CN109205132A - 垃圾分选机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种垃圾分选机器人，包括外壳、设置在所述外壳上的图像采集装置、位于所述外壳内部的垃圾收集箱以及设置在所述垃圾收集箱上方的分选机构，所述分选机构包括分选转盘及与所述分选转盘相连以控制所述分选转盘旋转的电机；所述分选转盘包括与所述电机相连的主体部及自主体部朝向所述垃圾收集箱的方向凹陷形成的收容部，所述收容部设有自所述主体部朝向所述收容部的中心位置倾斜延伸的倾斜壁。本发明的垃圾分选机器人可对投入分选机构中的垃圾种类进行准确判断，并进行垃圾的投放，保证垃圾分类的准确性；同时，可有效提升垃圾分选机器人的工作效率，达到提高垃圾分选机器人适用性的目的。

Description

垃圾分选机器人

技术领域

本发明涉及一种垃圾收集机器人，尤其涉及一种可对垃圾进行分选的垃圾分选机器人。

背景技术

随着人类环保意识的不断加强，人们对于垃圾的分类及处理越来越重视，现有的垃圾分类多是在垃圾集中收集后进行，这种分类方式一方面浪费时间；另一方面，垃圾在收集过程中相互接触造成交叉污染，不易进行分类。

为解决上述问题，技术人员设计出了一种垃圾收集机器人，这类垃圾收集机器人可根据系统中的数据对垃圾进行分类并投放到对应的垃圾桶中。这种垃圾收集机器人虽可对垃圾进行简单分类，但在实际使用过程中，因受到垃圾收集机器人自身重量的影响而使得移动困难，因此降低了这类垃圾收集机器人的使用范围。

另外，还有一种带有驱动轮的可移动垃圾收集机器人，这类可移动垃圾收集机器人既可以对垃圾进行分类，同时可以自主进行移动，大大提升了垃圾收集机器人的使用范围。但是，这两种垃圾收集机器人在使用过程中，垃圾的分类主要是依靠安装在机器人内部的摄像头对垃圾进行拍摄，然后传递至上位机中由上位机根据垃圾的形状及结构特征进行判断、分类；但是，这两种垃圾收集机器人均会受到垃圾投入时的角度、形状及位置的影响，使得摄像头在拍摄过程中因拍摄不到垃圾的全貌或区别特征而对垃圾的类型进行错误判断，导致垃圾分类的效率及准确性降低。

有鉴于此，确有必要对现有的垃圾收集机器人做进一步的改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾分选机器人，该垃圾分选机器人可对投入分选机构中的垃圾种类进行准确判断，并进行垃圾的投放，保证垃圾分类的准确性。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种垃圾分选机器人，包括外壳、设置在所述外壳上的图像采集装置及位于所述外壳内部的垃圾收集箱，所述垃圾分选机器人还包括设置在所述垃圾收集箱上方的分选机构，所述分选机构包括分选转盘及与所述分选转盘相连以控制所述分选转盘旋转的电机；所述分选转盘包括与所述电机相连的主体部及自主体部朝向所述垃圾收集箱的方向凹陷形成的收容部，所述收容部设有自所述主体部朝向所述收容部的中心位置倾斜延伸的倾斜壁。

作为本发明的进一步改进，所述倾斜壁与水平面之间的夹角为1～60°。

作为本发明的进一步改进，所述收容部还设有沿水平方向延伸的底部，所述底部位于所述收容部的中心位置处，所述倾斜壁与所述底部共同构成V字形的收容部。

作为本发明的进一步改进，所述主体部上设置有位置感应块，所述外壳上设有与所述位置感应块相对应的红外传感器，且在所述分选转盘处于静止状态时，所述红外传感器与所述位置感应块位于同一平面上。

作为本发明的进一步改进，所述位置感应块设置有两个且相对设置在所述主体部的两侧边缘，两个所述位置感应块的连线与所述底部所在直线相垂直。

作为本发明的进一步改进，所述分选机构还包括连接所述电机与所述分选转盘并由所述电机驱动的分选转轴，所述分选转轴与所述主体部相连，以在所述电机控制所述分选转轴转动时带动所述分选转盘旋转。

