一种垃圾分拣工作站及其分拣方法

摘要

本发明公开了一种垃圾分拣工作站及其分拣方法，属于垃圾分类领域。包括：第一传输带，固定安装在所述第一传输带上的X射线检测器，设置在所述第一传输带一侧并靠近所述X射线检测器下游的机器人，设置在所述第一传输带下方且位于X射线检测仪下游的粉碎机，设置在所述粉碎机出料口的第二传输带，设置在所述第二传输带上且位于粉碎机下游的分离组件，以及与分离组件连接的多条传输带。本发明通过X射线检测器和机器人配合，自动识别和分离废弃电池或其它重污染性废弃物；通过风选装置和磁分离装置将不同的垃圾按照密度和磁性等物理性质进行分离；实现垃圾颗粒自动分类、分拣，提高垃圾的回收利用率。

说明书

技术领域

本发明属于垃圾分类领域，尤其是一种垃圾分拣工作站及其分拣方法。

背景技术

垃圾分类，指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放和分类搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用。

就目前而言，我国的垃圾大量人采用综合收集，导致分离和回收困难，虽然垃圾分类回收的概念早已进入人们的视野，而且各类分类垃圾桶也已经在人们生活中得到了普及，但由于许多人不知如何进行分类投放，不知道什么是可回收的垃圾；而且部分垃圾车又把分类好的垃圾重新装车，以及其它各种原因，导致垃圾分类的质量很低。因此，如何实现垃圾分类、分离，提高垃圾资源利用率，减少垃圾处置量，改善生存环境质量，是当前社会所共同关注的一个迫切问题。

发明内容

发明目的：提供一种垃圾分拣工作站及其分拣方法，以实现垃圾袋自动分类、分拣，提高垃圾的回收利用率。

技术方案：一种垃圾分拣工作站，包括：第一传输带，固定安装在所述第一传输带上的X射线检测器，设置在所述第一传输带一侧并靠近所述X射线检测器下游的机器人，设置在所述第一传输带下方且位于X射线检测仪下游的粉碎机，设置在所述粉碎机出料口的第二传输带，设置在所述第二传输带上且位于粉碎机下游的分离组件，以及与分离组件连接的多条传输带。

在进一步的实施例中，所述X射线检测仪包括：至少两个不同方向上的X射线成像模块，与所述X射线成像模块连接的自动识图模块，以及与所述自动识图模块连接的显示模块和存储模块。

在进一步的实施例中，所述机器人包括：底座，设置在所述底座上的控制模块，固定在所述底座上且与所述控制模块相连接的多级机械臂，与所述多级机械臂的末端相连接的机械抓手，以及设置所述机械抓手底部的真空吸盘；其中，所述机械臂单元包括：设置在所述底座上或上一级机械臂单元末端的回转气缸，安装在所述回转气缸输出轴上的连接关节，以及与连接关节连接的臂体。

在进一步的实施例中，所述粉碎机包括：通过支架焊接在所述第一传输带下方的基板，设置在所述基板下方的第一电机，固定安装在所述基板上与所述第一电机通过皮带连接减速机和粉碎箱，设置在所述粉碎箱上且与所述减速机输出轴连接的第一粉碎辊筒，安装在所述第一粉碎辊筒一端的第一齿轮，与第一齿轮相互啮合的第二齿轮，以及与所述第二齿轮连接的第二粉碎辊筒；其中，所述第一粉碎辊筒和第二粉碎辊筒和粉碎箱上均设置多组刀齿，且所述刀齿之间相互啮合；在粉碎箱下方为第二传输带。

在进一步的实施例中，所述分离组件包括：多组风选装置和磁分离装置，交叉分级进行安装；即，在通过风选装置或磁分离装置进行分离后的传输带上安装有进一步分离用的风选装置。

在进一步的实施例中，所述风选装置包括：机架，设置在所述机架上的多个空气压缩泵，设置在所述空气压缩泵一侧且与所述第二传输带连接的进料口，与所述进料口连通的分离腔，设置在所述分离腔上进料口的下方并与所述空气压缩机相连通的吹风口，垂直于所述工作台面上且与所述分离腔相连通的第一出料口，设置在所述第一出料口底部的第三传输带，设置在所述分离腔上且与所述吹风口的中轴线的延长线相重合的第二出料口，与所述第二出料口连通扬场腔，设置在所述扬场腔上方的出风口，以及设置在所述扬场腔底部的第四传输带。

