称设置；所述传送构件的两端分别安装在一端的所述主动齿轮和另一端的所述从动齿轮上；

所述动力装置包括舵机和转动轴，所述舵机固定在所述固定支座上，通过所述转动轴与所述主动齿轮固接，所述舵机通过所述转动轴带动所述主动齿轮转动。

进一步地，两个所述齿轮组中的所述主动齿轮和所述从动齿轮对称设置；一个所述传送构件两端分别安装在两个所述齿轮组中的所述主动齿轮上，另一个所述传送构件两端分别安装在两个所述齿轮组中的所述从动齿轮上；

所述动力装置包括第一主动轴、第一限位块支座、第一联轴器、双轴电机、第二联轴器、第二主动轴、第二限位块支座；

所述第一主动轴和所述第二主动轴一端分别与所述主动齿轮固接，另一端分别通过所述第一联轴器和所述第二联轴器与所述双轴电机输出轴相连；所述第一主动轴和所述第二主动轴在所述双轴电机带动下同步转动；

所述第一主动轴两端分别穿过所述固定支座和所述第一限位块支座；所述第二主动轴两端分别穿过所述第二限位块支座和所述固定支座。

进一步地，所述装置在所述第一限位块支座或所述第二限位块支座内设有限位结构，所述限位结构用于对所述第一主动轴或所述第二主动轴的旋转进行限位。

进一步地，所述限位结构包括上限位开关、限位块和下限位开关；所述上限位开关和所述下限位开关对称固定在所述限位块的上下两侧，且上下间距根据所述传送构件所需的开合角度设定；

所述第二主动轴的一端在所述第二限位块支座内与所述限位块固接，所述第二主动轴旋转时带动所述限位块一起旋转；当所述限位块与所述上限位开关或所述下限位开关接触时，所述双轴电机停止转动。

进一步地，所述传送构件包括传送皮带、皮带电机、隔板、可拆卸连接器和电机一体连接器；所述传送皮带的左右两端分别套在所述隔板上，两个所述传送构件中的所述皮带电机分别设置在所述传送皮带的左右端侧部；所述传送构件电机端的所述隔板通过所述电机一体连接器、另一端的所述隔板通过所述可拆卸连接器分别与所述开合构件固接，所述传送皮带由所述皮带电机带动其转动。

进一步地，所述旋转构件包括两个滚筒、承重支座、同步齿带、滚筒支座和直流电机；

两个所述滚筒平行并排设置，所述滚筒一端通过所述承重支座固定在所述压力传感器上；所述滚筒另一端固定在所述滚筒支座上，并通过所述同步齿带与所述直流电机的输出轴相连，所述直流电机通过所述同步齿带带动两个所述滚筒同步旋转。

通过本发明进行包装瓶的三自由度自动传送及识别的方法，包括如下步骤：

(1)包装瓶从两个传送构件的入口投入，传送构件带动包装瓶沿X轴自由度水平移动；并根据对射传感器传输的信号，停止传动，实现包装瓶的精确定位；

(2)包装瓶在传送构件上到达预设位置后，通过开合构件带动两个传送构件向两侧张开，包装瓶依靠重力到达旋转构件上，实现包装瓶沿Y轴自由度的纵向运动；

(3)包装瓶在旋转构件带动下沿X轴方向径向旋转运动，识别装置完成对包装瓶一系列的识别工作，并将识别信息传出；

(4)识别完成后，开合构件带动两个传送构件向中间合拢，包装瓶由旋转构件返回到传送构件；

(5)根据识别信息，控制传送构件的转动方向，在传送构件上，包装瓶沿X轴向传送构件的入口或出口方向运动，完成包装瓶的传送和识别过程。

本发明的有益效果：

本发明特别适用于包装瓶等废弃物智能回收过程中的收集和传送，具有结构紧凑，自动化程度高，造价低廉，稳定性好的优点，增强了实用性，可以应用到圆柱形物品的分拣、传送、识别等领域，比如包装行业，物流行业等。

本发明具体技术特点表现在以下几点：

1)利用旋转构件，解决了当前市场上回收机中包装瓶放置位置要求高、识别精度差、时间长以及自动化差的缺点。本发明在包装瓶的三自由度的传送过程中，实现对包装瓶的所有特征进行快速抓取，提高了回收机的效率。

