CN206701918U - 一种多传感器融合的垃圾分拣装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于环保自动化装备技术领域，涉及一种多传感器融合的垃圾分拣装置。一种多传感器融合的垃圾分拣装置，包括多传感器融合的垃圾分拣机器人、垃圾源输送带、垃圾整形机构、塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带，所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的底部固定安装在基架的中部；所述垃圾源输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧横向安置，所述垃圾源输送带上固定安装有垃圾整形机构用于将垃圾平整；塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带位于所述垃圾分拣机器人一侧纵向安置。本实用新型具有基于视觉传感和金属探测的多传感器融合智能分拣机器人，可实现垃圾种类自适应甄别、自动拾取和回流处理等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于环保自动化装备技术领域，具体涉及一种多传感器融合的垃圾分拣装置。
背景技术
城市生活垃圾是当今世界不断增长的资源，我国一年生活垃圾产生的总量达1.6亿吨，每年以8%-10%的速度增长，垃圾源头五花八门、量大面广、难以归类，是人类每天面临的最大课题。而垃圾中却混藏有各种有用的资源，如果处理的好会带来巨大的经济效益，在资源紧缺的当代，切不可任其废弃掉，但是处理的不好则对自然环境和人类的生活造成巨大的影响，因此回收垃圾中的有用物质是一项重大的系统工程。
目前，不少国家对垃圾在源头上进行分类投放、根据不同垃圾种类规定所投放到不同颜色的垃圾桶，通过专门的垃圾回收车进行人工收集，之后运送到相应的处理场进行处理。然而，多年来的执行效果并不理想，其中的原因之一是人们分不清手中的垃圾究竟该往哪种垃圾箱中扔，导致仍然有大量混合垃圾出现，这不仅造成有回收价值的资源浪费，还带来持久的环境污染问题。而我国现在的城市垃圾回收和处理基本上是依靠人工进行，不仅效率低下，而且难以持续，招工也困难。
机器人在代替人工作业的技术在近些年具有长足的进步，但是识别垃圾的方面，技术手段单一，还存在大量不足。因此，研制一种基于视觉传感和金属探测的多传感器融合智能分拣机器人，通过模板匹配等感应手段，可实现垃圾种类自适应甄别、自动拾取和回流处理的多传感器融合的垃圾分拣装置是非常必要的。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种多传感器融合的垃圾分拣装置。本实用新型多传感器融合的垃圾分拣装置具有基于视觉传感和金属探测的多传感器融合智能分拣机器人，通过模板匹配等感应手段，可实现垃圾种类自适应甄别、自动拾取和回流处理等优点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为。
一种多传感器融合的垃圾分拣装置，包括多传感器融合的垃圾分拣机器人、垃圾源输送带、垃圾整形机构、塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带，所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的底部固定安装在基架的中部；所述基架上还固定安装有所述垃圾源输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧横向安置，所述垃圾源输送带上固定安装有垃圾整形机构用于将垃圾平整；所述基架上还固定安装有塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧纵向安置，所述塑料垃圾输送带、所述电池垃圾输送带和所述金属垃圾输送带并列安置。
本实用新型的一种优先发方案，所述多传感器融合的垃圾分拣机器人包括六轴工业机器人，所述六轴工业机器人的底部固定安装在所述基架中部，所述六轴工业机器人的第六轴的前端可拆卸安装有抓手；所述六轴工业机器人上还可拆卸安装有视觉摄像机用于对所述垃圾源输送带上的平整的垃圾进行摄像，所述视觉摄像机上带有视觉传感器；所述六轴工业机器人上还可拆卸安装有金属探测器对所述垃圾源输送带上的平整的垃圾进行识别，所述金属探测器上带有传感器。
进一步的，所述多传感器融合的垃圾分拣机器人上还固定安装有控制台，所述控制台包括带有触屏操作界面的触摸屏用于远程操作和修改程序；所述控制台带有视觉驱动分拣模块和金属驱动分拣模块。
进一步的，所述抓手为柔性欠驱动抓手。
进一步的，所述柔性欠驱动抓手包括3-5个手指，所述手指为自适应欠驱动手指。
进一步的，所述视觉摄像机可拆卸安装在所述六轴工业机器人的第六轴的下端面，所述视觉摄像机的摄像头向下。
进一步的，所述视觉摄像机为数字摄像机，所述数字摄像机的型号为MER-030-120UM的接口数字摄像机。
进一步的，所述金属探测器为MD-6350型地下金属探测器。
进一步的，所述金属探测器包括探测盘，所述探测盘为DD防水探测盘。
进一步的，所述金属探测器识别的金属为金、银、铜、铁中的一种或几种。
