CN216174397U - 一种回收塑料瓶分拣装置、分拣系统 - Google Patents

Abstract

一种回收塑料瓶分拣装置、分拣系统，属于塑料瓶回收处理技术领域。装置包括分拣机架、设于分拣机架上的分拣输送线、设置在分拣输送线侧边且位于分拣输送线下方的若干个分拣框、设于分拣机架上的若干个喷气机构、设于分拣机架上的若干个收集导向结构；每个喷气机构对应一个分拣框设置；每个收集导向结构设于对应分拣框的上方；收集导向结构具有面朝喷气机构吹气口的横向进口、面朝分拣框的纵向出口；分拣输送线包括由轨道内凹成U或V型结构的输送带和输送带驱动机构。系统包括上述分拣装置以及设于分拣装置前端的检测装置。本实用新型能自动化分拣各类回收塑料瓶，并能代替人工操作实现塑料瓶检测、分拣一体化智能作业，回收处理自动化效率高。

Description

一种回收塑料瓶分拣装置、分拣系统

技术领域

本实用新型涉及塑料瓶回收处理技术领域，尤其涉及一种回收塑料瓶分拣装置、分拣系统。

背景技术

原有传统的塑料瓶再生回收行业，由于历史、市场、现场管理、原料本身特点和技术原因，大多出于降低成本的思路设计，从业人员及企业，大都为个人、个体工商户及小微企业，大都采用地磅对来料进行简单的物理称重，并依靠人工经验对塑料瓶回收进行简单的材质分类、颜色分类核算，以及利用简单的机械传送、压缩设备，进行分类压缩打包作业。

实用新型专利CN201521008304.9公开了一种全自动废旧塑料瓶分拣装置，具体公开了该装置包括设置有若干分拣通道的分拣平台以及沿废旧塑料瓶传输方向依次设置的传动机构、摊平机构、分流机构、识别机构、分拣机构；传送机构将回收的废旧塑料送至摊平机构；摊平机构将堆叠的塑料瓶摊平；分流机构将摊平机构传送过来的塑料瓶分流至各分拣通道；识别机构根据采集的废旧塑料瓶图像进行分类，并将分类结果发送到分拣机构；分拣机构包括分拣控制单元和分拣阀门；分拣阀门设置在分拣通道上；分拣控制单元根据识别机构发送过来的分类结果控制各通道对应的分拣阀门。该专利是对压缩后的塑料瓶进行分拣，则需要对塑料瓶进行摊平处理，并且避免摊平的塑料瓶堆叠后影响分拣，还需要分流，则整体分拣装置的机械结构和分拣流程都相对复杂。虽然该装置的分拣是基于图像识别实现，但经摊平处理后的塑料瓶无法根据是否含异物、品牌、类型、材质种类等方面进行精细化分拣，因为摊平后的塑料瓶已被破坏，无法进行全面识别。

发明专利申请CN202010367940.X公开了一种城市垃圾塑料废弃物分类回收设备及方法，并具体公开了设备包括压扁塑料瓶筛分机构、完整塑料瓶筛分机构、定位分切机构、清洗分类机构，所述压扁塑料瓶筛分机构包括第一机架，所述第一机架顶端设置有振动导向架，所述振动导向架包括两前后对称分布的侧板，所述侧板上设置有第一振动机构，所述振动导向架顶端通过螺栓固定安装有进料斗，所述振动导向架下方放置有压扁塑料瓶收集箱，所述压扁塑料瓶收集箱的一端侧壁上安装有把手。该实用新型是对完整和不完整塑料瓶进行筛选，并对完整塑料瓶进行不同部位的分类。该实用新型无法对有异物、不同品牌、不同材质、不同老化程度、不同种类的塑料瓶进行精细化检测分类，继而也无法基于检测分类实现自动化分拣，智能化分拣水平低效。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提出了一种回收塑料瓶分拣装置、分拣系统，结构简单，能对塑料瓶原瓶进行机械化检测、分拣，实现高效检测、分拣一体化作业。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：

一种回收塑料瓶分拣装置，包括分拣机架、设于分拣机架上的分拣输送线、设置在分拣输送线侧边且位于分拣输送线下方的若干个分拣框、设于分拣机架上的若干个喷气机构、设于分拣机架上的若干个收集导向结构；每个喷气机构对应一个分拣框设置；每个收集导向结构设于对应分拣框的上方；所述收集导向结构具有面朝喷气机构吹气口的横向进口、面朝分拣框的纵向出口；所述分拣输送线包括由轨道内凹成U或V型结构的输送带和输送带驱动机构。

