一种基于机器视觉检测系统的废弃塑料瓶智能分拣装置

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉检测系统的废弃塑料瓶智能分拣装置，包括输送机构、进料分类机构、智能检测机构和智能分拣机构，输送机构与进料分类机构连接，智能检测机构、智能分拣机构分别安装在进料分类机构的上方，智能检测机构与智能分拣机构连接，以对进料分类机构上的物料进行分拣，输送机构包括物料铺平组件、输送带和动力件，物料铺平组件安装在输送带的上方，动力件分别与物料铺平组件、输送带连接，输送带上固定连接有输送带挡板，通过物料铺平组件的设置，将压扁的不同颜色的塑料瓶均匀、定量地平铺在输送带上，保证每格输送带上的塑料瓶数量基本保持一致，便于后续智能检测机构对塑料瓶进行检测判断，从而有效提高分拣精确性。

说明书

技术领域

本发明属于智能工厂工件自动化分拣领域，涉及对所需分拣的塑料制品、金属制品、非金属制品的传送、检测、分拣等一系列操作的自动化分拣流水线操作装置。

背景技术

工件自动化分拣是智能工厂的重要基础，它在改进工业生产率的同时解决了某些特定环境下人工无法操作或操作不当的问题。

目前对于压扁的废弃塑料瓶的分拣大多采用人工+工业机器人进行。在分拣之前，需要人为地将压扁的塑料瓶用铲子铲到传送带上，这会导致压扁的塑料瓶大量局部堆积，不利于后续工业机器人或工人的分拣操作，还会将一部分颜色不一致的塑料瓶漏检、漏拣，不能很好地进行检测、分拣，后续还需要安排人工进行复检或者重新进行机器复检。人工进行复检，劳动强度大，且由于劳动强度过大还会出现二次漏检现象的出现。利用机器复检，则将进一步占用工厂资源，减少了生产效率，长此以往，不利于工厂的发展。

发明内容

针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉检测系统的废弃塑料瓶智能分拣装置，不仅可以实现压扁的塑料瓶均匀、定量地平铺在传送带上，能够保证每格传送带上的塑料瓶的个数基本保持一致，且不会出现局部大量堆积现象，而且可以实现塑料瓶不同颜色地快速区别、然后传输至机器视觉平台进行数据处理，再传送至工业机器人，工业机器人再通过机械手进行自动化分拣，能够保证基本没有错误颜色的塑料瓶混进正确的塑料瓶堆里，保质保量地完成压扁的不同颜色塑料瓶的正确分拣、归类。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是，

一种基于机器视觉检测系统的废弃塑料瓶智能分拣装置，包括输送机构、进料分类机构、智能检测机构和智能分拣机构，输送机构与进料分类机构连接，智能检测机构、智能分拣机构分别安装在进料分类机构的上方，智能检测机构与智能分拣机构连接，以对进料分类机构上的物料进行分拣，输送机构包括物料铺平组件、输送带和动力件，物料铺平组件安装在输送带的上方，动力件分别与物料铺平组件、输送带连接，输送带上固定连接有输送带挡板。

进一步的，动力件包括输送电机、输送电机座，铺平连接轴和输送连接轴，输送电机固定安装在输送电机座上，铺平连接轴、输送连接轴转动安装在输送电机座上，输送电机与输送连接轴连接，铺平连接轴、输送连接轴通过链轮链条连接。

进一步的，物料铺平组件包括料斗、进料叶轮，进料叶轮通过叶轮轴成对转动安装在料斗内，叶轮轴上安装有叶轮连接齿轮，相邻的叶轮轴通过叶轮连接齿轮转动连接，铺平连接轴与一侧叶轮轴连接。

进一步的，进料分类机构包括进料传送带、第一分类传送带、第二分类传送带、第三分类传送带和第四分类传送带，第一分类传送带、第二分类传送带安装在进料传送带的一侧，第三分类传送带、第四分类传送带安装在进料传送带的另一侧，智能检测机构安装在进料传送带的上方。

