KR20220164234A - 페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템 - Google Patents

페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템 Download PDF

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Abstract

페트병의 수집, 선별, 파쇄 과정을 자동화된 프로세스로 일원화하여, 페트병 재활용 공정 및 비용을 감축시킨, 페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템이 개시된다. 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치는, 투입구를 통해 투입된 페트병을 이송하는 이송 수단; 상기 이송 수단을 통해 이송되는 페트병을 인식하는 광학 센서; 상기 이송 수단을 통해 이송된 페트병을 파쇄하는 파쇄기; 상기 파쇄기에서 파쇄된 페트병 조각을 적재하는 적재함; 및 상기 광학 센서를 통해 인식된 페트병이 재활용 가능한 경우, 상기 이송 수단을 제어하여 상기 페트병을 상기 파쇄기로 이송되도록 하고, 재활용 불가능한 경우, 상기 이송 수단을 제어하여 상기 페트병을 상기 투입구로 배출하는 제어부를 포함한다.

Description

페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템{Apparatus and system for collecting PET bottles}
본 발명은 페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 재활용이 가능한 페트병을 회수하는 페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템에 관한 것이다.
페트(PET)병은 음료 등과 같은 각종 액체 구성물을 보관하기 위한 용도로 활용되는 플라스틱제 용기이다. 페트병의 재료인 플라스틱은 소각시킬 경우 환경 호르몬 등 각종 유해 물질을 배출하게 된다. 이에 따라 사용이 완료된 페트병은 수거되어 재활용된다. 그러나 페트병만을 분리하여 수거하는 것이 용이하지 않고, 페트병 수거 업체들의 수익성 문제로 페트병의 분리 수거가 잘 이루어지지 않고 있는 실정이다. 그 이유는, 페트병 중에서 재활용이 가능한 페트병만을 수거해야 하는데, 재활용이 불가능한 페트병도 함께 수거되기 때문에, 페트병 수거 업체들은 재활용이 불가능한 페트병을 별도로 분리해야 하고, 이 과정에서 비용과 시간이 많이 들기 때문이다. 따라서, 재활용이 가능한 페트병만을 쉽고 빠르게 분리하여 회수할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 페트병의 수집, 선별, 파쇄 과정을 자동화된 프로세스로 일원화하여, 페트병 재활용 공정 및 비용을 감축시킨, 페트병 회수 장치 및 페트병 회수 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
일 실시예에 따른 페트병 회수 장치는, 투입구를 통해 투입된 페트병을 이송하는 이송 수단; 상기 이송 수단을 통해 이송되는 페트병을 인식하는 광학 센서; 상기 이송 수단을 통해 이송된 페트병을 파쇄하는 파쇄기; 상기 파쇄기에서 파쇄된 페트병 조각을 적재하는 적재함; 및 상기 광학 센서를 통해 인식된 페트병이 재활용 가능한 경우, 상기 이송 수단을 제어하여 상기 페트병을 상기 파쇄기로 이송되도록 하고, 재활용 불가능한 경우, 상기 이송 수단을 제어하여 상기 페트병을 상기 투입구로 배출하는 제어부를 포함한다.
상기 이송 수단은, 서로 이격되고 평행하게 배치된 한 쌍의 컨베이어를 포함하고, 상기 페트병 회수 장치는, 상기 한 쌍의 컨베이어 사이의 이격 공간의 하부에 위치하여 상부로 광을 조사하는 광원을 더 포함할 수 있다.
상기 페트병 회수 장치는, 상기 적재함에 적재되는 페트병 조각들의 적재 높이를 측정하는 높이 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 높이 센서에서 측정한 적재 높이가 소정 높이에 도달시 알람 신호를 출력할 수 있다.
상기 페트병 회수 장치는, 좌우로 슬라이딩 이동하여 상기 투입구를 개폐하는 도어를 더 포함할 수 있다.
상기 페트병 회수 장치는, 모터에 의해 회전하는 두 개의 기어; 상기 두 개의 기어에 맞물려 회전하며 상기 도어를 좌우로 슬라이딩 이동시키는 톱니 벨트; 상기 도어의 좌우 슬라이딩 경로를 제공하는 레일; 및 상기 도어의 좌우 이동의 상한을 제한하는 한 쌍의 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 페트병 회수 장치는, 본체의 외측면에 설치되어, 상기 페트병에서 제거된 라벨을 회수하는 페트병 라벨 회수부재; 본체의 외측면에 설치되어, 상기 페트병에서 제거된 뚜껑을 회수하는 페트병 뚜껑 회수부재; 및 본체의 외측면에 설치되고, 하수도에 연결되며, 상기 페트병에 남은 잔류물을 상기 하수도로 배출하는 페트병 잔류물 배수구를 더 포함할 수 있다.