该分拣装置针对塑料瓶原瓶进行分拣。由于回收的塑料瓶原瓶基本不含承载物，则塑料瓶整体重量较轻，能利用喷气方式进行快速排出至对应分拣框。由于吹气过程中，当气流不稳定或者吹气功率过大时，会将塑料瓶吹出分拣输送线，则通过收集导向结构进行导向，横向吹入收集导向结构，继而从纵向落入分拣输送线下方的分拣框。收集导向结构除了导向外，并限制了塑料瓶吹落的最远距离和防止吹歪的距离，能有效无差错分拣至分拣框内。另外，由于塑料瓶一般为圆瓶，易翻滚，在传输过程中易偏离传输轨迹。为此，分拣输送线采用U型或V型结构的输送带，能确保塑料瓶定位在分拣输送线中部，既确保其不偏离传输轨迹，避免掉落在分拣框间隙间或者掉落在分拣输送线外。

作为优选，所述轨道两端部为平直段；所述轨道自两端部向下并向轨道中部弯折，形成U型或V型结构；所述轨道中部贴合所述输送带驱动机构；所述输送带驱动机构为平面驱动机构。

作为优选，所述喷气机构包括喷气嘴和压力控制阀。

一种回收塑料瓶分拣系统，包括回收塑料瓶检测装置、以及上述回收塑料瓶分拣装置；所述回收塑料瓶检测装置包括设置于分拣机架前端的检测机架、设于检测机架上的检测输送线、以及控制器；所述检测输送线上依次设置异物检测机构、老化检测机构、可见光识别机构、材质识别机构；所述异物检测机构包括设于检测输送线底部前端的红外光源、设于检测输送线上方的红外相机；所述老化检测机构包括设于检测输送线上方的紫外相机、设于检测输送线上方且在紫外相机下方的紫外灯；所述可见光识别机构包括设于检测输送线上方的可见光相机、设于检测输送线上方且在可见光相机下方的照明光源；所述材质识别机构包括设于检测输送线上方的高光谱相机、设于检测输送线上方且在高光谱相机下方的全谱段光源；所述控制器分别连接红外相机、紫外相机、可见光相机、高光谱相机、喷气机构，所述控制器根据采集图像控制喷气机构启动，以将塑料瓶分拣到对应分拣框内。

该系统能对塑料瓶原瓶进行一体化检测、分拣作业，结构简单，自动化分拣效率高，解决了人工经验检测和手工分拣的低效问题。该系统利用上述输送线上的布置架构外，还利用控制器与前端检测装置和后端喷气机构建立通信连接，使得整个分拣系统控制化水平高，避免检测、分拣断层作业。其中，控制器中对于前端检测装置的检测结果如何控制喷气机构启动，基于现有红外、紫外、图像识别技术获得检测结果，并根据预存在控制器内开启喷气机构的编号，控制对应喷气机构工作，使得相关塑料瓶被分拣至对应分拣框内。

作为优选，所述检测输送线包括平面输送带或V型输送带、输送带驱动机构。

作为优选，所述检测输送线包括V型输送带、输送带驱动机构；所述V型输送带由两段轨道倾斜拼接成V型结构，两段轨道拼接处具有间隙；所述输送带驱动机构有两个，分别驱动一段轨道。

作为优选，所述检测输送线包括第一输送带、第二输送带、第一输送带驱动机构、第二输送带驱动机构，所述第一输送带与所述第二输送带之间间隙排布，所述异物检测机构、所述老化检测机构、所述可见光识别机构、所述材质识别机构设于所述第二输送带上；所述第一输送带驱动机构驱动第一输送带的传输速度，大于所述第二输送带驱动机构驱动第二输送带的传输速度。

作为优选，所述检测输送线上还设有信息识别机构，所述信息识别机构包括设于检测输送线上的若干一维码扫描器，所述一维码扫描器与所述控制器连接，所述控制器根据一维码扫描信息控制喷气机构启动，以将塑料瓶分拣到对应分拣框内。

