NO313496B1 - Anordning ved utstyr for automatisk mottak, avlesing og håndtering av beholdere - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved utstyr for automatisk mottak, avlesing og håndtering av beholdere som hovedsakelig er rotasjonssymmetriske om lengdeaksen, eksempelvis flasker eller bokser av en hvilken som helst egnet materialtype. I det følgende er anordningen ifølge oppfinnelsen betegnet "anordningen".

Anordninger for automatisk mottak, avlesing og håndtering

av brukte drikkevarebeholdere, som beskrevet over, må være i stand til å gjenkjenne en rekke av beholdernes karakteristiske egenskaper. Dette er nødvendig for å kunne akseptere, sortere og viderebehandle beholderne samt å tilbakebetale den riktige panteverdi til den person som returnerer beholderne.

Anordningen må være innrettet til å gjenkjenne minst en av beholderens karakteristiske egenskaper som eksempelvis kan være: utseende, typisk ved form og farge, strekkode eller annen identifikator, vekt og/eller materialtype.

Fordi beholderne som skal identifiseres er rotasjonsymmet-riske om lengdeaksen, kan egenskaper som form, farge, vekt og materialtype enkelt identifiseres ved å iaktta beholderen fra en hvilken som helst side i forhold til beholderens lengdeakse. Identifikatorer slik som strekkode er oftest synlig fra bare en side av beholderen og krever derfor at beholderen roteres for sikker avlesing av identifikatoren.

Det er viktig at denne type anordninger har en hurtig mot-taks-, gjenkjennings- og prosesseringstakt, slik at brukeren kan levere beholderne i naturlig tempo og ikke må vente på at anordningen skal identifisere beholderen.

Anordninger for automatisk mottak, avlesing og håndtering av brukte drikkevarebeholdere, og som er i stand til å avlese egenskaper som beskrevet over, er kjent fra blant annet norsk patent NO-A-971888. Fra dette patent er det kjent å bruke to separate anordninger for avlesing av alle beholderens egenskaper. Den første anordningen transporterer beholderen forbi et bildebehandlingssystem hvor for eksempel beholderens form og farge kan avleses. I den samme anordning som bildebehandlingssystemet er plassert, kan det også anordnes vekt, metalldetektor og andre sensorer som ikke er avhengig av rotasjon av beholderen. Den andre anordningen består av en kom-binert transportør som gjør det mulig å transportere beholderen inn og ut av et leseområde definert av en strekkodeleser, og roterende ruller som gjør det mulig å avlese en strekkode som kun befinner seg på en av beholderens sider.

Andre patenter og publikasjoner slik som US-A-5.257.741, SE-C-508.326 og US 5,898,169 beskriver anordninger som kan gjenkjenne noen, men ikke alle, av de egenskaper som er beskrevet ovenfor.

Anordninger som beskrevet ovenfor er langsomme, teknisk komp-liserte, krever mye plass og er dårlig egnet til å gjenkjenne emballasje som er karakterisert ved en kombinasjon av flere eller alle de karakteristiske egenskaper som er beskrevet ovenfor. Kjent teknikk er avhengig av et stort antall aktuatorer og bevegelige deler, som igjen fører til en høy produksjons- og vedlikeholdskostnad.

I anordningen som er beskrevet i NO-A-971888 finnes det et stort antall aktuatorer, slik som motorer, for å aktivere me-kanismene i systemet. Antallet bevegelser som aktuatorene må utføre for å gjennomføre en gjenkjenningssekvens, er meget høyt. Dette medfører at gjenkjenningstakten blir begrenset av hvor hurtig aktuatorene kan gjennomføre sine sekvenser. Be-grensningene i gjenkjenningstakten fører til at brukere av anordningene må vente unødig lenge for å få levert og behand-let sine beholdere. Raskt og effektivt mottak og behandling av beholdere er noen av de viktigste egenskapene ved pante-automater.

Spesielt har samtidig avlesning av form og strekkode vært vanskelig å kombinere. Disse to egenskapene ansees ofte å være de mest fremtredende for å korrekt identifisere en beholder. Andre egenskaper slik som farge, vekt og materialtype ansees ofte som egenskaper som bekrefter eller avkrefter en gjenkjenning som er gjort ved hjelp av form og/eller strekkode .

