CN111558546A - 一种工业机器人智能分拣装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业机器人智能分拣装置及其使用方法，包括分拣装置、运送装置及控制系统；所述分拣装置包括工作台、设置在工作台上的机器人Ⅰ、机器人Ⅱ、振动盘以及设置在机器人Ⅰ与机器人Ⅱ之间的输送带；所述机器人Ⅰ及机器人Ⅱ上设有视觉检测识别装置；所述运送装置包括轨道、双头小车及托架；所述轨道环绕工作台布置；所述双头小车设置在轨道上；在所述轨道上设有工位Ⅰ及工位Ⅱ；所述工位Ⅱ上方设有垃圾投放装置；在所述工位Ⅰ及工位Ⅱ上均设有一组托架；每组所述托架上均设有一组分隔托盘；所述双头小车顶部设有举升装置。本发明系统可将垃圾进行有效分拣，且无需长条布置，占地面积小，使用灵活，能耗低，可适用于不同量的垃圾分拣。

Description

一种工业机器人智能分拣装置及其使用方法
技术领域
本发明属于垃圾分类技术领域，涉及一种工业机器人智能分拣装置及其使用方法。
背景技术
垃圾一般可分为干垃圾、湿垃圾、可回收垃圾及有害垃圾等，人类的活动产生越来越多的垃圾。垃圾是放错地方的资源，通过垃圾分类措施，可以将部分有回收价值的垃圾变废为宝，将有害垃圾特殊处理，既解决了垃圾无法安置的问题，又节省了生产原料。但因各种原因，如人们的环保意识程度不高，垃圾本身种类繁多等，实际的情况是很多垃圾混合在一起，并没有真正做到垃圾分类，无法进行后续垃圾的分类处理。现有的垃圾分拣处理装置需要从入口到出口架设较长的垃圾运送输送带，装置占用空间较多，安装和使用不灵活，如分拣少量垃圾时也需要整条分拣产线输送带开启，造成一定的能源浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种工业机器人智能分拣装置及其使用方法，该系统可将垃圾进行有效分拣，且无需长条布置，占地面积小，使用灵活，能耗低，可适用于不同量的垃圾分拣。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种工业机器人智能分拣装置，包括分拣装置、运送装置及控制系统；所述分拣装置包括工作台、设置在工作台上的机器人Ⅰ、机器人Ⅱ、振动盘以及设置在机器人Ⅰ与机器人Ⅱ之间的输送带；所述机器人Ⅰ及机器人Ⅱ的前端设有视觉检测识别装置；所述运送装置包括轨道、双头小车及托架；所述轨道环绕工作台布置；所述双头小车设置在轨道上，并沿所述轨道运动；在所述轨道上设有工位Ⅰ及工位Ⅱ；所述工位Ⅰ设置在工作台的侧边；所述工位Ⅱ远离工作台，并在上方设有垃圾投放装置；在所述工位Ⅰ及工位Ⅱ上均设有一组托架；每组所述托架上均设有一组分隔托盘；所述双头小车的顶部设有举升装置；所述控制系统基于PLC建立；所述机器人Ⅰ、机器人Ⅱ及双头小车均连接控制系统。所述机器人Ⅰ及机器人Ⅱ可为六轴机器人；所述振动盘设有朝向输送带的开口；所述机器人Ⅰ及机器人Ⅱ的机械臂足够长，均可自由伸到工位Ⅰ或振动盘的上方；所述视觉检测识别装置基于AI人工智能识别系统建立，具备学习及检查等功能，用以感应不同垃圾，从而控制机器人Ⅰ及机器人Ⅱ进行垃圾分拣；所述垃圾投放装置可将未经分拣的混合垃圾投放到分隔托盘内；所述控制系统控制设备的整体运行。
作为进一步的技术改进，所述托架的下部至少设有四组支撑脚；所述支撑脚将托架架空设置在工位Ⅰ及工位Ⅱ内；所述轨道从托架的下方穿过；在所述支撑脚的中部设有举升支撑板。所述双头小车可从托架底部的支撑脚间穿过；所述举升支撑板用于在双头小车举升装置的升降时起到承托作用。