作为优选，所述信息识别机构还包括设于检测输送线前端的环形机构；若干个一维码扫描器沿所述环形机构的圆周面均匀布置。

作为优选，所述塑料瓶为未经压扁或压缩的原瓶。

本实用新型具有以下有益效果：

一种回收塑料瓶分拣装置、分拣系统，用于塑料瓶原瓶分拣，结构简单，能自动化分拣各类回收塑料瓶，并能代替人工操作实现塑料瓶检测、分拣一体化智能作业，回收处理自动化效率高。

附图说明

图1为本实用新型一种回收塑料瓶分拣装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种回收塑料瓶分拣装置的侧剖图；

图3为本实用新型一种回收塑料瓶分拣系统的侧视图；

图4为图3中回收塑料瓶检测装置的立体结构图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1，本实用新型一种回收塑料瓶分拣装置1包括分拣机架10、设于分拣机架10上的分拣输送线11、设置在分拣输送线11侧边且位于分拣输送线11下方的若干个分拣框12、设于分拣机架10上的若干个喷气机构14、设于分拣机架上的若干个收集导向结构13。每个喷气机构对应一个分拣框10设置。每个收集导向结构13设于对应分拣框12的上方。所述收集导向结构13具有面朝喷气机构吹气口的横向进口、面朝分拣框的纵向出口。图中可见，该收集导向结构13为一个具有横向进口、纵向出口的空心箱体结构，可通过焊接、螺钉固定方式固定在分拣机架上。所述收集导向结构尺寸小于分拣框尺寸，优选设于分拣框中部上方位置。所述喷气机构包括喷气嘴41和压力控制阀42。压力控制阀42控制喷气嘴喷气强度，所述喷气嘴正对分拣框横向进口喷射气体，以将分拣输送线上的塑料瓶吹入对应分拣框上方的收集导向结构，继而落入分拣框。若干个分拣框可分布在分拣输送线的任意一侧，或者两侧，可依序在一侧布置，也可交错布置。

为了将塑料瓶定位在分拣输送线中间，所述分拣输送线采用由轨道内凹成U或V型结构的输送带。所述分拣输送线还包括驱动输送带运行的输送带驱动机构112。如图2，所述轨道两端部为平直段，所述轨道111自两端部向下并向轨道中部弯折，形成U型或V型结构。所述轨道中部贴合所述输送带驱动机构12。所述输送带驱动机构为平面驱动机构。

如图3，本实用新型一种回收塑料瓶分拣系统，包括回收塑料瓶检测装置2、以及上述回收塑料瓶分拣装置1。所述回收塑料瓶检测装置2包括设置于分拣机架10前端的检测机架20、设于检测机架20上的检测输送线21、以及控制器。所述检测输送线21上依次设置异物检测机构、老化检测机构、可见光识别机构、材质识别机构。所述异物检测机构包括设于检测输送线底部前端的红外光源、设于检测输送线上方的红外相机。所述老化检测机构包括设于检测输送线上方的紫外相机、设于检测输送线上方且在紫外相机下方的紫外灯。所述可见光识别机构包括设于检测输送线上方的可见光相机、设于检测输送线上方且在可见光相机下方的照明光源，如LED高亮光源。所述材质识别机构包括设于检测输送线上方的高光谱相机、设于检测输送线上方且在高光谱相机下方的全谱段光源。所述控制器分别连接红外相机、紫外相机、可见光识别相机、高光谱相机、喷气机构，所述控制器根据采集图像控制喷气机构启动，以将塑料瓶分拣到对应分拣框内。本案对塑料瓶原瓶进行识别，原瓶主要指原形态和变形塑料瓶（未经压扁或压缩工序）。在此系统下，能对异物、不同品牌、不同材质、不同老化程度、不同种类的塑料瓶进行精细化检测识别、分类分拣。

所述检测输送线21包括平面输送带或V型输送带、输送带驱动机构。为了能有效识别塑料瓶上的图像，输送带采用V型输送带。如图4，所述V型输送带211由两段轨道倾斜拼接成V型结构，两段轨道拼接处具有间隙。所述输送带驱动机构有两个，分别驱动一段轨道。这样， V型输送带能将塑料瓶定位在输送带中间，不会受其他外力影响。继而，相机采集的图像更准确、清晰，便于识别。