Spesielt er kombinasjonen av å kunne gjenkjenne både engangsemballasje og ombruksemballasje i en og samme anordning vanskelig ved hjelp av kjent teknikk. Ved engangsemballasje er strekkoden hovedegenskapen som må avleses for godkjenning. Formen, som ofte ikke er eksakt kjent, må gjenkjennes for å verifisere godkjenningen. Ved ombruksemballasje er formen hovedegenskapen som må detekteres for godkjenning, mens strekkoden, som ikke alltid er tilstede, kan benyttes for å verifisere godkjenningen.

Kjent teknikk som beskrevet ovenfor, og som ikke benytter seg av et bildebehandlingssystem i tillegg til avlesing av strekkode, oppfører seg ofte som et blindt system som ikke kan "se" hva som skjer i anordningen. Anordningen vil dermed ikke kunne observere beholderens posisjon og retning eller kunne identifisere eventuelle feilsituasjoner. Uten et bildebehandlingssystem vil en anordning av denne art vanskelig kunne ko-ordinere beholderens transport og styring av andre sensorer slik som for eksempel strekkodeleser, vekt og materialdetektor. Mangel på et bildebehandlingssystem fører ofte til lav gjenkjenningstakt, fordi anordningens innmatingsåpning må fysisk sperres mellom gjenkjenning av hver enkelt beholder for å unngå at brukeren mater beholdere raskere enn det anordningen kan behandle. Som tidligere nevnt, er et raskt og effektivt mottak av og behandling av beholdere noen av de viktigste egenskapene ved gjenkjenningskammere.

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe en anordning som

raskt, enkelt og effektivt kan gjenkjenne en beholder som er rotasjonssymetrisk om lengdeaksen ved å avlese en eller flere av følgende egenskaper: utseende, strekkode, vekt og materialtype. Gjenkjenningen foretas av én integrert anordning der ovennevnte ulemper ved kjent utstyr i det vesentligste er av-hjulpet.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved de nedenfor beskrevne trekk. En transportør er noe skråstilt i forhold til horisontalplanet og i forhold til materetningen perpendikulær i horisontalplanet. Tyngdekraften sammen med båndets bevegelse trykker en beholder mot en med transportretningen parallell støtteanordning, og bevirker derved en simultan transport og rotasjon av beholderen. Vinkelen mellom transportøren og støtteanordningen er slik innrettet at beholderen roterer minst 360 grader innenfor et strekkodelesersystems leseområde.

Anordningens ene side er forsynt med en gjennomskinnelig lys-satt eller selvlysende plate som er innrettet til å danne bakgrunnsbelysning for beholderen.

Støtteanordningen, eksempelvis en plate eller arm som beholderen glir og roterer mot, angir beholderens transportretning uten å blokkere en vesentlig del av bakgrunnsbelysningen sett fra et bildebehandlingssystem. I fall støtteanordningen ut-gjøres av en plate, kan platen samtidig danne bakgrunnsbelysning slik som beskrevet ovenfor.

Bildebehandlingssystem benytter seg blant annet av differensiert gjenkjenning ved at et bakgrunnsbilde trekkes fra et forgrunnsbilde. Kameraet i bildebehandlingssystemet er plassert slik at systemets synsfelt flukter med transportørens overflate og bevirker derved at transportøren i all hovedsak ikke blokkerer for bakgrunnsbelysningen.

Anordningen er forsynt med et strekkodelesersystem eller en annen art av identifikator-avlesersystem. Slike system kan være en integrert del av bildebehandlingssystemet.