作为本发明的进一步改进，所述外壳的内侧壁上安装有用以固定连接所述电机与所述外壳的电机安装架，所述电机安装架包括与所述外壳内侧壁相连以固定所述电机的固定部及罩设在所述电机外侧的连接部，所述连接部上开设有通孔，所述分选转轴穿过所述通孔。

作为本发明的进一步改进，所述外壳上开设有内凹设置的垃圾入口，所述分选转盘靠近所述垃圾入口的一侧向内凹陷形成有凹陷部，以防止所述分选转盘旋转时与所述垃圾入口发生干涉。

作为本发明的进一步改进，所述垃圾入口处设有红外检测仪，以检测垃圾的投放情况。

作为本发明的进一步改进，所述图像采集装置包括安装在所述外壳的内部并位于所述分选转盘上方的图像识别摄像头，以对所述分选转盘上的垃圾进行图像采集。

本发明的有益效果是：本发明的垃圾分选机器人通过设置分选转盘及分选转盘的形状，从而可使得投放进分选转盘中的垃圾滑入分选转盘的底部，在垃圾分选过程中保证了图像采集的完整性及垃圾种类判断的准确性；同时，倾斜壁的设置使得垃圾的投放过程更加方便，提升了垃圾分选机器人的工作效率，达到提高垃圾分选机器人适用性的目的。

附图说明

图1是本发明垃圾分选机器人的结构示意图。

图2是图1中分选机构与垃圾收集箱的位置关系结构示意图。

图3是图1中分选机构的俯视图。

图4是图1中分选机构的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1至图4所示，本发明揭示了一种垃圾分选机器人100，所述垃圾分选机器人100包括外壳1、设置在外壳1上的图像采集装置、位于所述外壳1内部的垃圾收集箱3以及设置在所述垃圾收集箱3上方的分选机构4，所述垃圾分选机器人100还包括设置在所述垃圾收集箱3下方的控制模块5。

所述外壳1呈中空设置，且所述外壳1包括开设在外壳1上部的垃圾入口11及安装在所述外壳1底部的驱动轮12。所述垃圾入口11设置在所述外壳1的上部，且呈内凹状设置，进一步的，所述垃圾入口11处设有红外检测仪111，且所述红外检测仪111与所述控制模块5电性相连，以检测垃圾的投放情况。在本实施例中，所述垃圾入口11呈圆形设置，当然，在其他实施例中，所述垃圾入口11也可设置为矩形或带有挡板的结构，所述垃圾入口11的具体设置形式可根据所述垃圾分选机器人100的使用区域及垃圾种类进行选择。

所述驱动轮12固定安装在所述外壳1的底部，所述驱动轮12经导线与所述控制模块5相连，且所述驱动轮12至少设置有3个，以带动所述垃圾分选机器人100平稳的进行移动。具体来讲，所述驱动轮12的具体安装数量及安装位置，可根据垃圾分选机器人100的承重及移动范围进行选择，于此不予限制。

所述图像采集装置包括安装在所述外壳1的内部并位于所述分选机构4上方的图像识别摄像头2，以对投放至分选机构4上的垃圾进行图像采集，进一步的，所述图像识别摄像头2与所述控制模块5电性相连，以将采集到的垃圾图像信息传递至控制模块5中进行识别、判断。具体来讲，所述图像识别摄像头2需安装在可对投入分选机构4中的垃圾进行全面拍摄的位置上，以保证拍摄的垃圾图像的完整性，防止因采集到的垃圾图像不完整造成的垃圾分类的错误。