2)利用开合构件，简化了包装瓶纵向移动的构件，且该构件简单易安装。

3)创新的利用单片机、电子元件与机构的有机结合来解决包装瓶的传送与识别问题。

相较其他的包装瓶传送方法，本发明能实现包装瓶三自由度的空间运动，并且自动化程度高，只需采用普通的电机与常见的机械结构结合即可完成包装瓶传送及识别的目的。

附图说明

图1为本发明中包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置的结构主视图；

图2为本发明中包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置的结构侧视图；

图3为本发明包装瓶的三自由度自动传送及识别的方法的流程图；

图4为本发明的实施例一中装置整体结构示意图；

图5为本发明的实施例一中装置整体结构主视图；

图6为本发明的实施例一中装置整体结构侧视图；

图7为实施例一中传送构件示意图；

图8为实施例一中开合构件的示意图；

图9为实施例一中旋转构件示意图；

图10为实施例二中开合构件示意图；

图11为实施例二开合构件中限位结构示意图。

其中：1-传送构件、1-1-传送皮带、1-2-皮带电机、1-3-隔板、1-4-可拆卸连接器、1-5-电机一体连接器、2-开合构件、2-1-主动齿轮、2-2-从动齿轮、2-3-固定支座、2-4-舵机、2-5-转动轴、2-6-法兰盘、2-7-第一主动轴、2-8-第一限位块支座、2-9-第一限位轴承支座、2-10-第一联轴器、2-11-电机固定支架、2-12-双轴电机、2-13-第二联轴器、2-14-第二限位轴承支座、2-15-第二主动轴、2-16-第二限位块支座、2-17-轴承透盖、2-18-上限位开关、2-19-限位块、2-20-下限位开关、3-旋转构件、3-1-滚筒、3-2-承重支座、3-3-同步齿带、3-4-滚筒支座、3-5-直流电机固定支架、3-6-直流电机、4-扫码器、5-对射传感器、6-压力传感器、6-1-压力传感器支撑座、7包装瓶、8-金属传感器、9-光电开关、10-机架、11-入口支架。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将通过实施例并结合附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明记载了一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，如图1和图2所示，包括两个传送构件1、开合构件2、旋转构件3、扫码器4、对射传感器5、压力传感器6、金属传感器8和光电开关9。

两个传送构件1左右对称设置在旋转构件3正上方，传送构件1两端分别与开合构件2固接，两个传送构件1同步传动，共同带动包装瓶7沿X轴方向移动；开合构件2带动两个传送构件1进行开合运动，实现包装瓶7在传送构件1和旋转构件3之间沿Y轴方向的移动；旋转构件3安装在装置中间，位于传送构件1下方，用来带动包装瓶7沿X轴方向的径向旋转，方便进行信息识别；两个扫码器4并排设置在包装瓶7上方，用于识别包装瓶7上的二维码，且两个扫码器4扩大了扫码范围，可同时对多个包装瓶7进行扫码，提高了扫码效率及成功率；对射传感器5设置在旋转构件3一端预设位置的上下两侧，对射传感器5实现包装瓶7在X轴方向上的精确定位；压力传感器6固接在旋转构件3另一端的底部，用以检测旋转构件3及包装瓶7的重量；金属传感器8和光电开关9分别固定于传送构件1的入口处，金属传感器8对投入的包装瓶7进行材料识别，光电开关9用于识别是否有包装瓶7投入，若感应到包装瓶7则反馈信号启动传送构件1。

上述结构进行包装瓶的三自由度自动传送及识别的方法，通过如下流程实现，如图3所示。

(1)包装瓶7从两个传送构件1的入口投入，传送构件1带动包装瓶7沿X轴自由度水平移动；并根据对射传感器5传输的信号，停止传动，实现包装瓶7的精确定位；

(2)包装瓶7在传送构件1上到达预设位置后，通过开合构件2带动两个传送构件1向两侧张开，包装瓶7依靠重力到达旋转构件3上，实现包装瓶7沿Y轴自由度的纵向运动；

(3)包装瓶7在旋转构件3带动下沿X轴方向径向旋转运动，扫码器4等识别装置完成对包装瓶7一系列的识别工作，并将识别信息传出；

(4)识别完成后，开合构件2带动两个传送构件1向中间合拢，包装瓶7由旋转构件3返回到传送构件1上；

(5)根据识别信息，控制传送构件1的转动方向，在传送构件1上，包装瓶7沿X轴向传送构件1的入口或出口方向运动，完成包装瓶7的传送和识别过程。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一：