作为进一步的技术改进，所述双头小车顶部的举升装置包括液压缸及举升盘；所述液压缸竖直设置在双头小车的顶部；所述举升盘设置在液压缸的推杆端部；在所述举升盘上分布设有挤压吸盘。所述液压缸带动举升盘升降；所述举升盘通过托架上的举升支撑板带动托架进行升降；所述挤压吸盘为一般的挤压式吸盘，可在所述举升盘挤压接触举升支撑板时被压缩，吸住所述举升支撑板，放置所述举升支撑板倾倒；所述举升盘放下后挤压吸盘脱离举升支撑板。
作为进一步的技术改进，所述双头小车的内部设有可正/反转的步进电机。所述步进电机的正/反转带动双头小车沿着轨道进行顺/逆时针的运动。
作为进一步的技术改进，所述视觉检测识别装置包括照明灯以及通过数据信号线相互连接的摄像头和AI数据处理终端；所述AI数据处理终端连接控制系统。所述照明灯起到照明作用；所述摄像头拍摄实时画面，并将画面信息传递给AI数据处理终端；所述AI数据处理终端分辨垃圾种类，并将数据信息传递给控制系统，由所述控制系统控制机器人Ⅰ及机器人Ⅱ对垃圾进行分拣。
作为进一步的技术改进，所述机器人Ⅰ及机器人Ⅱ的前端均设有装夹爪。所述装夹爪用于抓取垃圾或分隔托盘。
作为进一步的技术改进，所述输送带的边沿上设有护栏。所述护栏防止垃圾从输送带上掉落；。
作为进一步的技术改进，所述分隔托盘的储物部分被至少四等分，至少分别对应干垃圾、湿垃圾、可回收垃圾及有害垃圾。
作为进一步的技术改进，两排相邻的所述挤压吸盘插空布置。如此布置能够加强挤压吸盘对举升支撑板的整体吸附力，避免举升支撑板倾斜倒塌。
以上所述的一种工业机器人智能分拣装置的使用方法：
1）初始送料：工位Ⅱ上放置带有分隔托盘的托架；垃圾投放装置将未经分拣处理的垃圾投入放置在工位Ⅱ上的分隔托盘中；双头小车沿着轨道运动到工位Ⅱ上，车顶的举升装置升起，将托架连同装满垃圾的分隔托盘一起顶起；随后双头小车沿着轨道逆时针移动到工位Ⅰ，举升装置降下，将托架放下，此时托架放置在靠近机器人Ⅱ的位置；
2）分拣：机器人Ⅰ及机器人Ⅱ通过视觉检测识别装置感应此时工位Ⅰ上分隔托盘的距离，此时靠近分隔托盘的机器人Ⅱ将分隔托盘抓起，随后将垃圾倒入振动盘中；振动盘通过振动将垃圾逐渐抖入输送带中；机器人Ⅰ及机器人Ⅱ通过视觉检测识别装置识别不同种类的垃圾，并迅速拾起后分类放入分隔托盘相应间隔的区域内；
3）循环送料：在工位Ⅰ上放下托架后，双头小车按逆时针方向继续移动，回到工位Ⅱ，继续举升装好垃圾的分隔托盘及相应的托架；随后沿轨道逆时针运动工位Ⅰ处，并放下托架；此时托架靠近机器人Ⅰ，由机器人Ⅰ将分隔托盘中的垃圾倒入振动盘；双头小车继续往前，运动到上一步骤中的托架下方，此托架上放置的是装有经过分拣垃圾的分隔托盘；双头小车将上述托架顶起，并逆时针送回工位Ⅱ；盛装已分拣垃圾的分隔托盘被后续的搬运设备或人搬走，在托架上放置空的分隔托盘，并装满未经分拣的垃圾；双头小车顶起工位Ⅱ上的分隔托盘及相应托架，然后顺时针运动至工位Ⅰ处，将托架放下，此时该托架靠近机器人Ⅰ，由机器人Ⅰ将分隔托盘中的垃圾倒入振动盘；随后双头小车再将工位Ⅰ上已经完成垃圾分拣的分隔托盘及托架按顺时针放下送回工位Ⅱ；按上述步骤如此反复，进行垃圾的运输及分类。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
1.本发明装置能够对垃圾进行高效的分拣，将不同种类垃圾分类放置，便于垃圾后续的回收或其他处理。