상기 페트병 회수 장치는, 상기 파쇄기를 포함하는 파쇄 모듈의 하부에 설치되어 파쇄 모듈의 탈장착을 가능하게 하는 파쇄 모듈 이송 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 페트병 회수 장치는, 상기 적재함의 하부에 설치되어 상기 적재함의 탈장착을 가능하게 하는 적재함 이송 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 미리 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 상기 페트병의 재활용 가능 여부를 분석할 수 있다.
일 실시예에 따른 페트병 회수 시스템은, 상술한 실시예들의 페트병 회수 장치 중 어느 하나의 실시예의 페트병 회수 장치; 및 상기 페트병 회수 장치와 통신망으로 연결되어 상기 페트병 회수 장치로부터 상기 광학 센서를 통해 인식된 페트병의 영상을 수신하고, 수신된 영상을 기초로 상기 페트병의 재활용 가능 여부를 분석한 결과를 상기 페트병 회수 장치로 전송하는 관리 서버를 포함한다.
상기 관리 서버는, 미리 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 상기 페트병의 재활용 가능 여부를 분석할 수 있다.
본 발명에 따르면, 페트병을 수거함과 동시에 재활용이 가능한 페트병을 선별하고 파쇄하여 자원화함으로써 페트병의 수집, 이송, 집하 관련 비용을 절감하고 수거 부피를 감축하여 처리 비용 및 운송비를 감축시킴은 물론 재활용 처리 과정의 에너지 비용까지 절감하고, 동시에 고품질 플라스틱 자원을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 페트병 재활용에 참여하는 사용자에게는 보상을 제공하여 재활용 활동의 지속 참여를 유도하고 확산하여 페트병 재활용의 선순환 경제를 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치 내에서 페트병의 이동 및 파쇄 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 투입구의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 관리 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 정면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 페트병 회수 장치(100)의 외관은, 육면체 형상의 본체(110), 두 개의 디스플레이(120, 130), 투입구(140), 스피커(150), 리더기(160), 본체 도어(170), 및 적재함 도어(180)를 포함한다.
본체(110)는, 육면체 형상의 케이스로서, 내부에 빈 공간을 구비하여, 페트병 회수 장치(100)의 동작을 위한 구성부품들이 수용된다. 본체(110)의 상단부는, 본체 도어(170)를 통해 개폐된다. 본체 도어(170)는, 잠금 장치를 통해 잠금 처리되어 외부인에 의한 개폐가 불가능하도록 한다. 적재함 도어(180)도 본체 도어(170)와 마찬가지로 잠금 장치를 통해 잠금 처리되어 외부인에 의한 개폐가 불가능하도록 한다.
제1 디스플레이(120)는, 본체(110)의 상단부에 설치되어, 페트병 회수 장치(100)의 홍보 영상이나 기타 광고 영상 등이 표시된다. 제2 디스플레이(130)는, 본체(110)의 중앙부에 설치되어, 페트병 회수 장치(100)의 사용 방법 안내를 표시하고, 또한 터치 입력 기능을 포함하여 페트병 회수 장치(100)의 조작에 대한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 제1, 2 디스플레이(120, 130)는, OLED/LCD 기술 등이 적용된 표시 패널일 수 있다.
투입구(140)는, 페트병이 투입되는 입구로서, 다양한 종류 및 크기의 페트병이 원활하게 투입될 수 있을 정도의 소정의 직경을 갖는 원형 형상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게, 투입구(140)는, 도어 구조로 제작되어, 평상시에는 폐쇄되어 있고, 이하에서 설명하는 리더기(160)에 의해 페트병을 투입하는 사용자의 인식 및 인증이 완료되면, 개방될 수 있다. 투입구(140)에는, 투입구(140)를 통해 페트병이 투입되는 것을 자동으로 감지할 수 있는 페트병 감지 센서가 설치될 수 있다.
스피커(150)는, 페트병 회수 장치(100)의 사용 방법 안내, 및/또는 현재 상태 등의 각종 음성을 출력할 수 있고, 또한 상기 제1, 2 디스플레이(120, 130)에서 출력되는 영상에 대응하는 음성을 출력할 수 있다.