在本实施例中，如图4所示，该装置设置在机架10上，在传送构件1的入口处机架10上设有入口支架11，金属传感器8和光电开关9分别固定在入口支架11上。

两个传送构件1结构相同，如图5至图7所示，均包括传送皮带1-1、皮带电机1-2、隔板1-3、可拆卸连接器1-4和电机一体连接器1-5。传送皮带1-1的左右两端分别套在隔板1-3上，两个传送构件1中的皮带电机1-2分别设置在传送皮带1-1的左右端侧部，带动传送皮带1-1同步转动；每个传送构件1电机端的隔板1-3通过电机一体连接器1-5、另一端的隔板1-3通过可拆卸连接器1-4分别与开合构件2固接，在开合构件2带动下两个传送构件1之间进行开合运动。

本实施例中开合构件2由两个齿轮组和带动齿轮组进行开合运动的动力装置组成。两个齿轮组分别固定在传送构件1的两端下方。

如图5至图8所示，齿轮组包括主动齿轮2-1、从动齿轮2-2和固定支座2-3，主动齿轮2-1和从动齿轮2-2上均具有安装平面，主动齿轮2-1和从动齿轮2-2安装在固定支座2-3上，通过动力装置在固定支座2-3上进行啮合传动，两个齿轮组通过固定支座2-3分别设置在机架10的两端，且两个齿轮组中的主动齿轮2-1和从动齿轮2-2交叉对称设置，如左端齿轮组的主动齿轮2-1在前，从动齿轮2-2在后，则右端的齿轮组的主动齿轮2-1在后，从动齿轮2-2在前。在传送构件1安装时，通过可拆卸连接器1-4和电机一体连接器1-5分别安装在两个齿轮组的主动齿轮2-1和从动齿轮2-2的安装平面上，即传送构件1的两端分别安装在一端的主动齿轮2-1和另一端的从动齿轮2-2上。

如图8所示，带动齿轮组进行开合运动的动力装置包括舵机2-4和转动轴2-5，舵机2-4固定在固定支座2-3上，通过转动轴2-5与主动齿轮2-1固接，舵机2-4通过转动轴2-5带动主动齿轮2-1转动，继而实现主动齿轮2-1与从动齿轮2-2的啮合传动，实现开合运动。

本实施例中，旋转构件3如图6和图9所示，包括两个滚筒3-1、承重支座3-2、同步齿带3-3、滚筒支座3-4、直流电机固定支架3-5和直流电机3-6。两个滚筒3-1平行并排设置，且两个滚筒3-1之间间距小于待检包装瓶7直径；滚筒3-1的一端安装在承重支座3-2上，承重支座3-2固定在压力传感器6上方；滚筒3-1的另一端通过滚筒支座3-4固定在机架10上，并通过同步齿带3-3与直流电机3-6的输出轴相连，直流电机3-6可通过同步齿带3-3带动两个滚筒3-1同步旋转；直流电机3-6通过直流电机固定支架3-5固定在机架10上。

本实施例中，扫码器4和对射传感器5通过螺纹连接固定于机架10上，如图4和图6所示，两个扫码器4并排设置在传送构件1上方，对射传感器5安装在预设位置的传送构件1和旋转构件3的上下两侧。

如图6和图9所示，压力传感器6通过螺纹固定在压力传感器支撑座6-1上，位于承重支座3-2的底端，以承受旋转构件3及包装瓶7的重量，压力传感器支撑座6-1固定在机架10上。

另外在本实施例中，该装置还设有单片机和传感器，各类传感器通过与各个构件相连获得相应信号，并将其发送至单片机，并经由单片机发出另一组信号控制各构件按照一定的顺序进行工作，将单片机、各电子元件和构件优化结合从而实现自动传送及识别。由于该装置涉及的信号简单，使用现有技术中的单片机和传感器即可实现。

本实施例的装置实现包装瓶的三自由度自动传送及识别方法的步骤如下：

1)包装瓶7从传送皮带1-1入口投入，金属传感器8在包装瓶7投入时进行材料识别，并将信息传送给单片机；同时光电开关9将包装瓶7投入信息反馈给单片机，单片机启动皮带电机1-2，带动传送皮带1-1传动，同时对射传感器5打开，此时由传送皮带1-1带动包装瓶7进行X轴方向上的正向传送。