所述图像采集装置还包括设置在所述外壳1外部的摄像头6及激光扫描仪7，所述摄像头6及所述激光扫描仪7设置在所述外壳1朝向前进方向的一侧，以对所述垃圾分选机器人100的前进方向上的路况进行实时监控。进一步的，所述摄像头6及激光扫描仪7分别通过导线与所述控制模块5相连，以将采集到的路况信息(包括图像)传递给所述控制模块5，并由所述控制模块5对所述垃圾分选机器人100的移动路线进行规划，经由驱动轮12带动所述垃圾分选机器人100进行移动，防止所述垃圾分选机器人100在移动过程中与人群或者其他障碍物发生碰撞。本发明中，所述摄像头6及激光扫描仪7分别安装在所述外壳1的上部及底部，当然在其他实施方式中，所述摄像头6及激光扫描仪7的安装形式及安装位置可根据具体需要进行选择。

所述垃圾收集箱3收容在所述外壳1的内部，且位于所述分选机构4的下方。所述垃圾收集箱3包括并排设置的2个箱体部分31，且该2个箱体部分31具有相同的大小及结构，以用于收容不同种类的垃圾。当然，所述垃圾收集箱3也可以采用一体设置，即通过挡板(未图示)将所述垃圾收集箱3分隔为体积相同的两部分，以进行不同种类垃圾的收容，所述垃圾收集箱3的具体形状及安装形式可根据实际需要进行选择，于此不予限制。

所述分选机构4包括分选转盘41及与所述分选转盘41相连以控制所述分选转盘41旋转的电机42；所述分选转盘41包括与所述电机42相连的主体部411及自主体部411朝向所述垃圾收集箱3的方向凹陷形成的收容部412，所述收容部412设有自所述主体部411朝向所述收容部412的中心位置倾斜延伸的倾斜壁413。所述主体部411呈圆环状设置，且与所述收容部412组合形成漏斗状。

所述倾斜壁413的表面可以为平面，也可以为曲面。当所述倾斜壁413的表面设置为平面时，投放在所述分选转盘41上的垃圾更容易滑入收容部412中，适合对表面粗糙的垃圾进行收集、分类；当所述倾斜壁413的表面为曲面时，可有效防止垃圾在惯性作用下滑出分选转盘41，适合对表面光滑且具有一定重量的垃圾进行收集、分类；当然，所述倾斜壁413的表面还可以涂布防滑涂层，以进一步防止垃圾在惯性作用下滑出分选转盘41。所述倾斜壁413的具体设置形式，可根据所述垃圾分选机器人100的具体使用环境及垃圾的类型进行选择，于此不予限制。

所述分选机构4还包括连接所述电机42与所述分选转盘41并由所述电机42驱动的分选转轴414，所述分选转轴414与所述主体部411相连，以在所述电机42控制所述分选转轴414转动时带动所述分选转盘41旋转。

所述收容部412还设有沿水平方向延伸的底部416，所述底部416位于所述收容部412的中心位置，所述倾斜壁413与所述底部416共同构成V字形的收容部412。所述倾斜壁413的设置，其主要目的是引导垃圾沿着所述倾斜壁413滑入所述分选转盘41的底部416。所述底部416可以为一直线，也可具有一定的宽度，从而在放入的垃圾为规则形状时，如矿泉水瓶的圆柱状、电池的圆柱状等，垃圾会在所述底部416的位置处形成有方向性的排列，进而有助于充分提高通过图像识别、分辨垃圾的精确性。

所述主体部411上设置有位置感应块415，所述外壳1上还设有与所述位置感应块415相对应的红外传感器417，且当所述分选转盘41处于静止状态时，所述红外传感器417与所述位置感应块415位于同一平面上。进一步的，所述红外传感器417与所述控制模块5电性相连，以在垃圾分选结束后，检测所述位置感应块415的位置；当所述红外传感器417检测到所述位置感应块415并与所述位置感应块415位于同一平面时，说明所述分选转盘41已回到水平位置，此时所述控制模块5控制所述电机42停止转动；当所述红外传感器417在其检测范围内检测不到所述位置感应块415时，说明所述分选转盘41处于倾斜状态，此时所述控制模块5控制所述电机42继续转动，直至所述红外传感器417检测到位置感应块415，所述分选转盘41回到水平位置。