리더기(160)는, 페트병을 투입하는 사용자를 인식할 수 있는 인식 수단으로서, 사용자가 휴대하고 있는 휴대 장치를 인식한다. 예를 들어, 리더기(160)는, 사용자의 휴대용 단말에 표시되는 QR 코드, 또는 바코드 등을 인식할 수 있고, 또는 사용자의 휴대용 단말과 NFC 등의 근거리 통신으로 휴대용 단말로부터 사용자 식별정보를 수신할 수도 있다. 또는 리더기(160)는, 사용자가 휴대하고 있는 ID 카드 등을 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 인식은, 리더기(160)가 아닌, 제2 디스플레이(130)를 통해 이루어질 수 있다. 제2 디스플레이(130)는, 터치 기능을 포함하여, 사용자 식별정보를 입력할 수 있는 입력창을 표시하고, 그 입력창을 통해 사용자 식별정보를 입력받을 수 있다. 사용자 식별정보는, 주민등록번호, 또는 회원번호 등 다양한 식별정보가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 페트병 회수 장치(100)는, 제어부(201), 통신부(202), 이송 수단(203), 광원(204), 광학 센서(205), 파쇄기(206), 구동 모터(207), 파쇄 모듈 이송 롤러(208), 적재함(209), 높이 센서(210) 및 적재함 이송 롤러(211)를 포함한다.
이송 수단(203)은, 서로 이격되고 평행하게 배치된 한 쌍의 컨베이어를 포함한다. 각 컨베이어는, 한 쌍의 롤러와 그 한 쌍의 롤러를 통해 이동하는 이송 벨트 그리고 한 쌍의 롤러를 회전시키는 모터를 포함하여 구성된다. 한 쌍의 컨베이어는, 투입구(140)를 통해 재활용이 가능한 페트병이 투입되면 정회전을 하여 페트병을 파쇄기(206)로 이송시키고, 재활용이 불가능한 페트병이 투입되는 경우 역회전을 하여 페트병을 투입구(140)를 통해 밖으로 배출한다.
광원(204)은, 이송 수단(203)의 하부, 보다 구체적으로 한 쌍의 컨베이어 사이의 이격 공간의 하부에 위치하여 상부로 광을 조사한다. 광학 센서(205)는, 이송 수단(203)의 상부에 위치하여, 상기 광원(204)에서 조사되는 광을 이용하여 상기 이송 수단(203)을 통해 이송되는 페트병을 인식한다. 바람직하게, 광학 센서(205)는 CCD 카메라 등의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 광원(204)이 이송 수단(203)의 하부에 위치하는 것으로 설명하지만, 페트병에 광을 조사할 수 있는 위치라면 특별히 제안되지 않는다. 광학 센서(205)와 인접하여 배치될 수 있다.
파쇄기(206)는 구동 모터(207)와 함께 파쇄 모듈을 구성한다. 파쇄기(206)는, 회전 동력이 출력되는 구동축이 구비되는 구동 모터(207)의 일측에 배치되고 구동 모터(207)의 회전축과 연결되며 구동 모터(207)의 구동에 따라 회전하는 제1회전축과, 제1회전축의 일측에 평행하게 이격 배치되고 제1회전축과 연동하여 회전되는 제2회전축과, 제1회전축과 제2회전축의 외면에 설치되고 서로 교차하며 맞물리는 제1파쇄날과 제2파쇄날로 구성될 수 있다. 파쇄기(206)의 제1회전축 및 제2회전축에 설치되는 제1, 2파쇄날은, 서로 맞물려 회전하면서 이송 수단(203)에서 자유 낙하하는 페트병을 파쇄한다. 바람직하게, 구동 모터(207)는, 감속기 일체형 모터이다.
적재함(209)은, 상기 파쇄기(206)의 하방에 설치되어, 상기 파쇄기(206)에서 파쇄된 페트병의 조각, 즉 펠릿이 자유 낙하하여 적재된다. 적재함(209)은 본체(110)의 내부에 수용될 수 있도록 본체(110)의 하단부의 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 적재함(209)은, 육면체 형상으로 이루어진다. 파쇄기(206)에서 파쇄된 페트병의 조각, 즉 펠릿이 자유 낙하하여 적재될 수 있도록, 적재함(209)의 상부는 개방되어 있다.
높이 센서(210)는, 적재함(209)의 상부에 설치되어, 적재함(209)에 적재되는 펠릿의 높이를 측정한다. 바람직하게, 높이 센서(210)는, 거리를 측정하는 라이다 센서를 포함할 수 있다. 높이 센서(210)는, 적재함(209)에 펠릿이 소정 높이까지 적재되면, 알람 신호를 출력할 수 있다.