在一实施方式下，所述检测输送线包括一个输送带，即一个输送带上完成上述识别过程。输送带前端为塑料瓶送入口，可通过人工送入或通过其他机构送入。在另一实施方式下，所述检测输送线包括第一输送带、第二输送带、第一输送带驱动机构、第二输送带驱动机构，所述第一输送带与所述第二输送带之间间隙排布，所述异物检测机构、所述老化检测机构、所述可见光识别机构、所述材质识别机构设于所述第二输送带上。所述第一输送带长度较短，主要用于加速，避免塑料瓶连续传输，塑料瓶间间距可在10cm左右，使得送入第二输送带的塑料瓶能依次被相机拍摄，即一张图像中包含一个完整塑料瓶，能准确识别。所述第二输送带较所述第一输送带长，这样能依次进行各种识别。基于上述原因，所述第一输送带驱动机构驱动第一输送带的传输速度，大于所述第二输送带驱动机构驱动第二输送带的传输速度。

所述红外相机将采集的塑料瓶的红外透射图像发送给所述控制器，所述控制器根据红外透射图像分析塑料瓶是否存在异物，当有异物时，则执行含异物塑料瓶排出操作，通过控制用于分拣含异物塑料瓶处的喷气机构启动实现。所述控制器利用现有红外透射图像分析算法来判断异物是否存在，例如将实时采集的红外透射图像与预存的正常塑料瓶红外透射图像进行比对，若存在多余物体，则认为该塑料瓶含有异物。

所述紫外相机将采集的塑料瓶的紫外荧光图像发送给所述控制器，所述控制器根据紫外荧光图像分析塑料瓶的老化程度，当有老化塑料瓶时，则执行老化塑料瓶排出操作，通过控制用于分拣老化塑料瓶处的喷气机构启动实现。老化塑料瓶在紫外灯照射下会发出荧光，不同老化程度的塑料瓶瓶身会有不同程度的荧光反应。所述控制器利用现有图像识别方法和老化评判标准，对塑料瓶的老化程度进行判断。利用大数据训练出不同老化程度的模型，通过将实时采集图像输入模型的方式，输出老化等级。

所述可见光识别相机可获得塑料瓶的外观信息，继而由控制器控制对应分拣处的喷气机构启动，以实现分类分拣。所述控制器先利用大数据建立样本库，即获得包括碳酸饮料、矿泉水、纯净水、茶、果汁饮料以及奶制品、食用油等多种类型塑料瓶的数据，继而建立不同品牌、型号对应的可见光图像的样本库。所述控制器在样本库内查询比对，即可获得塑料瓶的品牌、型号。

所述高光谱相机根据光谱图像检测塑料瓶的材质种类，继而由控制器控制对应分拣处的喷气机构启动，以实现基于材质种类的分拣。所述控制器可由计算机实现。所述控制器利用现有光谱图像分析技术，识别出塑料瓶的材质种类。例如，在同一塑料瓶上的相同材质区域选取多个特征点，并将每个特征点对应的光谱图像和材质种类一一对应存储为数据子集，多个特征点的数据子集构成一个塑料瓶的数据集；基于上述数据集训练形成光谱识别数学模型。例如，一个塑料瓶包括瓶盖、盖圈、标签、瓶身等，则一个塑料瓶的数据集包含瓶盖、盖圈、标签、瓶身等多个不同材质区域的数据子集，每个数据子集中存储多个特征点对应的光谱图像和材质种类。基于上述样本构建模型，将实时采集的光谱图像输入到该光谱识别数学模型内，输出该塑料瓶的材质种类。

所述检测输送线上还设有信息识别机构，所述信息识别机构包括设于检测输送线上的若干一维码扫描装置，所述一维码扫描装置与所述控制器连接。所述控制器用于根据一维码信息，控制对应分拣框处的喷气机构工作。所述控制器用于将读取到的一维码信息与预存在一维码数据库进行比对，识别出塑料瓶信息。其中，一维码数据库预先存储。一维码数据库构建过程如下：先采集市面上各种塑料瓶上的一维码信息，如条形码信息，以及其对应种类、厂家等信息，并将上述信息存储在一维码数据库内。具体识别过程如下：一维码扫描装置，如一维码识别相机，采集塑料瓶的瓶身图像，并将图像发送给控制器。控制器利用现有图像识别技术对条形码区域进行精确定位，并对条形码图像的脏污、变形、遮挡、反光等防干扰处理。之后送入深度神经网络进行识别。通过将条形码识别结果和预存的一维码数据库进行比对，确认当前瓶子的种类，规格，厂商等信息。如图4，所述信息识别机构还包括设于检测输送线21前端的环形机构22。若干个一维码扫描器沿所述环形机构的圆周面均匀布置。由于不确定塑料瓶哪个面对准相机，且条形码设置位置各不相同。在采用环形机构后，能覆盖360度扫描范围，确保能识别到一维码信息。