En styringsenhet bearbeider på elektrisk og/eller elektronisk måte de data og signaler som detektorene formidler, og bestemmer ut fra disse beholderens identitet. Styringsenheten benytter beholderens identitet til å bestemme beholderens videre transport og behandling. Dersom beholderen ikke kan identifiseres, reverseres transportøren og mater derved beholderen tilbake og ut av anordningen.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv gjenkjenningsanordningen innmontert i et såkalt gjenkjenningskammer hvor gjenkjenningskammeret er anordnet i et delvis avdekket ytterkammer som igjen kan være en del av en panteautomat;

Fig. 2 viser gjenkjenningskammeret sett forfra; og

Fig. 3 viser i delvis snitt gjenkjenningskammeret sett oven-fra.

På tegningene betegner henvisningstallet 10 et gjenkjenningskammer omfattende en kasselignende konstruksjon 12 med en innmatingsåpning 13, en ikke vist utløpsåpning i motstående side, en tilkomståpning 14 og en dreneringsåpning 15. Gjenkjenningskammerets øvre del 16 danner et avlukket rom hvor elektrisk og elektronisk utstyr kan monteres. På fig. 1 er rommet 16 vist uten lokk. Gjenkjenningskammeret 10 som i sin driftsposisjon er forskyvbart plassert i et ytterkammer 20, er forsynt med en transportør 30, en støtteanordning 40 for beholdere 41, en lysplate 50, et speil 56, et bildebehandlingssystem 60, en strekkodeleser 70 og dessuten nødven-dige kommunikasjonsinnretninger til et ikke vist styresystem slik som en skjerm 80, et tastatur 81 og en skriver 82.

Transportøren 30 omfatter en separat ramme 31, et belte 32 som er innspent mellom en drivrull 33 og en venderull 34 og som drives av en elektromotor 35 via en remtransmisjon 36. Transportøren 30 er noe skrånende i forhold til horisontalplanet eventuelt via en ikke vist vekt forbundet til den kasselignende konstruksjon 12. En ikke vist materialdetektor, eksempelvis en metalldetektor, kan anbringes i tilknytning til transportøren 30. Støtteanordningen 40 er på tegningene vist som en tunnel som dannes av en i hovedsak perpendikulær i forhold til transportøren 30 fremmateplate 42 som er innrettet til å styre beholderen 41 under fremmatning, og en i hovedsak parallell til fremmateplaten 42 tilbakemateplate 43 som er innrettet til å styre beholderen 41 under tilbakema-ting. En takdel 44 forbinder støtteplatene 42 og 43 med hver-andre. Støtteanordningen 40 er fast forbundet til transportø-rens 30 separate ramme 31, slik at friksjonkrefter mellom beholderen 41, støtteplatene 42,43 og beltet 32 ikke påvirker en eventuell veieanordning. Støtteanordningen 40 er anbrakt i en bestemt mindre vinkel i forhold til transportbeltets 32 bevegelsesretning, se fig. 3. Dette resulterer i at beholderen, når transportøren 30 er i drift, samtidig mates fremover og roterer omkring sin egen lengdeakse. Støtteanordningen 40 som er utført i gjennomsiktlig materiale, er i denne fore-trukne utførelsesform utformet som en tunnel for å oppnå en god stivhet og samtidig beskytte gjenkjenningskammerets 10 innvendige komponenter mot utilsiktet kontakt fra for eksempel skjevmatede beholdere 41.

Den gjennomskinnelige lyssatte eventuelt selvlysende lysplate 50 er anbrakt ved gjenkjenningskammerets 10 ene side og innrettet til å danne bakgrunnsbelysning for beholderen 41. Et speil 56 er anbrakt i gjenkjenningskammerets 10 motstående innvendige side.

Platene 42 og 43 er som nevnt ovenfor slik utformet at de ikke i nevneverdig grad forstyrrer lyset fra lysplaten 50 i forhold til bildebehandlingssystemet 60. Bildebehandlingssystemet 60, som omfatter et kamera og tilhørende bildeanalyse-elektronikk, er innrettet til sammen med bakgrunnslyset fra lysplaten 50 og speilet 56 å bestemme beholderens 41 optiske egenskaper, eksempelvis profil og farge. Bildebehandlingssystemet 60, som blant annet benytter et differensiert bilde, kan benyttes sammen med i og for seg kjent bildebehandlings-teknologi for å bestemme dimensjoner, areal, sentrum for tyngdepunktet og andre egenskaper på gjenkjennbare deler av beholderen. Strekkodelesersystemet 70 er plassert slik at det "ser" ned mot transportøren 30. Strekkodelesersystemet 70 er innrettet til å lese en eventuell strekkode som enkelt kan identifisere emballasjens art.