在进一步的实施例中，所述磁分离装置包括：框架，通过轴承安装固定在所述框架两端的主辊筒和从辊筒，与所述主辊筒连接的第二电机，套装在所述主辊筒和从辊筒之间的且与第三传输带连接分离用传输带，设置于所述分离用传输带内部的衔铁板，与所述衔铁板连接的多组电磁铁，设置在所述框架一侧的多个升降气缸，设置在气缸底部且与支撑平面铰接的气缸座，以及设置在所述框架远离气缸一侧且与第三传输带运动方向相同的两个销轴；其中，在所述分离用传输带的底部、远离升降气缸的一侧设置有第六传输带，与所述分离用传输带的平齐的尾端连接有第五传输带。

一种垃圾分拣工作站的分拣方法如下：

A1、将垃圾沥水、干燥后，批量连续的放入第一传输带中；

A2、通过X射线检测仪进行扫描、识图和定位，鉴别废弃电池或其它重污染性废弃物的种类、数量和在传输带上的具体坐标；

A3、如果不存在废弃电池或其它重污染性废弃物，通过第一传输带继续传输；如果存在废弃电池或其它重污染性废弃物，延时暂停第一传输带，将废弃电池或其它重污染性废弃物传输至机器人工作范围，并将相关信息发送至机器人控制模块；

A4、通过机器人将废弃电池或其它重污染性废弃物取出放置至指定的收集区域后，第一传输带重新运转；

A5、将垃圾运输至粉碎机，进行粉碎；

A6、垃圾颗粒通过第二传输带传输至风选装置对不同材质的垃圾进行分离，然后密度较小或蓬松较大的轻质垃圾颗粒进入过第四传输带，进行下一步分类分离；密度较大的重质垃圾颗粒进入第三传输带；

A7、第三传输带上的垃圾颗粒，通过磁分离装置进行分离，将磁性物质和非磁性物质进行分离，其中磁性物质进入第五传输带，非磁性物质进入第六传输带；

A8、其中，第四传输带和第六传输带上的垃圾颗粒，继续通过风选装置，重复步骤A6，实现预定的分离目标。

在进一步的实施例中，所述X射线检测仪的识图方法为：

B1、X射线成像模块成像，包括至少两个方向上的视图图像，并向自动识图模块输入X射线图像；

B2、自动识图模块对废弃电池或其它重污染性废弃物识别；

B3、通过形状判断是否存在废弃电池或其它重污染性废弃物，如果不存在，通过第一传输带传输至粉碎机直接进行粉碎；

B4、如果存在废弃电池或其它重污染性废弃物，与数据库内的图片对比相似度，判断是否大于设定的阈值，如果小于阈值，则通过第一传输带继续传输至粉碎机直接进行粉碎；

B5、如果大于阈值，延时暂停传输带，将废弃电池或其它重污染性废弃物的位置信息、类型信息输出到显示模块，并将相关信息发送至机器人控制模块，取出废旧电池或其它重污染性废弃物；

B6、同时，存储模块内部保存图像和位置信息、类型信息。

有益效果：本发明涉及一种垃圾分拣工作站及其分拣方法，通过X射线检测器和机器人配合，自动识别和分离废弃电池或其它重污染性废弃物；通过粉碎机将垃圾分离成为细小颗粒，便于后续加工；通过风选装置和磁分离装置将不同的垃圾按照密度和磁性等物理性质进行分离；实现垃圾颗粒自动分类、分拣，提高垃圾的回收利用率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中机器人的结构示意图。

图3是本发明中粉碎机的结构示意图。

图4是本发明中风选装置的结构示意图。

图5是本发明中磁分离装置的结构示意图。

图6是本发明中X射线检测仪的流程图。

附图标记为：第一传输带1、X射线检测器2、机器人3、粉碎机4、第二传输带5、风选装置6、第三传输带7、第四传输带8、磁分离装置9、第五传输带10、第六传输带11、底座301、控制模块302、多级机械臂303、机械抓手304、真空吸盘305、回转气缸303a、连接关节303b、臂体303c、基板401、第一电机402、减速机403、粉碎箱404、第一粉碎辊筒405、第一齿轮406、第二齿轮407、第二粉碎辊筒408、机架601、空气压缩泵602、进料口603、分离腔604、吹风口605、第一出料口606、第二出料口607、扬场腔608、出风口609、框架901、主辊筒902、从辊筒903、分离用传输带904、衔铁板905、电磁铁906、升降气缸907、气缸座908、销轴909。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如附图1所示，一种垃圾分拣工作站，包括：第一传输带1、X射线检测器2、机器人3、粉碎机4、第二传输带5、分离组件。X射线检测器2固定安装在第一传输带1上，用于识别垃圾中的废弃电池或其它重污染性废弃物；机器人3设置在所述第一传输带1一侧，且靠近所述X射线检测器2，用于抓取垃圾中的废弃电池或其它重污染性废弃物；粉碎机4设置在所述第一传输带1下方，且位于X射线检测仪下游，将垃圾粉碎成为垃圾小颗粒，可以在竖直方向上并排设置多组粉碎精度不一样的粉碎进，进行深度粉碎；第二传输带5的起点设置在所述粉碎机4出料口的下方，分离组件设置在所述第二传输带5上且位于粉碎机4下游，其中，所述分离组件包括：多组风选装置6和磁分离装置9，交叉分级进行安装；具体为，在风选装置6或磁分离装置9进行分离垃圾颗粒后的传输带上安装有进一步分离用的风选装置6。