제어부(201)는, 페트병 회수 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(201)는, 제1, 2 디스플레이(120, 130)의 동작을 제어하여 광고 영상이나 홍보 영상 또는 페트병 회수 장치(100)의 사용 방법을 출력한다. 제어부(210)는, 리더기(160)를 통해 수신되는 사용자 인식 정보, 즉 사용자 식별정보를 이용하여 사용자를 인식 및 인증하고, 사용자 인증 후 투입구(140)를 개방하며, 페트병 투입 완료 후 투입구(140)를 폐쇄하는 제어를 수행한다. 제어부(201)는, 제1, 2 디스플레이(120, 130)를 통해 출력되는 영상에 대응하는 음성을 스피커(150)를 통해 출력하고, 또한 페트병 회수 장치(100)의 상태를 스피커(150)를 통해 음성으로 출력할 수 있다.
제어부(210)는, 투입구(140)를 통해 페트병이 투입되면, 광학 센서(205)를 통해 인식된 페트병을 분석하여 재활용이 가능한지 판단하여, 재활용이 가능한 경우 이송 수단(203) 및 구동 모터(207)를 제어하여 파쇄기(206)로 페트병이 파쇄되도록 한다. 제어부(210)는, 광학 센서(205)를 통해 인식된 페트병이 재활용 불가능한 것으로 판단되는 경우, 이송 수단(203) 및 구동 모터(207)를 제어하여 투입된 페트병을 다시 투입구(140)를 통해 외부로 배출한다.
제어부(210)는, 광학 센서(205)를 통해 인식된 페트병의 영상을 분석하여 라벨이 부착되어 있거나, 페트병에 뚜껑이 있는 경우, 또는 페트병 내에 잔여물이 있는 경우, 또는 재활용이 불가능한 색의 페트병인 경우, 재활용이 불가능하다고 판단할 수 있다. 이때 제어부(210)는 제1, 2 디스플레이(120, 130) 및/또는 스피커(150)를 통해 재활용이 불가능함을 안내할 수 있다. 또한, 제어부(210)는, 높이 센서(210)를 통해 적재함(209) 내부의 펠릿 적재량을 감지하여, 투입구(140)의 개폐를 제어하고, 제1, 2 디스플레이(120, 130)를 통해 펠릿 적재량을 표시할 수 있다. 바람직하게, 제어부(210)는, 대량의 학습 데이터를 이용하여 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 페트병을 분석할 수 있다.
통신부(202)는, 유무선 통신 모듈을 포함하여, 유무선 통신을 수행한다. 예를 들어, 통신부(202)는, LTE, 5G 등의 이동통신망에 접속하여 원격지 장비와 통신할 수 있고, 또는 와이파이 등의 근거리 통신을 이용하여 원격지 장비와 통신할 수도 있다. 또는 통신부(202)는, 이더넷 케이블에 연결되어 인터넷망을 통해 원격지 장비와 통신할 수도 있다. 여기서 원격지 장비는, 페트병 회수 장치(100)의 관리 서버이거나, 또는 관리자의 단말일 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(201)는, 통신부(202)를 통해 원격지 장비로 페트병 회수 장치(100)의 상태 정보를 주기적으로 전송할 수 있고, 또는 비주기적으로 원격지 장비의 요청에 따라 상태 정보를 전송할 수도 있다. 또한, 제어부(201)는, 통신부(202)를 통해 원격지 장비로부터 펌웨어 소프트웨어를 수신하여 내부 메모리에 설치된 펌웨어 소프트웨어를 업데이트할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(201)는, 통신부(202)를 통해 원격지 장비와 통신하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. 제어부(201)는, 사용자 식별정보를 원격지 장비로 전송하고 원격지 장비로부터 인증 결과를 수신할 수 있다.
파쇄기(206) 및 구동 모터(207)를 포함하여 구성되는 파쇄 모듈은, 관리자에 의해 필요에 따라 탈/장착이 가능하다. 파쇄 모듈의 고장이 발생했을 때, 파쇄 모듈을 빼내 수리 후에 다시 장착할 수 있다. 이를 위해 파쇄 모듈의 하단부에는 파쇄 모듈 이송 롤러(208)가 설치된다. 파쇄 모듈 이송 롤러(208)를 통해 파쇄 모듈은 전후 이동이 가능하여, 탈/장착이 가능해진다.
또한, 적재함(209)에 페트병의 파쇄 조각, 즉 펠릿이 소정의 높이까지 적재되었을 때, 적재함(209)을 빼내 비우고 다시 적재함(209)을 장착하기 위해, 적재함(209)의 하단부에는 적재함 이송 롤러(211)가 설치된다. 적재함 이송 롤러(211)를 통해 적재함(209)은 전후 이동이 가능하여, 탈/장착이 가능해진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치 내에서 페트병의 이동 및 파쇄 과정을 설명하는 도면로서, 페트병 회수 장치의 내부 측면도이다.