2)当包装瓶7运行到对射传感器5下方，对射传感器5的光被阻挡，传回信号，单片机停止皮带电机1-2转动，包装瓶7在预设位置停止，实现X轴方向上的精确定位。

3)单片机在接收到对射传感器5的信号时启动舵机2-4，带动主动齿轮2-1顺时针旋转，使得齿轮组带动传送构件1向两侧张开，至包装瓶7受到重力下降至滚筒3-1上，实现Y轴方向上包装瓶7的负向传送。

4)单片机在接收到对射传感器5的信号时启动直流电机3-6，通过同步齿带3-3带动滚筒3-1旋转，并使得包装瓶7开始绕X轴径向旋转并通过两个扫码器4进行扫码，外侧扫码器4在X轴方向上距离入口支架11为234mm,两个扫码器4相距90mm，Y轴位置为两滚筒3-1中间位置，Z轴位置为距离底部机架10 364mm。该扫码器4位置，可以保证对各个大小的包装瓶7的二维码进行准确识别。同时通过压力传感器6完成包装瓶7的称重，进而完成了沿X轴方向的旋转及扫码和称重识别。

5)扫码结束后，单片机启动舵机2-4，带动主动齿轮2-1逆时针旋转，使得主动齿轮2-1向内侧旋转，两个传送构件1相向运动，托起包装瓶7，使其又重新回到传送皮带1-1上，实现了Y轴方向的正向传送。

6)包装瓶7回到传送皮带1-1上后，单片机根据识别信息控制皮带电机1-2转动。

在上述识别过程中，重量和扫码任何一项信息匹配错误，单片机控制皮带电机1-2反向带动传送皮带1-1，将包装瓶7向传送皮带1-1入口端传送，若识别成功则控制皮带电机1-2正向带动传送皮带1-1，将包装瓶7传送至回收箱，再一次实现了X轴方向的任意方向传送。

实施例二：

本实施例与实施例一工作原理相同，主要区别在于，本实施例中开合构件2的开合运动通过一个双轴电机实现，两个齿轮组对称设置。一个传送构件1两端分别安装在两个齿轮组中的主动齿轮2-1上，另一个传送构件1两端分别安装在两个齿轮组中的从动齿轮2-2上。

如图10所示，本实施例中开合构件2的动力装置包括法兰盘2-6、第一主动轴2-7、第一限位块支座2-8、第一限位轴承支座2-9、第一联轴器2-10、电机固定支架2-11、双轴电机2-12、第二联轴器2-13、第二限位轴承支座2-14、第二主动轴2-15、第二限位块支座2-16。

两个固定支座2-3分别固定在机架10的两端，第一限位块支座2-8、第一限位轴承支座2-9、电机固定支架2-11、第二限位轴承支座2-14、第二限位块支座2-16依次螺纹固定在底部机架10上，位于两个固定支座2-3之间。

主动齿轮2-1和从动齿轮2-2在固定支座2-3上啮合连接，两端的主动齿轮2-1通过法兰盘2-6分别与第一主动轴2-7和第二主动轴2-15端部固接，第一主动轴2-7和第二主动轴2-15旋转时能够带动主动齿轮2-1旋转，从而实现主动齿轮2-1和从动齿轮2-2的啮合传动。

双轴电机2-12固定在电机固定支架2-11上，其一端输出轴通过第一联轴器2-10与第一主动轴2-7相连，其另一端输出轴通过第二联轴器2-13与第二主动轴2-15相连。第一主动轴2-7和第二主动轴2-15在双轴电机2-12带动下同步转动，进而带动两端的主动齿轮2-1同步转动。

第一主动轴2-7两端分别穿过固定支座2-3和第一限位块支座2-8，第一联轴器2-10两端分别穿过第一限位轴承支座2-9和电机固定支架2-11，且第一限位块支座2-8与第一限位轴承支座2-9相邻设置。第二联轴器2-13两端分别穿过电机固定支架2-11和第二限位轴承支座2-14，第二主动轴2-15两端分别穿过第二限位块支座2-16和固定支座2-3，且第二限位轴承支座2-14与第二限位块支座2-16相邻设置。