2.本发明装置通过轨道、双头小车及托架，能够灵活运送垃圾，无需设置较长输送带，不会占用过长的空间，适合布置在小型垃圾处理车间内。
3.本发明装置适用于分拣处理不同量的垃圾，通过双头小车进行垃圾的运送，处理少量垃圾时无需像传统垃圾分拣装置一样始终开启分拣设备的整条输送带，节约了能源。
附图说明
图1为本装置整体结构俯视图。
图2为举升装置结构示意图。
附图标记：1-工作台，2-机器人Ⅰ，3-机器人Ⅱ，4-振动盘，5-输送带，6-轨道，7-双头小车，8-托架，9-分隔托盘，10-视觉检测识别装置，11-举升支撑板，12-液压缸，13-举升盘，14-挤压吸盘，15-装夹爪，16-护栏，17-工位Ⅰ，18-工位Ⅱ，19-垃圾投放装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1-2所示，一种工业机器人智能分拣装置，包括分拣装置、运送装置及控制系统；所述分拣装置包括工作台1、设置在工作台1上的机器人Ⅰ2、机器人Ⅱ3、振动盘4以及设置在机器人Ⅰ2与机器人Ⅱ3之间的输送带5；所述机器人Ⅰ2及机器人Ⅱ3的前端设有视觉检测识别装置10；所述运送装置包括轨道6、双头小车7及托架8；所述轨道6环绕工作台1布置；所述双头小车7设置在轨道6上，并沿所述轨道6运动；在所述轨道6上设有工位Ⅰ17及工位Ⅱ18；所述工位Ⅰ17设置在工作台1的侧边；所述工位Ⅱ18远离工作台1，并在上方设有垃圾投放装置19；在所述工位Ⅰ17及工位Ⅱ18上均设有一组托架8；每组所述托架8上均设有一组分隔托盘9；所述双头小车7的顶部设有举升装置；所述控制系统基于PLC建立；所述机器人Ⅰ2、机器人Ⅱ3及双头小车7均连接控制系统。
所述托架8的下部至少设有四组支撑脚；所述支撑脚将托架8架空设置在工位Ⅰ17及工位Ⅱ18内；所述轨道6从托架8的下方穿过；在所述支撑脚的中部设有举升支撑板11。
所述双头小车7顶部的举升装置包括液压缸12及举升盘13；所述液压缸12竖直设置在双头小车7的顶部；所述举升盘13设置在液压缸12的推杆端部；在所述举升盘13上分布设有挤压吸盘14。
所述双头小车7的内部设有可正/反转的步进电机。
所述视觉检测识别装置10包括照明灯以及通过数据信号线相互连接的摄像头和AI数据处理终端；所述AI数据处理终端连接控制系统。
所述机器人Ⅰ2及机器人Ⅱ3的前端均设有装夹爪15。
所述分隔托盘9的储物部分被至少四等分，至少分别对应干垃圾、湿垃圾、可回收垃圾及有害垃圾。
本发明的使用方法如下：
初始送料：工位Ⅱ18上放置带有分隔托盘9的托架8；垃圾投放装置19将未经分拣处理的垃圾投入放置在工位Ⅱ18上的分隔托盘9中；双头小车7沿着轨道6运动到工位Ⅱ18上，车顶的举升装置升起，将托架8连同装满垃圾的分隔托盘9一起顶起；随后双头小车7沿着轨道6逆时针移动到工位Ⅰ17，举升装置降下，将托架8放下，此时托架8放置在靠近机器人Ⅱ3的位置；
分拣：机器人Ⅰ2及机器人Ⅱ3通过视觉检测识别装置10感应此时工位Ⅰ17上分隔托盘9的距离，此时靠近分隔托盘9的机器人Ⅱ3将分隔托盘9抓起，随后将垃圾倒入振动盘4中；振动盘4通过振动将垃圾逐渐抖入输送带5中；机器人Ⅰ2及机器人Ⅱ3通过视觉检测识别装置10识别不同种类的垃圾，并迅速拾起后分类放入分隔托盘9相应间隔的区域内；
