CN110524752B - 塑料瓶自动色选系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑料瓶自动色选系统及方法。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。包括环形输送机构和震动料斗，震动料斗出料口通过输送斜板和环形输送带一端相连，环形输送带靠近震动料斗的一端上方设有具有内腔的暗箱，暗箱内设有颜色识别装置，在环形输送带远离具有暗箱的一端依次设有若干气动分离机构，气动分离机构沿环形输送带依次分布设置且各个气动分离机构分别和颜色识别装置相连。优点在于：环形光源提供恒定光源，降低外界干扰，从而提高分选准确率；通过工业相机配合上位机完成对塑料瓶颜色及类别的分类，高压气动喷嘴对识别出的塑料瓶进行气动分离，以便将塑料瓶分类别收集，分选效率高。
Description
技术领域
本发明属于分选设备技术领域，具体涉及一种塑料瓶自动色选系统及方法。
背景技术
随着工业的发展，塑料制品的应用已经遍及工农业以及日常生活的各个领域，全世界每天产生的废旧塑料垃圾无法进行估量，但其对环境造成的具大压力是显而易见的，为了处理这些塑料垃圾，现行的方法一般是填埋、焚烧等，但是这些处理方式会对环境造成较大的影响。随着环保意识的不断提高，目前塑料制品多会采用重复回收利用的方式。例如，目前，瓶装矿泉水等便携式饮品由于其方便携带、干净卫生等特点越来越受到人们的欢迎，随之而来是生产了大量的废弃塑料瓶。对于循环利用这些废弃塑料瓶，需要对其进行破碎、清洗、分离杂质等，但是由于废弃的塑料瓶存在各种颜色，其粉碎之后各种颜色混合在一起无法区分出来，传统的回收方式一般通过人工根据塑料瓶颜色进行分选，存在工作效率较低，且分选成本较高，这样就使得回收成本大，回收所附加的性价比并不理想。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种分拣装置及塑料瓶分选机[申请号：201621080782.5]，其中分拣装置包括第一输送装置、颜色传感器和分拣机构，第一输送装置用于对待分拣件进行输送，颜色传感器和分拣机构均设置在对应所述第一输送装置末端的位置，颜色传感器能够在待分拣件离开第一输送装置时对待分拣件的颜色进行检测，所述分拣机构能够对不同颜色的待分拣件进行即时分拣。
上述方案虽然在一定程度上解决了人工分选塑料瓶效率低的问题，但是该方案中依然存在着：分拣效果差，分拣速度依然不够理想等问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种能分拣效果好的塑料瓶自动色选系统。
本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种自动化程度高的塑料瓶自动色选方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本塑料瓶自动色选系统，包括具有环形输送带的环形输送机构，其特征在于，所述的环形输送带一端外侧设有震动料斗，所述的震动料斗上端具有进料口，下端具有出料口，且所述的出料口通过输送斜板和环形输送带一端相连，所述的环形输送带靠近震动料斗的一端上方设有具有内腔的暗箱，且所述的暗箱内设有与环形输送带相对应的颜色识别装置，在环形输送带远离具有暗箱的一端依次设有若干气动分离机构，所述的气动分离机构沿环形输送带依次分布设置且各个气动分离机构分别和颜色识别装置相连。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的暗箱呈矩形盒状，所述的暗箱悬设在环形输送带正上方，且暗箱上端封闭，所述的暗箱下端具有朝向环形输送带的敞口，且敞口的宽度大小与环形输送带的宽度大小相同。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的颜色识别装置包括设置在暗箱上端内侧且分别和环形输送带相对应的照明机构以及视觉识别机构，所述的视觉识别机构通过PLC模块与上位机相连，且各个气动分离机构分别和上位机相连。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的照明机构包括设置在暗箱上端内侧且朝向暗箱下端敞口的照明灯体，所述的照明灯体呈环形且设置在暗箱上端周向内侧；或者，所述的照明灯体的数量为多个且周向均匀且呈环形分布设置暗箱上端周向内侧。