另外为使第一主动轴2-7和第二主动轴2-15稳定转动，该动力装置还设有两个轴承透盖2-17，两个轴承透盖2-17分别套在第一主动轴2-7和第二主动轴2-15上固接在固定支座2-3内侧。

另外为更好的控制传送构件1的开合度，可在第一限位块支座2-8或第二限位块支座2-16内设置限位结构，用于对第一主动轴2-7或第二主动轴2-15的旋转进行限位。

如图11示出的第二限位块支座2-16内的限位结构，该限位结构包括上限位开关2-18、限位块2-19和下限位开关2-20。上限位开关2-18和下限位开关2-20对称固定在限位块2-19的上下两侧，且上下间距根据传送皮带1-1所需的开合角度设定。

第二主动轴2-15的一端在第二限位块支座2-16内与限位块2-19固接，第二主动轴2-15旋转时带动限位块2-19一起旋转；当限位块2-19与上限位开关2-18或下限位开关2-20接触时，上限位开关2-18或下限位开关2-20向单片机传送信号，单片机控制双轴电机2-12停止转动。

当包装瓶7精准定位后，双轴电机2-12在接收到对射传感器5的信号时启动，带动主动齿轮2-1顺时针旋转，带动两个传送皮带1-1向两侧张开，当限位块2-19打到上限位开关2-18时，双轴电机2-12停止转动，此时两个传送皮带1-1达到最大开度，包装瓶7受重力影响下降至滚筒3-1上，实现Y轴方向上的负向传送。

当扫码结束后，双轴电机2-12接收到信号时启动，带动主动齿轮2-1逆时针旋转，带动两个传送皮带1-1相向运动，当限位块2-19打到下限位开关2-20时，双轴电机2-12停止转动，此时两个传送皮带1-1合拢，包装瓶7又重新回到传送皮带1-1上，实现了Y轴方向的正向传送。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述装置包括两个传送构件(1)、开合构件(2)、旋转构件(3)、扫码器(4)、对射传感器(5)和压力传感器(6)；

两个所述传送构件(1)左右对称设置在所述旋转构件(3)上方，两个所述传送构件(1)同步传动，共同带动包装瓶(7)沿X轴方向移动；所述传送构件(1)两端分别与所述开合构件(2)固接，所述开合构件(2)带动两个所述传送构件(1)进行开合运动，用于实现所述包装瓶(7)在所述传送构件(1)和所述旋转构件(3)之间沿Y轴方向的移动；所述旋转构件(3)安装在所述装置中间，带动所述包装瓶(7)沿X轴方向的径向旋转；

所述扫码器(4)设置在所述包装(7)上方；所述对射传感器(5)设置在所述旋转构件(3)一端预设位置的上下两侧；所述压力传感器(6)固接在所述旋转构件(3)另一端的底部。

2.根据权利要求1所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述开合构件(2)包括两个齿轮组和动力装置，两个所述齿轮组分别固定在所述传送构件(1)两端的下方，所述动力装置带动两个所述齿轮组同步啮合传动，实现两个所述传送构件(1)的开合运动。

3.根据权利要求2所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述齿轮组包括主动齿轮(2-1)、从动齿轮(2-2)和固定支座(2-3)；所述主动齿轮(2-1)和所述从动齿轮(2-2)安装在所述固定支座(2-3)上，通过所述动力装置在所述固定支座(2-3)上进行啮合传动，两个所述齿轮组通过所述固定支座(2-3)分别设置在所述装置的两端。

4.根据权利要求3所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，两个所述齿轮组中的所述主动齿轮(2-1)和所述从动齿轮(2-2)交叉对称设置；所述传送构件(1)的两端分别安装在一端的所述主动齿轮(2-1)和另一端的所述从动齿轮(2-2)上；

所述动力装置包括舵机(2-4)和转动轴(2-5)，所述舵机(2-4)固定在所述固定支座(2-3)上，通过所述转动轴(2-5)与所述主动齿轮(2-1)固接，所述舵机(2-4)通过所述转动轴(2-5)带动所述主动齿轮(2-1)转动。

5.根据权利要求3所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，两个所述齿轮组中的所述主动齿轮(2-1)和所述从动齿轮(2-2)对称设置；一个所述传送构件(1)两端分别安装在两个所述齿轮组中的所述主动齿轮(2-1)上，另一个所述传送构件(1)两端分别安装在两个所述齿轮组中的所述从动齿轮(2-2)上；