도 3을 참조하면, 투입구(140)로 페트병이 투입되면, 이송 수단(203)의 한 쌍의 컨베이어가 구동되어 페트병을 광원(204)의 상부에 위치하도록 이송한다. 광원(204)에서 페트병을 향하여 광을 조사하고, 이송 수단(203)의 상부에 설치된 광학 센서(205)는 이동 수단(203)을 통해 이송되는 페트병을 인식한다. 제어부(201)는 광학 센서(205)를 통해 인식된 페트병을 분석하여 재활용이 가능하면 이송 수단(203)을 제어하여 페트병을 파쇄기(206)로 이송한다. 재활용이 불가능한 경우, 제어부(201)는, 이송 수단(203)을 제어하여 페트병을 투입구(140)를 통해 외부로 배출한다.
파쇄기(206)는 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 설치되는 제1회전축(310)과 제2회전축(320)을 포함한다. 상기 제1회전축(310)과 상기 제2회전축(320)은, 각각 외주면에 복수의 파쇄날(311, 321)이 설치되고, 상기 제1회전축(310)과 상기 제2회전축(320)의 파쇄날(311, 321)들은, 서로 교차하며 말물려 회전한다. 따라서, 파쇄날(311, 321)들은 상기 이송 수단(203)을 통해 이송되어 자유 낙하하는 페트병을 회전하며 파쇄한다.
파쇄기(206)에 의해 파쇄된 페트병의 펠릿은, 자유 낙하하여 적재함(209)에 적재된다. 적재함(209)의 상부에 높이 센서(210)가 설치되고, 높이 센서(210)는 적재함(209)에 적재되는 펠릿의 높이를 측정하여, 펠릿이 소정 높이까지 적재되면, 알람 신호를 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 정면도이다. 도 4를 참조하면, 페트병 회수 장치(100)의 일 측면에는, 페트병 라벨 회수부재(410) 및 페트병 뚜껑 회수부재(420)가 설치되고, 다른 측면에는 페트병 잔류물 배수구(430)가 설치된다.
페트병 라벨 회수부재(410) 및 페트병 뚜껑 회수부재(420)는, 그물망 형태로서, 각각 페트병에서 제거된 라벨과 뚜껑을 회수한다. 페트병을 페트병 회수 장치(100)에 투입하는 사용자는, 페트병을 투입구(140)에 투입하기 전에, 페트병에서 라벨과 뚜껑을 제거하여 투입구(140)에 투입한다. 그리고 페트병에서 제거한 라벨은 페트병 라벨 회수부재(410)에 넣고, 뚜껑은 페트병 뚜껑 회수부재(420)에 넣어, 라벨과 뚜껑이 별도로 분리 수거되도록 한다.
페트병 잔류물 배수구(430)는, 페트병 회수 장치(100)가 설치된 지역의 하수도로 연결된다. 사용자는 페트병을 투입구(140)에 투입하기 전에, 페트병에 남은 잔류물을 페트병 잔류물 배수구(430)에 버린다. 페트병 잔류물 배수구(430)는, 하수도로 연결되어, 페트병의 잔류물을 하수도로 배출한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 장치의 투입구의 구조를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 페트병 회수 장치(100)의 투입구(140)는, 좌우로 슬라이딩 가능한 도어(530)에 의해 개폐된다.
도어(530)의 좌우 슬라이딩을 가능하게 하게 위해, 페트병 회수 장치(100)는, 모터에 의해 회전하는 두 개의 기어(510)와, 일면에 톱니가 형성되고 타면에 상기 도어(530)가 결합되어 상기 두 개의 기어(510)에 맞물려 회전하면서 상기 도어(530)를 좌우로 이동시키는 톱니 벨트(520)와, 도어(530)의 좌우 슬라이딩 경로를 제공하는 레일(540)과, 도어(530)와 좌우 이동 상한을 제한하는 한 쌍의 스토퍼(550)를 포함한다.
제어부(201)는, 사용자 인식 및 인증이 완료되면, 모터를 일방향으로 회전 구동하여 상기 두 개의 기어(510)를 일방향으로 회전시킴으로써 상기 톱니 벨트(520)가 일방향으로 회전하도록 하고, 상기 톱니 벨트(520)의 회전에 의해 상기 톱니 벨트(520)에 결합된 도어(530)는 레일(540)을 따라 슬라이딩하여 투입구(140)를 개방한다. 이때, 도어(530)의 이동은 이동 방향의 끝부분에 설치된 스토퍼(550)에 의해 제한된다.