本实施例中，所述位置感应块415设置有两个，且相对设置在所述主体411的两侧边缘，两个所述位置感应块415的连线与所述底部416所在直线相垂直，从而使得所述位置感应块415在所述分选转盘41的旋转过程中具有较大的偏移角度，方便所述红外传感器417的检测，保证分选转盘41旋转位置检测的准确性。另外，所述红外传感器417还可以对垃圾收集箱3中2个箱体部分31内盛放垃圾的高度进行判断，当箱体部分31的垃圾盛放高度达到箱体部分31总高的3/4时，所述垃圾分选机器人100停止收取垃圾，同时，所述红外传感器417将对应信号发送至所述控制模块5，由所述控制模块5控制所述垃圾分选机器人100回到预设位置，等待垃圾回收或处理。

所述分选转盘41靠近所述垃圾入口11的一侧向内凹陷形成有凹陷部418，以防止所述分选转盘41旋转时与所述垃圾入口11发生干涉。

进一步的，所述倾斜壁413与水平面之间的夹角为1～60°，优选的，所述倾斜壁413与所述水平面之间的夹角为20°，如此设置，一方面可确保投入所述分选转盘41上的垃圾沿着倾斜壁413滑到收容部412的底部416，使得所述分选转盘41上的垃圾朝向一致，方便所述图像识别摄像头2对垃圾进行图像采集，以进一步减小控制模块5在进行图像处理时的复杂性，确保垃圾识别的效率和准确率；另一方面，可有效减小分选转盘41在将垃圾投放至垃圾收集箱3内的旋转角度，使得所述分选转盘41在翻转较小角度的时候，垃圾也可以顺利的滚入垃圾收集箱3中，而不会停留在分选转盘41上。

所述电机42与所述控制模块5之间电性相连，且所述外壳1的内侧壁上安装有用以固定连接所述电机42与所述外壳1的电机安装架43，所述电机安装架43包括与所述外壳1内侧壁相连以固定所述电机42的固定部431及罩设在所述电机42外侧的连接部432，所述连接部432上开设有通孔433，所述分选转轴414穿过所述通孔433与所述电机42相连，并在所述电机42的控制下旋转，以带动所述分选转盘41旋转，进而将收容在所述收容部412内的垃圾按照类别投入到垃圾收集箱3中。

所述控制模块5固定在所述外壳1的内部，且位于所述垃圾收集箱3的下方，所述垃圾收集箱3与所述控制模块5之间还设有用于分隔所述垃圾收集箱3与所述控制模块5的分隔板(未图示)，防止投入垃圾收集箱3中的液体垃圾渗漏到控制模块5中，影响控制模块5的正常工作。进一步的，所述控制模块5包括电源及上位机，所述上位机可对与控制模块5相连的红外检测仪111、红外传感器417及图像识别摄像头2传递的信息进行判断、处理，一方面根据红外检测仪111检测到的信号判断是否有垃圾投入，并通过上位机中预设的算法，分析、判断图像识别摄像头2采集到的垃圾图像信息，以确认垃圾的种类，而后控制所述电机42旋转，将垃圾投入指定的箱体部分31中，最后通过红外传感器417检测所述分选转盘41是否旋转回水平位置处，以完成垃圾的分选、投放工作；另一方面，所述上位机还可对摄像头6及激光扫描仪7传递回的信号进行分析、处理，控制所述驱动轮12沿着上位机的选定方向，带动所述垃圾分选机器人100进行移动，完成对所述垃圾分选机器人100的移动路线的规划。