所述动力装置包括第一主动轴(2-7)、第一限位块支座(2-8)、第一联轴器(2-10)、双轴电机(2-12)、第二联轴器(2-13)、第二主动轴(2-15)、第二限位块支座(2-16)；

所述第一主动轴(2-7)和所述第二主动轴(2-15)一端分别与所述主动齿轮(2-1)固接，另一端分别通过所述第一联轴器(2-10)和所述第二联轴器(2-13)与所述双轴电机(2-12)输出轴相连；所述第一主动轴(2-7)和所述第二主动轴(2-15)在所述双轴电机(2-12)带动下同步转动；

所述第一主动轴(2-7)两端分别穿过所述固定支座(2-3)和所述第一限位块支座(2-8)；所述第二主动轴(2-15)两端分别穿过所述第二限位块支座(2-16)和所述固定支座(2-3)。

6.根据权利要求5所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述装置在所述第一限位块支座(2-8)或所述第二限位块支座(2-16)内设有限位结构，所述限位结构用于对所述第一主动轴(2-7)或所述第二主动轴(2-15)的旋转进行限位。

7.根据权利要求6所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述限位结构包括上限位开关(2-18)、限位块(2-19)和下限位开关(2-20)；所述上限位开关(2-18)和所述下限位开关(2-20)对称固定在所述限位块(2-19)的上下两侧，且上下间距根据所述传送构件(1)所需的开合角度设定；

所述第二主动轴(2-15)的一端在所述第二限位块支座(2-16)内与所述限位块(2-19)固接，所述第二主动轴(2-15)旋转时带动所述限位块(2-19)一起旋转；当所述限位块(2-19)与所述上限位开关(2-18)或所述下限位开关(2-20)接触时，所述双轴电机(2-12)停止转动。

8.根据权利要求1所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述传送构件(1)包括传送皮带(1-1)、皮带电机(1-2)、隔板(1-3)、可拆卸连接器(1-4)和电机一体连接器(1-5)；所述传送皮带(1-1)的左右两端分别套在所述隔板(1-3)上，两个所述传送构件(1)中的所述皮带电机(1-2)分别设置在所述传送皮带(1-1)的左右端侧部；所述传送构件(1)电机端的所述隔板(1-3)通过所述电机一体连接器(1-5)、另一端的所述隔板(1-3)通过所述可拆卸连接器(1-4)分别与所述开合构件(2)固接，所述传送皮带(1-1)由所述皮带电机(1-2)带动其转动。

9.根据权利要求1所述包装瓶的三自由度自动传送及识别的装置，其特征在于，所述旋转构件(3)包括两个滚筒(3-1)、承重支座(3-2)、同步齿带(3-3)、滚筒支座(3-4)和直流电机(3-6)；

两个所述滚筒(3-1)平行并排设置，所述滚筒(3-1)一端通过所述承重支座(3-2)固定在所述压力传感器(6)上；所述滚筒(3-1)另一端固定在所述滚筒支座(3-4)上，并通过所述同步齿带(3-3)与所述直流电机(3-6)的输出轴相连，所述直流电机(3-6)通过所述同步齿带(3-3)带动两个所述滚筒(3-1)同步旋转。

10.一种包装瓶的三自由度自动传送及识别的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)包装瓶(7)从两个传送构件(1)的入口投入，传送构件(1)带动包装瓶(7)沿X轴自由度水平移动；并根据对射传感器(5)传输的信号，停止传动，实现包装瓶(7)的精确定位；

(2)包装瓶(7)在传送构件(1)上到达预设位置后，通过开合构件(2)带动两个传送构件(1)向两侧张开，包装瓶(7)依靠重力到达旋转构件(3)上，实现包装瓶(7)沿Y轴自由度的纵向运动；

(3)包装瓶(7)在旋转构件(3)带动下沿X轴方向径向旋转运动，识别装置完成对包装瓶(7)一系列的识别工作，并将识别信息传出；

(4)识别完成后，开合构件(2)带动两个传送构件(1)向中间合拢，包装瓶(7)由旋转构件(3)返回到传送构件(1)；

(5)根据识别信息，控制传送构件(1)的转动方向，在传送构件(1)上，包装瓶(7)沿X轴向传送构件(1)的入口或出口方向运动，完成包装瓶(7)的传送和识别过程。