进一步的，进料传送带的前端固定安装有送料仓，送料仓包括顶盖、连接件、T型支撑架、卡板和T型架侧挡板，T型支撑架与卡板连接，T型架侧挡板与T型支撑架焊接固定，顶盖、T型架侧挡板与连接件焊接固定。

进一步的，智能检测机构包括机器视觉相机、检测支架、控制板、传输数据线、机器视觉平台，检测支架内形成有传送带槽，机器视觉相机固定安装在传送带槽的上方，视觉相机通过传输数据线与机器视觉平台连接，控制板固定安装在检测支架的一侧，在控制板上固定安装有按钮。

进一步的，智能分拣机构包括分拣仓、分拣机械手和报警装置，分拣仓罩设在进料分类机构的外侧，分拣机械手安装在分拣仓内，报警装置安装在分拣仓的外侧，报警装置与分拣机械手连接。

进一步的，分拣机械手包括静平台、驱动器、主动臂、从动臂、动平台和抓料件，静平台固定安装在分拣仓上，驱动器安装在静平台内，主动臂与驱动器连接，从动臂与主动臂连接，动平台与从动臂连接，抓料件固定安装在动平台上。

本发明的有益效果是，通过物料铺平组件的设置，能够将压扁的不同颜色的塑料瓶均匀、定量地平铺在输送带上，能够保证每格输送带上的塑料瓶的个数基本保持一致，且绝对不会出现局部大量堆积现象，便于后续智能检测机构对塑料瓶进行检测判断，从而有效提高分拣精确性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是输送机构的结构示意图。

图3是智能分拣机构的结构示意图。

图4是送料仓的结构示意图。

图5是智能检测机构的结构示意图。

图6是机械手的结构示意图。

图7是取料件的结构示意图。

图8是取料件的半剖示意图。

附图标记：输送机构1，进料分类机构2，智能检测机构3，智能分拣机构4，物料铺平组件5，输送带6，动力件7，输送带挡板8，输送电机9，输送电机座10，铺平连接轴11，输送连接轴12，链轮链条13，料斗14，进料叶轮15，叶轮连接齿轮16，进料传送带18，第一分类传送带19，第二分类传送带20，第三分类传送带21，第四分类传送带22，顶盖23，连接件24，T型支撑架25，卡板26，T型架侧挡板27，机器视觉相机28，检测支架29，控制板30，传输数据线31，机器视觉平台32，传送带槽33，按钮34，分拣仓35，报警装置36，静平台37，驱动器38，主动臂39，从动臂40，动平台41，抓料件42，稳定杆43，第一杆组44，第二杆组45，第一导套46，第二导套47。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步描述。

一种基于机器视觉检测系统的废弃塑料瓶智能分拣装置，包括输送机构1、进料分类机构2、智能检测机构3和智能分拣机构4，输送机构1与进料分类机构2连接，智能检测机构3、智能分拣机构4分别安装在进料分类机构2的上方，智能检测机构3与智能分拣机构4连接，以对进料分类机构2上的物料进行分拣，输送机构1包括物料铺平组件5、输送带6和动力件7，物料铺平组件5安装在输送带6的上方，动力件7分别与物料铺平组件5、输送带6连接，输送带6上固定连接有输送带挡板8，通过物料铺平组件5的设置，能够将压扁的不同颜色的塑料瓶均匀、定量地平铺在输送带6上，能够保证每格输送带6上的塑料瓶的个数基本保持一致，且绝对不会出现局部大量堆积现象，便于后续智能检测机构3对塑料瓶进行检测判断，从而有效提高分拣精确性。

在一些优选的方式中，输送带6上均布有输送带挡板8，将输送带6均匀分隔成多个面积相同的区域，一方面便于输送带6将塑料瓶移动至较高的进料分类机构2内，另一方面可以保持每格输送带6上的塑料瓶的个数，使得进料分类机构2移动至机械手下方的塑料瓶数量保持一致，从而便于提高分拣的精确性。