循环送料：在工位Ⅰ17上放下托架8后，双头小车7按逆时针方向继续移动，回到工位Ⅱ18，继续举升装好垃圾的分隔托盘9及相应的托架8；随后沿轨道6逆时针运动工位Ⅰ17处，并放下托架8；此时托架8靠近机器人Ⅰ2，由机器人Ⅰ2将分隔托盘9中的垃圾倒入振动盘4；双头小车7继续往前，运动到上一步骤中的托架8下方，此托架上放置的是装有经过分拣垃圾的分隔托盘9；双头小车7将上述托架8顶起，并逆时针送回工位Ⅱ18；盛装已分拣垃圾的分隔托盘9被后续的搬运设备或人搬走，在托架8上放置空的分隔托盘9，并装满未经分拣的垃圾；双头小车7顶起工位Ⅱ18上的分隔托盘9及相应托架8，然后顺时针运动至工位Ⅰ17处，将托架8放下，此时该托架靠近机器人Ⅰ2，由机器人Ⅰ2将分隔托盘9中的垃圾倒入振动盘4；随后双头小车7再将工位Ⅰ17上已经完成垃圾分拣的分隔托盘9及托架8按顺时针放下送回工位Ⅱ18；按上述步骤如此反复，进行垃圾的运输及分类。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：所述输送带5的边沿上设有护栏16。
本实施例的使用方法与实施例1相同。
实施例3：
本实施例与实施例2的区别在于：两排相邻的所述挤压吸盘14插空布置。
本实施例的使用方法与实施例1相同。
实施例4：
本实施例与实施例3的区别在于：所述输送带5的边沿上设有护栏16。两排相邻的所述挤压吸盘14插空布置。
本实施例的使用方法与实施例1相同。
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。

Claims (10)

1.一种工业机器人智能分拣装置，包括分拣装置、运送装置及控制系统；其特征在于：所述分拣装置包括工作台（1）、设置在工作台（1）上的机器人Ⅰ（2）、机器人Ⅱ（3）、振动盘（4）以及设置在机器人Ⅰ（2）与机器人Ⅱ（3）之间的输送带（5）；所述机器人Ⅰ（2）及机器人Ⅱ（3）的前端设有视觉检测识别装置（10）；所述运送装置包括轨道（6）、双头小车（7）及托架（8）；所述轨道（6）环绕工作台（1）布置；所述双头小车（7）设置在轨道（6）上，并沿所述轨道（6）运动；在所述轨道（6）上设有工位Ⅰ（17）及工位Ⅱ（18）；所述工位Ⅰ（17）设置在工作台（1）的侧边；所述工位Ⅱ（18）远离工作台（1），并在上方设有垃圾投放装置（19）；在所述工位Ⅰ（17）及工位Ⅱ（18）上均设有一组托架（8）；每组所述托架（8）上均设有一组分隔托盘（9）；所述双头小车（7）的顶部设有举升装置；所述控制系统基于PLC建立；所述机器人Ⅰ（2）、机器人Ⅱ（3）及双头小车（7）均连接控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述托架（8）的下部至少设有四组支撑脚；所述支撑脚将托架（8）架空设置在工位Ⅰ（17）及工位Ⅱ（18）内；所述轨道（6）从托架（8）的下方穿过；在所述支撑脚的中部设有举升支撑板（11）。
3.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述双头小车（7）顶部的举升装置包括液压缸（12）及举升盘（13）；所述液压缸（12）竖直设置在双头小车（7）的顶部；所述举升盘（13）设置在液压缸（12）的推杆端部；在所述举升盘（13）上分布设有挤压吸盘（14）。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述双头小车（7）的内部设有可正/反转的步进电机。