페트병 투입이 완료되면, 제어부(201)는 모터를 역방향으로 회전 구동하여 상기 두 개의 기어(510)를 역회전시킴으로써 상기 톱니 벨트(520)가 역회전하도록 하고, 상기 톱니 벨트(520)의 역회전에 의해 도어(530)는 레일(540)을 따라 역방향으로 슬라이딩하여 투입구(140)를 폐쇄한다. 이때, 도어(530)의 이동은 이동 방향의 끝부분에 설치된 스토퍼(550)에 의해 제한된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페트병 회수 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 페트병 회수 시스템은, 페트병 회수 장치(100), 관리 서버(610), 관리자 단말(620) 및 이들을 연결하는 통신망(630)을 포함한다. 페트병 회수 장치(100)는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 여기서 통신망(630)은, LTE, 5G 등의 이동통신망, 와이파이 등의 근거리 통신망, 인터넷망 등의 다양한 공지된 통신망이나 앞으로 개발될 통신망 등을 포함한다.
관리 서버(610)는, 페트병 회수 장치(100)를 관리한다. 페트병 회수 장치(100)는 지역 곳곳에 복수 개가 설치될 수 있고, 관리 서버(610)는 이러한 복수의 페트병 회수 장치(100)의 설치 위치를 저장하고, 각 페트병 회수 장치(100)로부터 주기적으로 상태 정보를 수신하여 관리자 단말(620)로 상태 정보를 전송할 수 있다. 여기서 상태 정보는 정상 동작 여부, 고장 발생시 고장 정보, 적재함(209)에 펠릿이 쌓인 높이 정보 등이다.
관리 서버(610)는, 페트병 회수 장치(100)를 통한 페트병 재활용에 참여하는 사용자들의 정보를 관리한다. 관리 서버(610)는, 웹 사이트 또는 전용 어플리케이션을 통해 사용자의 회원 가입을 처리하고, 사용자의 인증 정보를 저장한다. 사용자의 인증 정보는, 회원 ID, 또는 휴대폰 전화번호, 주민등록번호 등의 고유 식별정보를 포함할 수 있다.
관리 서버(610)는, 페트병 회수 장치(100)로부터 페트병을 투입하려는 사용자의 인식 정보를 수신하면, 기 저장된 사용자 인증 정보와 비교하여 사용자 인증을 수행하고 인증 결과를 페트병 회수 장치(100)로 회신할 수 있다. 페트병 회수 장치(100)는, 사용자 인증 성공 응답이 수신될 경우, 투입구(140)를 개방할 수 있다. 관리 서버(610)는, 페트병을 배출한 사용자에 대해서는 소정의 포인트(마일리지, 또는 지역 화폐, 또는 할인 쿠폰 등)를 제공할 수 있다.
관리 서버(610)는, 페트병 회수 장치(100)로부터 광학 센서(205)로 인식된 페트병의 영상 정보를 수신할 수 있다. 관리 서버(610)는, 수신된 영상 정보를 분석하여, 페트병의 재활용 가능 여부에 대한 응답을 페트병 회수 장치(100)로 회신할 수 있다. 바람직하게, 관리 서버(610)는, 대량의 학습 데이터로 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 페트병의 재활용 가능 여부를 분석한다.
도 1 내지 도 5를 참조한 실시예에서는 페트병 회수 장치(100)에서 직접 페트병의 영상 정보를 분석하여 페트병의 재활용 가능 여부를 판단하였다면, 본 실시예에서는 관리 서버(610)에서 영상 정보를 분석하여 페트병의 재활용 가능 여부를 판단하고, 페트병 회수 장치(100)는 관리 서버(610)의 분석 결과에 따라 내부 구성요소들을 제어한다.
관리 서버(610)는, 페트병 회수 장치(100)의 적재함(209)에 일정 높이 이상의 펠릿이 쌓이면, 페트병 회수 장치(100)로부터 알람 신호를 수신하고, 관리자 단말(620)로 해당 페트병 회수 장치(100)의 정보와 함께 알람 신호를 전송한다. 따라서, 관리자는 해당 페트병 회수 장치(100)가 설치된 장소로 이동하여 페트병 회수 장치(100)의 적재함(209)에 쌓인 펠릿을 회수한다.