作为一个优选方案，所述X射线检测仪包括：X射线成像模块、自动识图模块、显示模块和存储模块。在所第一传输带1上安装有至少两个不同方向上的X射线成像模块，用于废弃电池或其它重污染性废弃物的疑似对象的成像和定位；自动识图模块与所述X射线成像模块电连接，将第一传输带1中的垃圾中的废弃电池或其它重污染性废弃物的疑似对象的形状与数据库中的数据进行对比、识别，显示模块和存储模块与所述自动识图模块连接。

作为一个优选方案，如附图2所示，所述机器人3包括：底座301、控制模块302、多级机械臂303、机械抓手304、真空吸盘305、回转气缸303a、连接关节303b、臂体303c。控制模块302设置在所述底座301上，在所述底座301上固定有多级机械臂303，且与所述控制模块302相连接；机械抓手304与所述多级机械臂303的末端相连接，所述机械抓手304底部设置的真空吸盘305；其中，所述机械臂单元包括：设置在所述底座301上或上一级机械臂单元末端的回转气缸303a，安装在所述回转气缸303a输出轴上的连接关节303b，以及与连接关节303b连接的臂体303c。控制模块302接收到用于废弃电池或其它重污染性废弃物的位置数据信息，控制机械手夹取废弃电池或其它重污染性废弃物。现有的垃圾分类装置不能对重污染性废弃物进行有效的识别，上述机构能够避免废电池直接被粉碎、污染环境。

作为一个优选方案，如附图3所示，所述粉碎机4包括：基板401、第一电机402、减速机403、粉碎箱404、第一粉碎辊筒405、第一齿轮406、第二齿轮407、第二粉碎辊筒408。其中，基板401通过若干支架（图中未显示）焊接在所述第一传输带1下方；第一电机402设置在所述基板401下方，通过皮带与固定安装在所述基板401上减速机403的相连接，粉碎箱404设置在所述减速机403的一侧，在所述粉碎箱404内安装有第一粉碎辊筒405和第二粉碎辊筒408，且在所述减速机403输出轴与第一粉碎辊筒405相连接，在所述第一粉碎辊筒405一端固定安装第一齿轮406，在所述第二粉碎辊筒408一端固定安装第二齿轮407；且所述第一齿轮406和第二齿轮407相互啮合；其中，所述第一粉碎辊筒405和第二粉碎辊筒408和粉碎箱404上均设置多组刀齿，且所述刀齿之间相互啮合，垃圾通过刀齿挤压，粉碎成颗粒。且在粉碎箱404的出料口下方为第二传输带5。 在实际使用过程中，可以设置多种不同规格的粉碎机，保证垃圾被粉碎至预定大小，方便后续分离。

作为一个优选方案，如附图4所示，所述风选装置6包括：机架601、空气压缩泵602、进料口603、分离腔604、吹风口605、第一出料口606、第二出料口607、扬场腔608、出风口609。在所述机架601上设置有多个空气压缩泵602，在所述空气压缩泵602一侧设置有进料口603，且所述进料口603位于所述第二传输带5末端的下方，分离腔604与所述进料口603相连通，在分离腔604上还设置有吹风口605、第一出料口606、第二出料口607，其中，吹风口605在所述分离腔604上进料口603的下方，且与所述空气压缩机相连通的吹风口605；第一出料口606垂直于所述工作台面上，且设置在所述第一出料口606的底部的第三传输带7；第二出料口607的中轴线与所述吹风口605的中轴线的延长线相重合，扬场腔608与所述第二出料口607相连通，在所述扬场腔608上方设置有出风口609，在所述扬场腔608底部设置有第四传输带8。垃圾颗粒从进料口603进入分离腔604，空气压缩泵602压缩，出风口609吹风，将轻质（例如纸屑、木屑、输料薄膜和部分塑料颗粒等）的垃圾吹起，从第二出料口607出去，进入扬场腔608，落在第四传输带8上；重质垃圾(例如金属、石块、皮革和部分塑料颗粒等)直接从第一出料口606落入第三传输带7上。同时在扬尘室内，相对较轻、蓬松的垃圾颗粒由于受到摩擦力的影响较大，在第四传输带8上落入点靠近出料口一侧，相对较重、致密的垃圾颗粒在第四传输带8上落入点远离出料口一侧。由于不同垃圾颗粒的材质、密度不一样，通过在传输带上的落入点也不一样，实现垃圾的分离、分拣。