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述视觉检测识别装置（10）包括照明灯以及通过数据信号线相互连接的摄像头和AI数据处理终端；所述AI数据处理终端连接控制系统。
6.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述机器人Ⅰ（2）及机器人Ⅱ（3）的前端均设有装夹爪（15）。
7.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述输送带（5）的边沿上设有护栏（16）。
8.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：所述分隔托盘（9）的储物部分被至少四等分，至少分别对应干垃圾、湿垃圾、可回收垃圾及有害垃圾。
9.根据权利要求3所述的一种工业机器人智能分拣装置，其特征在于：两排相邻的所述挤压吸盘（14）插空布置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种工业机器人智能分拣装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）初始送料：工位Ⅱ（18）上放置带有分隔托盘（9）的托架（8）；垃圾投放装置（19）将未经分拣处理的垃圾投入放置在工位Ⅱ（18）上的分隔托盘（9）中；双头小车（7）沿着轨道（6）运动到工位Ⅱ（18）上，车顶的举升装置升起，将托架（8）连同装满垃圾的分隔托盘（9）一起顶起；随后双头小车（7）沿着轨道（6）逆时针移动到工位Ⅰ（17），举升装置降下，将托架（8）放下，此时托架（8）放置在靠近机器人Ⅱ（3）的位置；
2）分拣：机器人Ⅰ（2）及机器人Ⅱ（3）通过视觉检测识别装置（10）感应此时工位Ⅰ（17）上分隔托盘（9）的距离，此时靠近分隔托盘（9）的机器人Ⅱ（3）将分隔托盘（9）抓起，随后将垃圾倒入振动盘（4）中；振动盘（4）通过振动将垃圾逐渐抖入输送带（5）中；机器人Ⅰ（2）及机器人Ⅱ（3）通过视觉检测识别装置（10）识别不同种类的垃圾，并迅速拾起后分类放入分隔托盘（9）相应间隔的区域内；
3）循环送料：在工位Ⅰ（17）上放下托架（8）后，双头小车（7）按逆时针方向继续移动，回到工位Ⅱ（18），继续举升装好垃圾的分隔托盘（9）及相应的托架（8）；随后沿轨道（6）逆时针运动工位Ⅰ（17）处，并放下托架（8）；此时托架（8）靠近机器人Ⅰ（2），由机器人Ⅰ（2）将分隔托盘（9）中的垃圾倒入振动盘（4）；双头小车（7）继续往前，运动到上一步骤中的托架（8）下方，此托架上放置的是装有经过分拣垃圾的分隔托盘（9）；双头小车（7）将上述托架（8）顶起，并逆时针送回工位Ⅱ（18）；盛装已分拣垃圾的分隔托盘（9）被后续的搬运设备或人搬走，在托架（8）上放置空的分隔托盘（9），并装满未经分拣的垃圾；双头小车（7）顶起工位Ⅱ（18）上的分隔托盘（9）及相应托架（8），然后顺时针运动至工位Ⅰ（17）处，将托架（8）放下，此时该托架靠近机器人Ⅰ（2），由机器人Ⅰ（2）将分隔托盘（9）中的垃圾倒入振动盘（4）；随后双头小车（7）再将工位Ⅰ（17）上已经完成垃圾分拣的分隔托盘（9）及托架（8）按顺时针放下送回工位Ⅱ（18）；按上述步骤如此反复，进行垃圾的运输及分类。
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