Gjenkjenningskammeret 10 kan ved behov forsynes med andre detektorer enn de ovennevnte. Informasjon fra detektorene og bildebehandlingssystemet 60 ledes samlet eller hver for seg til en sentral ikke vist styringsenhet hvor beholderens 41 behandlingsbehov, panteverdi og lignende bestemmes.

Gjenkjenningskammeret 10 er særlig anvendelig som en del av en returautomat hvor brukere kan returnere brukte drikkevarebeholdere mot retur av innbetalt pant. Brukere kan mate inn beholdere gjennom innmatingsåpningen 13 ved å legge beholderne på transportøren 30. Godkjente beholdere vil transporteres nedstrøms gjennom den ikke viste utmatingsåpning til videre sortering, behandling og lagring. Underkjente beholdere kan returneres gjennom inrimatingsåpningen 13. Brukere kan få skrevet ut kvittering på skriveren 82 for godkjente beholdere ved å trykke på en ikke vist betjeningsbryter. Informasjon til brukeren kan kommuniseres på skjermen 80. Slik informa-sjonen kan omhandle antall beholdere, panteverdi og veiled-ning om bruk av returautomaten. En ikke vist akustisk signal-giver kan anvendes for å tiltrekke brukerens oppmerksomhet. Andre betjeningsorganer eksempelvis kortleser eller myntdis-penser kan monteres etter behov. Sakkyndig personell kan kon-figurere retur-automaten og utføre vedlikehold ved hjelp av tastaturet 81, skjermen 80 og skriveren 82.

Bildebehandlingssystemets 60 kamera "ser" mot bakgrunnsbelysningen fra lysplaten 50 via speilet 56, slik at avstanden til beholderen 41 blir lengst mulig. Dermed unngås unødig for-vrengning av bildet gjennom vidvinkellinse i bildebehandlingssystemets 60 kamera. Speilet 56 er plassert slik at bildebehandlingssystemets 60 synsvinkel flukter med vinkelen p, se fig. 2, på transportøren 30, dette for å unngå at transportørens 30 overflate blir synlig i kamerabildet. Platene 42 og 43 er gjennomsiktige slik at de ikke i nevneverdig grad forstyrrer bildebehandlingssystemets 60 kameraopptak av bakgrunnsbelysningen fra lysplaten 50 og en eventuell beholder 41. Et strekkodelesersystem 70 av i og for seg kjent art er plassert over transportøren 30, slik at man oppnår uforstyr-ret avlesning av beholdere 41 som passerer langs platene 42, 43.

Transportørens 30 vinkel a i forhold til platene 42, 43, se fig. 3, bevirker at beholderen 41 transporteres i en skruelinjebevegelse ved at beholderen 41 presses mot platen 42 når transportøren 30 kjøres i innmatningsretning. Vinkelen a er bestemt av forholdet mellom den største omkrets på en beholder 41 og lengden på leseområdet for strekkodeleseren 70, slik at beholderen 41 roteres minst 360 grader innenfor strekkodeleserens 70 avlesningsområde. Dette gir at:

der r er lik radien på beholderen, li er lengden på leseområdet for strekkodelesersystemet 70 og I2 er lengden på en strekkode som står perpendikulært på beholderens rotasjonsak-se (det vil si at symbolstrekene er parallelle med overflate-generatrisene for beholderen, såkalt "gjerde" plassering av strekkoden). Vinkelen a gir at en beholder vil transporteres inn i gjenkjenningskammeret 10 med hastigheten vi = V2 x sin( a ) der v2 er hastigheten på transportøren 30.

Et eventuelt vektsystem kan benyttes for å verifisere at beholderens 41 vekt er innenfor fastlagte rammer, og at beholderen 41 ikke inneholder uønskede væskemengder. En eventuell metalldetektor kan benyttes for å fastslå beholderens materialtype for eksempel stål eller aluminium.