도 7은 도 6의 관리 서버의 구성을 나타낸 도면이다. 관리 서버(610)는, 메모리, 하나 이상의 프로세서(CPU), 디스플레이 장치, 입력 장치 및 통신 회로를 포함할 수 있다. 메모리는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 각종 정보와 프로그램 명령어를 저장할 수 있고, 프로그램은 프로세서에 의해 실행된다. 하나 이상의 프로세서는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 시스템을 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. 통신 회로는 외부 포트를 통한 통신 또는 RF 신호에 의한 통신을 수행한다. 통신 회로는 전기 신호를 RF 신호로 또는 그 반대로 변환하며 이 RF 신호를 통하여 통신 네트워크, 다른 이동형 게이트웨이 장치 및 통신 장치와 통신할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 관리 서버(610)는, 통신부(611), 저장부(612), 사용자 관리부(613), 판단부(614), 알람부(615) 및 포인트 제공부(616)를 포함하고, 이들은 프로그램으로 구현되어 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있고, 또는 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 구현되어 동작을 수행할 수 있다.
통신부(611)는, 상술한 통신 회로를 이용하여 통신망(630)을 통해 페트병 회수 장치(100) 및 관리자 단말(620)과 통신한다. 또한, 통신부(611)는, 웹 사이트 또는 전용 어플리케이션을 통해 페트병 재활용에 참여하는 사용자의 단말과 통신할 수 있다.
저장부(612)는, 상술한 메모리 등의 저장 장치를 포함하고, 페트병 회수 장치(100)들의 설치 위치 및 식별정보를 포함하는 페트병 회수 장치 정보를 저장하고, 또한 페트병 재활용에 참여하는 사용자들의 인증 정보를 저장한다. 사용자의 인증 정보는, 회원 ID, 또는 휴대폰 전화번호, 주민등록번호 등의 고유 식별정보를 포함할 수 있다.
사용자 관리부(613)는, 페트병 재활용에 참여하는 사용자들의 회원 가입을 처리하고, 회원 가입된 사용자들의 정보를 저장부(612)에 저장한다. 사용자 관리부(613)는, 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로부터 페트병을 투입하려는 사용자의 인식 정보가 수신하면, 상기 저장부(612)에 기 저장된 사용자 인증 정보와 비교하여 사용자 인증을 수행하고 인증 결과를 페트병 회수 장치(100)로 회신할 수 있다.
판단부(614)는, 상기 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로부터 광학 센서(205)로 인식된 페트병의 영상 정보를 수신하고, 수신된 영상 정보를 분석하여, 페트병의 재활용 가능 여부에 대한 응답을 상기 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로 회신할 수 있다. 바람직하게, 판단부(614)는, 대량의 학습 데이터로 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 페트병의 재활용 가능 여부를 분석한다.
판단부(614)는, 상기 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 페트병의 영상 정보를 분서하여, 라벨이 부착되어 있거나, 페트병에 뚜껑이 있는 경우, 또는 페트병 내에 잔여물이 있는 경우, 또는 재활용이 불가능한 색의 페트병인 경우, 재활용이 불가능하다고 판단할 수 있다.
알람부(615)는, 상기 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로부터 주기적으로 상태 정보를 수신할 수 있고, 수신된 상태 정보를 상기 통신부(611)를 통해 관리자 단말(620)로 전송할 수 있다. 여기서 상태 정보는, 정상 동작 여부, 고장 발생시 고장 정보, 적재함(209)에 펠릿이 쌓인 높이 정보 등이다.
알람부(615)는, 관리자 단말(620)의 요청에 따라 상기 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로 상태 정보를 요청할 수 있고, 이에 대한 응답으로 상기 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로부터 상태 정보를 수신하여 관리자 단말(620)로 전송할 수 있다.
또한, 알람부(615)는, 페트병 회수 장치(100)의 적재함(209)에 일정 높이 이상의 펠릿이 쌓이면, 상기 통신부(611)를 통해 페트병 회수 장치(100)로부터 알람 신호를 수신하고, 관리자 단말(620)로 해당 페트병 회수 장치(100)의 정보와 함께 알람 신호를 전송한다.
포인트 제공부(616)는, 재활용이 가능한 페트병을 배출한 사용자에 대해 소정의 포인트(마일리지, 또는 지역 화폐, 또는 할인 쿠폰 등)를 제공한다. 포인트 제공부(616)는, 저장부(612)에 페트병을 배출한 사용자의 정보에 포인트 정보를 기록하고, 상기 통신부(611)를 통해 사용자 단말로부터 포인트 적립 정보에 대한 요청이 수신되면, 저장부(612)에 기록된 사용자의 포인트 정보를 상기 통신부(611)를 통해 사용자 단말로 전송한다.
포인트 제공부(616)는, 사용자가 적립된 포인트를 사용할 수 있도록, 각종 쇼핑몰 등의 포인트 사용처와 연동할 수 있다. 포인트 제공부(616)는, 포인트 사용처로부터 사용자의 식별정보를 포함하는 포인트 사용 요청이 수신되면, 저장부(612)에서 사용자의 포인트 정보를 조회하여 사용 요청된 포인트를 차감하고, 포인트 사용처로 이에 대한 결과를 회신할 수 있다.