本实用新型的有益效果：
（1）本实用新型的机械零件国产化程度高，基本采用国产化部件，价格低廉，不受制于国外产品的技术封锁；选用的各功能模块的核心技术成熟，可实施性强，机器人自带48路10接口，标准串口和网络通讯端口，可以实现垃圾输送带、摄像机、传感器和抓手的协同控制，为节能环保措施的应用实现提供了新思路。
（2）本实用新型采用视觉和金属探测传感器融合的方式对生活垃圾进行分拣前预处理，然后采用模板匹配和传感器感应的方式对塑料、金属以及废旧电池等进行合理分拣和归类，从源头上对垃圾进行分类，便于垃圾进行分类处理，解决了垃圾分类不明确的问题；降低了后期处理的成本，节约人力资源。
（3）本实用新型采用六轴工业机器人，可连续工作，适用于高精度、高强度、高危等环境替代人工，负载为6kg以上，工作范围为1.3米以上，可重复定位精度在0.02-0.05mm之间。
（4）本实用新型的六轴工业机器人的末端采用自适应欠驱动手指，可以拟人手的一个手指或手指的一部分，用以实现机器人拟人手较少驱动器驱动较多的手指关节自由度，并且具有抓取不同形状、尺寸的物体的自适应性，降低装置对控制系统的要求，其外形与人手的手指相似，结构简单、可靠、易加工、体积小和重量轻。
（5）本实用新型的视觉摄像机带有视觉传感器为接口数字摄像机，外形极其小巧紧凑，并集成10接口，提供线缆锁紧装置，能稳定工作在各种恶劣环境下。
（6）本实用新型采用的金属探测器全新配制了DD防水探测盘，可以单项识别金、银、铜、铁等金属。
（7）本实用新型采用带有触摸屏的控制台，可以实时监测工作状态，并能远程操作和修改程序。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的工作流程图。
附图中1为垃圾源输送带、2为垃圾整形机构、3为多传感器融合的垃圾分拣机器人、3-1为抓手、3-2为视觉摄像机、3-3金属探测器、3-4探测盘、4为塑料垃圾输送带、5为电池垃圾输送带、6为金属垃圾输送带、7为基架、8为控制台、8-1为触摸屏。
具体实施方式
为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
根据附图1-2可知：本实用新型多传感器融合的垃圾分拣装置，包括多传感器融合的垃圾分拣机器人、垃圾源输送带、垃圾整形机构、塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带，所述多传感器融合的垃圾分拣机器人包括六轴工业机器人，所述六轴工业机器人的底部固定安装在所述基架中部，所述六轴工业机器人的第六轴的前端可拆卸安装有抓手，所述抓手为柔性欠驱动抓手，所述柔性欠驱动抓手包括3-5个手指，所述手指为自适应欠驱动手指，用于抓取平整的垃圾。
所述基架上还固定安装有所述垃圾源输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧横向安置，所述垃圾源输送带从所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的左前方向右前方方向运输垃圾，所述垃圾源输送带上固定安装有垃圾整形机构用于将垃圾平整，当垃圾被运送到垃圾整形机构处停止垃圾源输送带，所述垃圾整形机构将垃圾平整以供下一阶段的分拣步骤使用；
所述基架上还固定安装有塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧纵向安置，所述塑料垃圾输送带、所述电池垃圾输送带和所述金属垃圾输送带并列安置，输送方向为相对所述多传感器融合的垃圾分拣机器人远离方向运行，根据模板匹配的信号指示所述多传感器融合的垃圾分拣机器人通过抓手上的自适应欠驱动手指将分拣的塑料垃圾放在所述塑料垃圾输送带运往下一阶段处理，将分拣的电池垃圾放在所述电池垃圾输送带运往下一阶段处理，将分拣的金属垃圾放在所述金属垃圾输送带运往下一阶段处理。
所述多传感器融合的垃圾分拣机器人上还固定安装有控制台，所述控制台包括带有触屏操作界面的触摸屏用于远程操作和修改程序；所述控制台带有视觉驱动分拣模块和金属驱动分拣模块。
所述六轴工业机器人上还可拆卸安装有视觉摄像机用于对所述垃圾源输送带上的平整的垃圾进行摄像，所述视觉摄像机上带有视觉传感器；所述视觉摄像机可拆卸安装在所述六轴工业机器人的第六轴的下端面，所述视觉摄像机的摄像头向下，在对所述垃圾源输送带上已经经过所述垃圾整形机构平整处理过的垃圾进行摄像，将摄像后的画面与数据模板库中储存的大量塑料和电池图片进行模板匹配，进而识别垃圾中的塑料和电池的位置和尺寸，然后通过视觉传感器启动信号与视觉驱动分拣模块配合驱动所述抓手分拣塑料和电池；所述视觉摄像机为数字摄像机，所述数字摄像机的型号为MER-030-120UM的接口数字摄像机，外形极其小巧紧凑，并集成10接口，提供线缆锁紧装置，能稳定工作在各种恶劣环境下。
所述六轴工业机器人上还可拆卸安装有金属探测器对所述垃圾源输送带上的平整的垃圾进行识别，所述金属探测器上带有传感器。当塑料和电池垃圾分拣后，驱动所述金属探测器，所述金属探测器为MD-6350型地下金属探测器改装全新配制DD防水探测盘可以识别的金属为金、银、铜、铁中的一种或几种，当探测到以上金属时，传感器启动信号，视觉驱动分拣模块驱动所述抓手拾取上述金属放入所述金属垃圾输送带运往下一阶段处理。