本实用新型系统还包括设于分拣框处的称重装置。所述控制器根据称重量和单价计算计量出回收价格（该计量算法为现有通用算法）。这样，可根据分类后的塑料瓶进行智能化计量，便于回收结算，解决了现场财务核算问题。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种回收塑料瓶分拣装置，其特征在于，包括分拣机架、设于分拣机架上的分拣输送线、设置在分拣输送线侧边且位于分拣输送线下方的若干个分拣框、设于分拣机架上的若干个喷气机构、设于分拣机架上的若干个收集导向结构；每个喷气机构对应一个分拣框设置；每个收集导向结构设于对应分拣框的上方；所述收集导向结构具有面朝喷气机构吹气口的横向进口、面朝分拣框的纵向出口；所述分拣输送线包括由轨道内凹成U或V型结构的输送带和输送带驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种回收塑料瓶分拣装置，其特征在于，所述轨道两端部为平直段；所述轨道自两端部向下并向轨道中部弯折，形成U型或V型结构；所述轨道中部贴合所述输送带驱动机构；所述输送带驱动机构为平面驱动机构。

3.根据权利要求1所述的一种回收塑料瓶分拣装置，其特征在于，所述喷气机构包括喷气嘴和压力控制阀。

4.一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，包括回收塑料瓶检测装置、以及如权利要求1所述的回收塑料瓶分拣装置；所述回收塑料瓶检测装置包括设置于分拣机架前端的检测机架、设于检测机架上的检测输送线、以及控制器；所述检测输送线上依次设置异物检测机构、老化检测机构、可见光识别机构、材质识别机构；所述异物检测机构包括设于检测输送线底部前端的红外光源、设于检测输送线上方的红外相机；所述老化检测机构包括设于检测输送线上方的紫外相机、设于检测输送线上方且在紫外相机下方的紫外灯；所述可见光识别机构包括设于检测输送线上方的可见光相机、设于检测输送线上方且在可见光相机下方的照明光源；所述材质识别机构包括设于检测输送线上方的高光谱相机、设于检测输送线上方且在高光谱相机下方的全谱段光源；所述控制器分别连接红外相机、紫外相机、可见光相机、高光谱相机、喷气机构，所述控制器根据采集图像控制喷气机构启动，以将塑料瓶分拣到对应分拣框内。

5.根据权利要求4所述的一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，所述检测输送线包括平面输送带或V型输送带、输送带驱动机构。

6.根据权利要求4所述的一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，所述检测输送线包括V型输送带、输送带驱动机构；所述V型输送带由两段轨道倾斜拼接成V型结构，两段轨道拼接处具有间隙；所述输送带驱动机构有两个，分别驱动一段轨道。

7.根据权利要求4所述的一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，所述检测输送线包括第一输送带、第二输送带、第一输送带驱动机构、第二输送带驱动机构，所述第一输送带与所述第二输送带之间间隙排布，所述异物检测机构、所述老化检测机构、所述可见光识别机构、所述材质识别机构设于所述第二输送带上；所述第一输送带驱动机构驱动第一输送带的传输速度，大于所述第二输送带驱动机构驱动第二输送带的传输速度。

8.根据权利要求4所述的一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，所述检测输送线上还设有信息识别机构，所述信息识别机构包括设于检测输送线上的若干一维码扫描器，所述一维码扫描器与所述控制器连接，所述控制器根据一维码扫描信息控制喷气机构启动，以将塑料瓶分拣到对应分拣框内。

9.根据权利要求8所述的一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，所述信息识别机构还包括设于检测输送线前端的环形机构；若干个一维码扫描器沿所述环形机构的圆周面均匀布置。

10.根据权利要求4所述的一种回收塑料瓶分拣系统，其特征在于，所述塑料瓶为未经压扁或压缩的原瓶。

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