作为一个优选方案，如附图5所示，所述磁分离装置9包括：框架901、主辊筒902、从辊筒903、第二电机(附图中未标出)、分离用传输带904、衔铁板905、电磁铁906、升降气缸907、气缸座908、销轴909。主辊筒902和从辊筒903通过轴承安装固定在所述框架901两端，第二电机与所述主辊筒902连接；分离用传输带904套装在所述主辊筒902和从辊筒903之间，且与第三传输带7末端相连接；在所述分离用传输带904内部设置有衔铁板905，且与框架901固定连接；所述衔铁板905与多组电磁铁906相连接，在所述框架901一侧设置有多个升降气缸907，在气缸底部设置有气缸座908，且气缸座908与支撑平面铰接，在所述框架901远离气缸一侧的两端设置有两个销轴909，与其他支撑机构（图中未显示）相连接；其中，在所述分离用传输带904底部、远离升降气缸907的一侧设置有第六传输带11，与所述分离用传输带904的平齐的尾端连接有第五传输带10。第三传输带7将垃圾颗粒直接传输至分离用传输带904上，停止传输，闭合电磁铁906开关，衔铁块将磁性垃圾颗粒吸附在分离用传输带904上，然后升降气缸907推动框架901和整个传输带沿着销轴909旋转至倾斜，由于重力作用，非磁性垃圾颗粒落入第六传输带11上进行传输，然后升降气缸907重新拉动框架901和整个传输带沿着销轴909旋转至水平，断开电磁铁906开关，继续传输，将磁性垃圾颗粒传输至第五传输带10上。

为了方便理解垃圾分拣工作站的技术方案，对其分拣方法做出简要说明：

A1、将垃圾沥水、干燥后，批量连续的放入第一传输带1中。

A2、通过X射线检测仪进行扫描、识图和定位，鉴别废弃电池或其它重污染性废弃物的种类、数量和在传输带上的具体坐标。

A3、如果不存在废弃电池或其它重污染性废弃物，通过第一传输带1继续传输；如果存在废弃电池或其它重污染性废弃物，延时暂停第一传输带1，将废弃电池或其它重污染性废弃物传输至机器人3工作范围，并将相关信息发送至机器人3控制模块302。

A4、通过机器人3将废弃电池或其它重污染性废弃物取出放置至指定的收集区域后，第一传输带1重新运转。

A5、将垃圾运输至粉碎机4，进行粉碎。

A6、垃圾颗粒通过第二传输带5传输至风选装置对不同材质的垃圾进行分离，然后密度较小或蓬松较大的轻质垃圾颗粒进入过第四传输带8，进行下一步分类分离；密度较大的重质垃圾颗粒进入第三传输带7。

A7、第三传输带7上的垃圾颗粒，通过磁分离装置进行分离，将磁性物质和非磁性物质进行分离，其中磁性物质进入第五传输带10，非磁性物质进入第六传输带11。

A8、其中，第四传输带8和第六传输带11上的垃圾颗粒，继续通过风选装置，重复步骤A6，实现预定的分离目标。

作为一个优选方案，如附图6所示，所述X射线检测仪的识图方法为：

B1、X射线成像模块成像，包括至少两个方向上的视图图像，并向自动识图模块输入X射线图像。

B2、自动识图模块对废弃电池或其它重污染性废弃物识别。

B3、通过形状判断是否存在废弃电池或其它重污染性废弃物，如果不存在，通过第一传输带1传输至粉碎机4直接进行粉碎。

B4、如果存在废弃电池或其它重污染性废弃物，与数据库内的图片对比相似度，判断是否大于设定的阈值，如果小于阈值，则通过第一传输带1继续传输至粉碎机4直接进行粉碎。

B5、如果大于阈值，延时暂停传输带，将废弃电池或其它重污染性废弃物的位置信息、类型信息输出到显示模块，并将相关信息发送至机器人3控制模块302，取出废旧电池或其它重污染性废弃物。

B6、同时，存储模块内部保存图像和位置信息、类型信息。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。