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的视觉识别机构包括设置在暗箱上端内侧且位于照明灯体周向内侧的图像采集模块，且所述的图像采集模块和PLC模块相连；所述的图像采集模块为工业相机，且所述的图像采集模块设置在暗箱上端中心。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的气动分离机构包括设置在环形输送带一侧且与上位机相连的高压气动喷嘴，所述的高压气动喷嘴分别朝向环形输送带正上方，所述的环形输送带另一侧设有与高压气动喷嘴相对应的收集装置；所述的收集装置包括分别设置在环形输送带一侧的收集箱体，且所述的环形输送带远离具有暗箱的一端设有废料收集箱体。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的环形输送机构包括水平设置的输送架体，且所述的暗箱下端两侧分别设置在输送架体侧部，所述的输送架体一端通过可调式结构转动设有从动辊轮，另一端转动设有主动辊轮，在输送架体上还设有若干位于主动辊轮和从动辊轮之间且位于环形输送带下侧的支撑辊轮，且所述的环形输送带绕设置从动辊轮和主动辊轮之间，且所述的主动辊轮一端连接有设置在输送架体上的输送电机。
在上述的塑料瓶自动色选系统中，所述的可调式结构包括沿输送架体轴向延伸设置的安装槽，所述的安装槽内设有轴承座，且所述的从动辊轮转动设置在轴承座上，且所述的安装槽一端螺纹连接有调整螺栓，且所述的调整螺栓一端与轴承座相抵靠。
上述的塑料瓶自动色选系统的塑料瓶自动色选方法如下所述：本塑料瓶自动色选方法，包括：
S1、塑料瓶送料：通过震动料斗将塑料瓶单个均匀输送至环形输送带上，
S2、塑料瓶分选：环形输送带上的塑料瓶依次通过颜色识别装置下方，颜色识别装置对各个目标进行图像形态学处理及识别、获取目标位置，然后将识别结果及目标位置坐标传送给气动分离装置，由气动分离装置根据所得目标类别信息，对目标进行气动分离操作。
在上述的塑料瓶自动色选方法中，在步骤S2中，视觉识别机构采集目标原图信息，上位机对目标原图信息进行图像预处理，当上位机判断目标为塑料瓶时，上位机对目标塑料瓶进行位置判断和颜色识别并识别结果及目标位置坐标传送给气动分离装置。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、采用由暗箱、环形光源、工业相机相互配合的方式提供恒定光源，降低外界干扰，以便提高视觉识别系统的识别率，从而提高分选准确率；
2、通过震动料斗输送塑料瓶实现将塑料瓶单个分布在流水线上，且每个瓶子均匀分布，采用环形输送带形式的流水线输送塑料瓶，通过工业相机配合上位机完成对塑料瓶颜色及类别的分类，并将分类结果及位置传送到高压气动喷嘴对识别出的塑料瓶进行气动分离，以便将塑料瓶分类别收集，分选效率高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图。
图3为本发明中暗箱的结构示意图；
图4是本发明的结构框图；
图5是本发明中颜色识别装置的原理流程图；
图中，环形输送机构1、环形输送带11、输送架体12、从动辊轮13、主动辊轮14、支撑辊轮15、输送电机16、安装槽17、轴承座18、调整螺栓19、暗箱2、敞口21、照明机构3、照明灯体31、视觉识别机构4、图像采集模块41、上位机5、PLC模块51、气动分离机构6、高压气动喷嘴61、收集装置62、废料收集箱体7、震动料斗8、进料口81、出料口82、输送斜板83。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-4所示，本塑料瓶自动色选系统，包括具有环形输送带11的环形输送机构1，环形输送带11一端外侧设有震动料斗8，震动料斗8上端具有进料口81，下端具有出料口82，且出料口82通过输送斜板83和环形输送带11一端相连，环形输送带11靠近震动料斗8的一端上方设有具有内腔的暗箱2，且暗箱2内设有与环形输送带11相对应的颜色识别装置，在环形输送带11远离具有暗箱2的一端依次设有若干气动分离机构6，气动分离机构6沿环形输送带11依次分布设置且各个气动分离机构6分别和颜色识别装置相连。其中，通过震动料斗8输送塑料瓶实现将塑料瓶单个分布在环形输送带11上，且每个瓶子均匀分布，通过环形输送带11对废旧塑料瓶进行输送，由暗箱2内的颜色识别装置对塑料瓶的颜色及类别分选，并将分类结果及位置传送到各个气动分离机构6，从而完成废旧塑料瓶的颜色及类别分选，并分别采集。