在使用本发明的垃圾分选机器人100时，所述摄像头6及激光扫描仪7首先对垃圾分选机器人100周围的工作环境进行扫描、监测，控制模块5根据摄像头6及激光扫描仪7传递回的信号，进行路线规划，并控制所述垃圾分选机器人100在驱动轮12的带动下向人群方向移动，移动过程中，通过所述摄像头6及激光扫描仪7的配合，控制模块5控制垃圾分选机器人100避开人群或其他障碍物；当有人向垃圾分选机器人100中投入垃圾时，垃圾进入所述分选转盘41并沿倾斜壁413落入所述分选转盘41的底部416，之后，所述图像识别摄像头2对垃圾的形状进行图像采集，并将采集到的图像上传给所述控制模块5，由控制模块5进行判断，而后根据判断结果控制所述电机42的转动方向，最后，所述电机42转动时，带动所述分选转轴414和所述分选转盘41旋转，以将垃圾投放入对应的垃圾收集箱3内，实现垃圾的分类投放。当所述垃圾收集箱3中的垃圾盛放量达到箱体部分31总高的3/4或者所述垃圾分选机器人100的电量低于10％时，所述控制模块5控制所述分选机构4停止工作，并根据摄像头6及激光扫描仪7提供的信息避开人群，回到垃圾分选机器人100预设的位置处，进行垃圾的回收或充电。

综上所述，本发明的垃圾分选机器人100，通过对分选转盘41的形状进行设置，使得垃圾在投入所述分选转盘41后具有规则的排列方向，方便后续的图像采集及垃圾种类的判断；同时，通过控制倾斜壁413的倾斜角度，使得垃圾的投放更加便捷、高效，防止垃圾停留在分选转盘41上，进一步提升了垃圾分选机器人100的分类效率，提高了所述垃圾分选机器人100的实用性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种垃圾分选机器人，包括外壳、设置在所述外壳上的图像采集装置及位于所述外壳内部的垃圾收集箱，其特征在于：所述垃圾分选机器人还包括设置在所述垃圾收集箱上方的分选机构，所述分选机构包括分选转盘及与所述分选转盘相连以控制所述分选转盘旋转的电机；所述分选转盘包括与所述电机相连的主体部及自主体部朝向所述垃圾收集箱的方向凹陷形成的收容部，所述收容部设有自所述主体部朝向所述收容部的中心位置倾斜延伸的倾斜壁。

2.根据权利要求1所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述倾斜壁与水平面之间的夹角为1～60°。

3.根据权利要求1所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述收容部还设有沿水平方向延伸的底部，所述底部位于所述收容部的中心位置处，所述倾斜壁与所述底部共同构成V字形的收容部。

4.根据权利要求3所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述主体部上设置有位置感应块，所述外壳上设有与所述位置感应块相对应的红外传感器，且在所述分选转盘处于静止状态时，所述红外传感器与所述位置感应块位于同一平面上。

5.根据权利要求4所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述位置感应块设置有两个且相对设置在所述主体部的两侧边缘，两个所述位置感应块的连线与所述底部所在直线相垂直。

6.根据权利要求1所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述分选机构还包括连接所述电机与所述分选转盘并由所述电机驱动的分选转轴，所述分选转轴与所述主体部相连，以在所述电机控制所述分选转轴转动时带动所述分选转盘旋转。

7.根据权利要求6所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述外壳的内侧壁上安装有用以固定连接所述电机与所述外壳的电机安装架，所述电机安装架包括与所述外壳内侧壁相连以固定所述电机的固定部及罩设在所述电机外侧的连接部，所述连接部上开设有通孔，所述分选转轴穿过所述通孔。

8.根据权利要求1所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述外壳上开设有内凹设置的垃圾入口，所述分选转盘靠近所述垃圾入口的一侧向内凹陷形成有凹陷部，以防止所述分选转盘旋转时与所述垃圾入口发生干涉。

9.根据权利要求8所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述垃圾入口处设有红外检测仪，以检测垃圾的投放情况。

10.根据权利要求1所述的垃圾分选机器人，其特征在于：所述图像采集装置包括安装在所述外壳的内部并位于所述分选转盘上方的图像识别摄像头，以对所述分选转盘上的垃圾进行图像采集。