本实用新型的工作过程：原始垃圾进过脱水后，由垃圾源输送带由左向右方向输送到垃圾整形机构，此时垃圾源输送带暂停，垃圾整形机构对垃圾源输送带上的垃圾进行平整处理，多传感器融合的垃圾分拣机器人的第六轴下端面可拆卸安装的视觉摄像机对垃圾源输送带平整后的垃圾进行区域扫描和特征识别，模板库中储存有大量的塑料和电池的图片，视觉摄像机通过模板匹配识别垃圾中的塑料和电池的位置及尺寸，通过视觉传感器启动信号配合视觉驱动分拣模块驱动多传感器融合的垃圾分拣机器人的抓手运动到目标垃圾上方，打开欠驱动手指拾取对应的塑料或电池放置在相对应的塑料垃圾输送带好的电池垃圾输送带纵向远离多传感器融合的垃圾分拣机器人运输到下一阶段进行回收处理，塑料和电池垃圾处理完毕；启动金属探测器，金属探测器的探测盘安装在传感器融合的垃圾分拣机器人的第六轴上，探测盘对垃圾源输送带上剩余的垃圾进行金属探测识别，检测到金属后，传感器启动信号，驱动多传感器融合的垃圾分拣机器人的抓手运动到目标垃圾上方，打开欠驱动手指拾取对应的金属放置在金属垃圾输送带纵向远离多传感器融合的垃圾分拣机器人运输到下一阶段进行回收处理，金属垃圾处理完毕，垃圾源输送带继续运行将剩余的垃圾运往下一阶段进行后续处理环节（填埋、焚烧、制材等），开始下一次循环操作。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：包括多传感器融合的垃圾分拣机器人、垃圾源输送带、垃圾整形机构、塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带，所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的底部固定安装在基架的中部；所述基架上还固定安装有所述垃圾源输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧横向安置，所述垃圾源输送带上固定安装有垃圾整形机构用于将垃圾平整；所述基架上还固定安装有塑料垃圾输送带、电池垃圾输送带和金属垃圾输送带位于所述多传感器融合的垃圾分拣机器人的一侧纵向安置，所述塑料垃圾输送带、所述电池垃圾输送带和所述金属垃圾输送带并列安置。
2.根据权利要求1所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述多传感器融合的垃圾分拣机器人包括六轴工业机器人，所述六轴工业机器人的底部固定安装在所述基架中部，所述六轴工业机器人的第六轴的前端可拆卸安装有抓手；所述六轴工业机器人上还可拆卸安装有视觉摄像机用于对所述垃圾源输送带上的平整的垃圾进行摄像，所述视觉摄像机上带有视觉传感器；所述六轴工业机器人上还可拆卸安装有金属探测器对所述垃圾源输送带上的平整的垃圾进行识别，所述金属探测器上带有传感器。
3.根据权利要求2所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述多传感器融合的垃圾分拣机器人上还固定安装有控制台，所述控制台包括带有触屏操作界面的触摸屏用于远程操作和修改程序；所述控制台带有视觉驱动分拣模块和金属驱动分拣模块。
4.根据权利要求2所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述抓手为柔性欠驱动抓手。
5.根据权利要求4所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述柔性欠驱动抓手包括3-5个手指，所述手指为自适应欠驱动手指。
6.根据权利要求2所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述视觉摄像机可拆卸安装在所述六轴工业机器人的第六轴的下端面，所述视觉摄像机的摄像头向下。
7.根据权利要求2所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述视觉摄像机为数字摄像机，所述数字摄像机的型号为MER-030-120UM的接口数字摄像机。
8.根据权利要求2所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述金属探测器为MD-6350型地下金属探测器。
9.根据权利要求8所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述金属探测器包括探测盘，所述探测盘为DD防水探测盘。
10.根据权利要求8所述的多传感器融合的垃圾分拣装置，其特征在于：所述金属探测器识别的金属为金、银、铜、铁中的一种或几种。
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Cited By (2)
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| WO2021217923A1 (zh) * | 2020-04-26 | 2021-11-04 | 广东弓叶科技有限公司 | 人机协作分选系统及其分选多类物料的方法 |
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