优选地，这里的暗箱2呈矩形盒状，暗箱2悬设在环形输送带11正上方，且暗箱2上端封闭，暗箱2下端具有朝向环形输送带11的敞口21，且敞口21的宽度大小与环形输送带11的宽度大小相同。
具体来讲，这里的颜色识别装置包括设置在暗箱2上端内侧且分别和环形输送带11相对应的照明机构3以及视觉识别机构4，所述的视觉识别机构4通过PLC模块51与上位机5相连，且各个气动分离机构6分别和上位机5相连。即视觉识别机构4对塑料瓶的颜色及类别分选，并将分类结果及位置传送到各个气动分离机构6，从而完成废旧塑料瓶的颜色及类别分选，并分别采集。
优选地，这里的照明机构3包括设置在暗箱2上端内侧且朝向暗箱2下端敞口21的照明灯体31，照明灯体31呈环形且设置在暗箱2上端周向内侧；或者，照明灯体31的数量为多个且周向均匀且呈环形分布设置暗箱2上端周向内侧。由暗箱2和环形光源相互配合形成照明机构3，其作用是提供恒定光源，降低外界干扰，以便提高视觉识别系统的识别率。
进一步地，这里的视觉识别机构4包括设置在暗箱2上端内侧且位于照明灯体31周向内侧的图像采集模块41，且图像采集模块41和PLC模块51相连，优选地，这里的图像采集模块41为工业相机，且图像采集模块41设置在暗箱2上端中心。这里的工业相机和PLC模块51相连，然后将PLC模块51和上位机5相互配合，主要完成对塑料瓶颜色及类别的分类，并将分类结果及位置传送到气动分离装置6。
其中，这里的气动分离机构6包括设置在环形输送带11一侧且与上位机5相连的高压气动喷嘴61，高压气动喷嘴61分别朝向环形输送带11正上方，环形输送带11另一侧设有与高压气动喷嘴61相对应的收集装置62，优选地，这里的收集装置62可以包括分别设置在环形输送带11一侧的收集箱体。气动分离机构6由高压气动喷嘴61组成，作用是协同视觉识别机构4对识别出的塑料瓶进行气动分离，将环形输送带11上相应的颜色的废旧塑料瓶吹至环形输送带11一侧的收集装置62内，以便将塑料瓶分类别收集。另外，这里的环形输送带11远离具有暗箱2的一端设有废料收集箱体7，这里的废料收集箱7可以收集废料及没有被识别出来的废旧塑料瓶。
更进一步地，这里的环形输送机构1包括水平设置的输送架体12，且暗箱2下端两侧分别设置在输送架体12侧部，输送架体12一端通过可调式结构转动设有从动辊轮13，另一端转动设有主动辊轮14，在输送架体12上还设有若干位于主动辊轮14和从动辊轮13之间且位于环形输送带11下侧的支撑辊轮15，且环形输送带11绕设置从动辊轮13和主动辊轮14之间，且主动辊轮14一端连接有设置在输送架体12上的输送电机16。
其中，这里的可调式结构包括沿输送架体12轴向延伸设置的安装槽17，安装槽17内设有轴承座18，且从动辊轮13转动设置在轴承座18上，且安装槽17一端螺纹连接有调整螺栓19，且调整螺栓19一端与轴承座18相抵靠。
如图5所示，本实施例中的塑料瓶自动色选方法，包括：
S1、塑料瓶送料：通过震动料斗8将塑料瓶单个均匀输送至环形输送带11上，
S2、塑料瓶分选：环形输送带11上的塑料瓶依次通过颜色识别装置下方，颜色识别装置对各个目标进行图像形态学处理及识别、获取目标位置，然后将识别结果及目标位置坐标传送给气动分离装置6，由气动分离装置6根据所得目标类别信息，对目标进行气动分离操作。
在步骤S2中，视觉识别机构4采集目标原图信息，上位机5对目标原图信息进行图像预处理，当上位机5判断目标为塑料瓶时，上位机5对目标塑料瓶进行位置判断和颜色识别并识别结果及目标位置坐标传送给气动分离装置6。显然，这里的工业相机采集目标图像信息并由上位机5进行图像预处理，并由上位机进行形状辨别，判断是不是塑料瓶，当不是塑料瓶时，另外处理，例如，可以随着环形输送带11的输送落入废料收集箱体7，当判断是塑料瓶时，需要判断塑料瓶的几何中心从而进行位置判断，同时进行颜色辨别，然后传送至下位机的气动分离装置6，对目标进行气动分离操作。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了环形输送机构1、环形输送带11、输送架体12、从动辊轮13、主动辊轮14、支撑辊轮15、输送电机16、安装槽17、轴承座18、调整螺栓19、暗箱2、敞口21、照明机构3、照明灯体31、视觉识别机构4、图像采集模块41、上位机5、PLC模块51、气动分离机构6、高压气动喷嘴61、收集装置62、废料收集箱体7、震动料斗8、进料口81、出料口82、输送斜板83等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (3)