Under beholderens 41 fremføring gjennom gjenkjenningskammeret 10 samles informasjon om beholderen 41 av sensorene og over-føres i sann tid i gjenkjenningskammerets 10 styringsenhet.

Beholderen 41 vil endre lysintensiteten sett av kameraet der hvor beholderen 41 blokkerer for lyset. Dersom beholderen 41 er av gjennomsiktig materiale, for eksempel klart glass eller plast, kan lysintensiteten både økes og minskes på grunn av beholderen 41. Derfor benytter bildebehandlingssystemets 60 kamera seg av absolutte endringer i lysintensitet. Det er spesielt å merke seg hvordan beholderen 41 roteres 360 grader innenfor avlesningsområdet til f.eks. en omni-directional strekkodeleser 70 eller et sett med strekkodelesere som til sammen gir tilsvarende funksjonalitet. Dermed er det ikke behov for å flytte strekkodelesersystemets 70 avlesningsfelt med for eksempel et speil for avlesning av beholderens 41 strekkode. Rotasjon av beholderen 41 foretas uten å stoppe beholderen og uten at dette forstyrrer bildebehandlingssystemet 60. Beholderen 41 kan deretter videretransporteres gjennom gjenkjenningskammeret 10, slik at den kommer ut på kamme-rets 10 bakside gjennom den ikke viste utmatingsåpning. Dersom beholderen 41 ikke godkjennes, kan den returneres gjennom innmatingsåpningen 13 ved reversering av transportøren 30.

Alternativt kan platen 42 utformes som en arm eller annen konstruksjon som leder beholderen 41 gjennom gjenkjenningskammeret 10.

Platen 42 kan alternativt være en integrert del av lysplaten 50.

Strekkodelesersystemet 70 kan også være en avleser for andre identifikatorer slik som to-dimensjonale mønstre, tekst eller merker.

Claims (7)

1. Anordning ved utstyr for automatisk mottak, avlesing og håndtering av beholdere (41) som hovedsakelig er rotasjonssymmetriske om lengdeaksen, f.eks. flasker eller bokser av hvilken som helst egnet materialtype, hvor utstyret er slik innrettet at beholderne transporteres og/eller roteres liggende gjennom et gjenkjenningskammer (10) ved hjelp av en transportør (30), og hvor gjenkjenningskammeret er forsynt med en strekkodeleser (70) som er innrettet til å avlese informasjon om beholderens (41) egenskaper, idet den avleste informasjon overføres til en styringsenhet som bestemmer beholderens (41) nedstrøms transportbane og videre behandling, karakterisert ved at transportøren (30) er slik innrettet at beholderen (41) presses på skrå i forhold til transportørens (30) dreie-retning mot en støtteanordning (40) hvorved beholderen (41) simultant transporteres langs og roteres omkring sin egen lengdeakse i en skruelinjebevegelse, og hvor anordningen er forsynt med et bildebehandlingssystem (60) omfattende et kamera som samvirkende med bakgrunnslys fra en lysplate (50) er innrettet til å gjenkjenne beholderens (41) utseende.

2. Anordning i henhold krav 1, karakterisert ved at støtteanordningen (40) utgjøres av en plate som er gjennomskinnelig.

3. Anordning i henhold krav 1, karakterisert ved at støtteanordningen (40) inngår som en del av en lysplate (50) som er innrettet til å danne bakgrunnsbelysning.

4. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at støtteanord-ningen (40) utgjøres av et stangformet legeme som ikke i nevneverdig grad blokkerer lys fra en bakgrunnsbelysning.

5. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at strekkodeleseren (70) utgjøres av en identifikatoravleser som er innrettet til å avlese mønstre, merker eller tekst.

6. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at transportøren (30) er utformet med minst ett transportbånd, -rull, -belte eller -rem.

7. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at gjenkjenningskammeret (10) er tilordnet et antall detektorer, så som metalldetektor, vektsystem og lignende som er innrettet til å detektere nødvendig data i den hensikt å bestemme beholderens (41) egenskaper.