이상의 실시예에 따르면, 페트병 회수 장치(100)를 통해 페트병을 수거함과 동시에 재활용이 가능한 페트병을 선별하고 파쇄하여 자원화함으로써 페트병의 수집, 이송, 집하 관련 비용을 절감하고 수거 부피를 감축하여 처리 비용 및 운송비를 감축시킴은 물론 재활용 처리 과정의 에너지 비용까지 절감하고, 동시에 고품질 플라스틱 자원을 확보할 수 있다. 페트병 재활용에 참여하는 사용자에게는 보상을 제공하여 재활용 활동의 지속 참여를 유도하고 확산하여 페트병 재활용의 선순환 경제를 이룰 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 페트병 회수 장치, 110 : 본체
120, 130 : 디스플레이, 140 : 투입구
150 : 스피커, 160 : 리더기
170 : 본체 도어, 180 : 적재함 도어
201 : 제어부, 202 : 통신부
203 : 이송 수단, 204 : 광원
205 : 광학 센서, 206 : 파쇄기
207 : 구동 모터, 208 : 파쇄 모듈 이송 롤러
209 : 적재함, 210 : 높이 센서
211 : 적재함 이송 롤러, 610 : 관리 서버
620 : 관리자 단말, 630 : 통신망
611 : 통신부, 612 : 저장부
613 : 사용자 관리부, 614 : 판단부
615 : 알람부, 616 : 포인트 제공부

Claims (12)

  1. 페트병 회수 장치에 있어서,
    투입구를 통해 투입된 페트병을 이송하는 이송 수단;
    상기 이송 수단을 통해 이송되는 페트병을 인식하는 광학 센서;
    상기 이송 수단을 통해 이송된 페트병을 파쇄하는 파쇄기;
    상기 파쇄기에서 파쇄된 페트병 조각을 적재하는 적재함; 및
    상기 광학 센서를 통해 인식된 페트병이 재활용 가능한 경우, 상기 이송 수단을 제어하여 상기 페트병을 상기 파쇄기로 이송되도록 하고, 재활용 불가능한 경우, 상기 이송 수단을 제어하여 상기 페트병을 상기 투입구로 배출하는 제어부를 포함하는 페트병 회수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 수단은,
    서로 이격되고 평행하게 배치된 한 쌍의 컨베이어를 포함하고,
    상기 한 쌍의 컨베이어 사이의 이격 공간의 하부에 위치하여 상부로 광을 조사하는 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적재함에 적재되는 페트병 조각들의 적재 높이를 측정하는 높이 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 높이 센서에서 측정한 적재 높이가 소정 높이에 도달시 알람 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    좌우로 슬라이딩 이동하여 상기 투입구를 개폐하는 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    모터에 의해 회전하는 두 개의 기어;
    상기 두 개의 기어에 맞물려 회전하며 상기 도어를 좌우로 슬라이딩 이동시키는 톱니 벨트;
    상기 도어의 좌우 슬라이딩 경로를 제공하는 레일; 및
    상기 도어의 좌우 이동의 상한을 제한하는 한 쌍의 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    본체의 외측면에 설치되어, 상기 페트병에서 제거된 라벨을 회수하는 페트병 라벨 회수부재;
    본체의 외측면에 설치되어, 상기 페트병에서 제거된 뚜껑을 회수하는 페트병 뚜껑 회수부재; 및
    본체의 외측면에 설치되고, 하수도에 연결되며, 상기 페트병에 남은 잔류물을 상기 하수도로 배출하는 페트병 잔류물 배수구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파쇄기를 포함하는 파쇄 모듈의 하부에 설치되어 파쇄 모듈의 탈장착을 가능하게 하는 파쇄 모듈 이송 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적재함의 하부에 설치되어 상기 적재함의 탈장착을 가능하게 하는 적재함 이송 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 상기 페트병의 재활용 가능 여부를 분석하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 페트병 회수 장치; 및
    상기 페트병 회수 장치와 통신망으로 연결되어 상기 페트병 회수 장치로부터 상기 광학 센서를 통해 인식된 페트병의 영상을 수신하고, 수신된 영상을 기초로 상기 페트병의 재활용 가능 여부를 분석한 결과를 상기 페트병 회수 장치로 전송하는 관리 서버를 포함하는 페트병 회수 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 관리 서버는,
    미리 학습된 인공지능 신경망을 이용하여 상기 페트병의 재활용 가능 여부를 분석하는 것을 특징으로 하는 페트병 회수 시스템.


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