1.一种塑料瓶自动色选系统，包括具有环形输送带(11)的环形输送机构(1)，其特征在于，所述的环形输送带(11)一端外侧设有震动料斗(8)，所述的震动料斗(8)上端具有进料口(81)，下端具有出料口(82)，且所述的出料口(82)通过输送斜板(83)和环形输送带(11)一端相连，所述的环形输送带(11)靠近震动料斗(8)的一端上方设有具有内腔的暗箱(2)，且所述的暗箱(2)内设有与环形输送带(11)相对应的颜色识别装置，在环形输送带(11)远离具有暗箱(2)的一端依次设有若干气动分离机构(6)，所述的气动分离机构(6)沿环形输送带(11)依次分布设置且各个气动分离机构(6)分别和颜色识别装置相连；所述的颜色识别装置包括设置在暗箱(2)上端内侧且分别和环形输送带(11)相对应的照明机构(3)以及视觉识别机构(4)，所述的视觉识别机构(4)通过PLC模块(51)与上位机(5)相连，且各个气动分离机构(6)分别和上位机(5)相连；所述的照明机构(3)包括设置在暗箱(2)上端内侧且朝向暗箱(2)下端敞口(21)的照明灯体(31)，所述的照明灯体(31)呈环形且设置在暗箱(2)上端周向内侧；或者，所述的照明灯体(31)的数量为多个且周向均匀且呈环形分布设置暗箱(2)上端周向内侧；所述的视觉识别机构(4)包括设置在暗箱(2)上端内侧且位于照明灯体(31)周向内侧的图像采集模块(41)，且所述的图像采集模块(41)和PLC模块(51)相连；所述的图像采集模块(41)为工业相机，且所述的图像采集模块(41)设置在暗箱(2)上端中心；所述的气动分离机构(6)包括设置在环形输送带(11)一侧且与上位机(5)相连的高压气动喷嘴(61)，所述的高压气动喷嘴(61)分别朝向环形输送带(11)正上方，所述的环形输送带(11)另一侧设有与高压气动喷嘴(61)相对应的收集装置(62)；所述的收集装置(62)包括分别设置在环形输送带(11)一侧的收集箱体，且所述的环形输送带(11)远离具有暗箱(2)的一端设有废料收集箱体(7)；所述的环形输送机构(1)包括水平设置的输送架体(12)，且所述的暗箱(2)下端两侧分别设置在输送架体(12)侧部，所述的输送架体(12)一端通过可调式结构转动设有从动辊轮(13)，另一端转动设有主动辊轮(14)，在输送架体(12)上还设有若干位于主动辊轮(14)和从动辊轮(13)之间且位于环形输送带(11)下侧的支撑辊轮(15)，且所述的环形输送带(11)绕设置从动辊轮(13)和主动辊轮(14)之间，且所述的主动辊轮(14)一端连接有设置在输送架体(12)上的输送电机(16)；所述的可调式结构包括沿输送架体(12)轴向延伸设置的安装槽(17)，所述的安装槽(17)内设有轴承座(18)，且所述的从动辊轮(13)转动设置在轴承座(18)上，且所述的安装槽(17)一端螺纹连接有调整螺栓(19)，且所述的调整螺栓(19)一端与轴承座(18)相抵靠。
2.根据权利要求1所述的塑料瓶自动色选系统，其特征在于，所述的暗箱(2)呈矩形盒状，所述的暗箱(2)悬设在环形输送带(11)正上方，且暗箱(2)上端封闭，所述的暗箱(2)下端具有朝向环形输送带(11)的敞口(21)，且敞口(21)的宽度大小与环形输送带(11)的宽度大小相同。
3.一种根据权利要求1-2中任意一项所述的塑料瓶自动色选系统的塑料瓶自动色选方法，其特征在于，本方法包括：
S1、塑料瓶送料：通过震动料斗(8)将塑料瓶单个均匀输送至环形输送带(11)上，
S2、塑料瓶分选：环形输送带(11)上的塑料瓶依次通过颜色识别装置下方，颜色识别装置对各个目标进行图像形态学处理及识别、获取目标位置，然后将识别结果及目标位置坐标传送给气动分离装置(6)，由气动分离装置(6)根据所得目标类别信息，对目标进行气动分离操作；在步骤S2中，视觉识别机构(4)采集目标原图信息，上位机(5)对目标原图信息进行图像预处理，当上位机(5)判断目标为塑料瓶时，上位机(5)对目标塑料瓶进行位置判断和颜色识别并识别结果及目标位置坐标传送给气动分离装置(6)。
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