动力件7包括输送电机9、输送电机座10，铺平连接轴11和输送连接轴12，输送电机9固定安装在输送电机座10上，铺平连接轴11、输送连接轴12转动安装在输送电机座10上，输送电机9与输送连接轴12连接，铺平连接轴11、输送连接轴12通过链轮链条13连接，通过输送电机9同步驱动输送带6、物料铺平组件5工作，从而保证每格输送带6上的塑料瓶的个数基本保持一致。

物料铺平组件5包括料斗14、进料叶轮15，进料叶轮15通过叶轮轴成对转动安装在料斗14内，叶轮轴上安装有叶轮连接齿轮16，相邻的叶轮轴通过叶轮连接齿轮16转动连接，铺平连接轴11与一侧叶轮轴连接，优选的，进料叶轮15的侧壁上均匀布设有叶轮板，通过叶轮连接齿轮16连接两个进料叶轮15，使得两个进料叶轮15反向转动，从而实现两个叶轮板之间的塑料瓶逐个落入输送带6内，能够保证每格输送带6上的塑料瓶的个数基本保持一致的同时，防止塑料瓶大量堆积。

进料分类机构2包括进料传送带18、第一分类传送带19、第二分类传送带20、第三分类传送带21和第四分类传送带22，第一分类传送带19、第二分类传送带20安装在进料传送带18的一侧，第三分类传送带21、第四分类传送带22安装在进料传送带18的另一侧，智能检测机构3安装在进料传送带18的上方，进料传送带18与输送机构1连接，将塑料瓶移动至智能检测机构3、智能分拣机构4下方，第一分类传送带19、第二分类传送带20、第三分类传送带21、第四分类传送带22用于将通过机械手分拣后的塑料瓶移动至对应的收集装置内。

进料传送带18的前端固定安装有送料仓，送料仓包括顶盖23、连接件24、T型支撑架25、卡板26和T型架侧挡板27，T型支撑架25与卡板26连接，T型架侧挡板27与T型支撑架25焊接固定，顶盖23、T型架侧挡板27与连接件24焊接固定，便于塑料瓶稳定可靠地动至进料传送带18内。

智能检测机构3包括机器视觉相机28、检测支架29、控制板30、传输数据线31、机器视觉平台32，检测支架29内形成有传送带槽33，机器视觉相机28固定安装在传送带槽33的上方，视觉相机通过传输数据线31与机器视觉平台32连接，控制板30固定安装在检测支架29的一侧，在控制板30上固定安装有按钮34，通过机器视觉相机28对进料传送带18的塑料瓶进行塑料瓶颜色检测；将检测得到的信息数据通过传输数据线31传输至机器视觉平台32进行分析处理；机器视觉平台31将分析处理所得的数据通过数据线传输至静平台37。

智能分拣机构4包括分拣仓35、分拣机械手和报警装置36，分拣仓35罩设在进料分类机构2的外侧，分拣机械手安装在分拣仓35内，报警装置36安装在分拣仓35的外侧，报警装置36与分拣机械手连接，报警装置36用于对分拣机械手的故障进行报警。

分拣机械手包括静平台37、驱动器38、主动臂39、从动臂40、动平台41和抓料件42，静平台37固定安装在分拣仓35上，驱动器38安装在静平台37内，主动臂39与驱动器38连接，从动臂40与主动臂39连接，动平台41与从动臂40连接，抓料件42固定安装在动平台41上，通过抓料件42对塑料瓶进行夹持，通过驱动器38驱动主动臂39、从动臂40工作，移动抓料件42的相对位置，从而对塑料瓶进行分拣，在一些实施方式中，抓料件42为气动手指。

在一些优选的方式中，静平台37的中部安装有稳定杆43，稳定杆43与静平台37通过十字球型轴承51固定，稳定杆43与动平台41连接，优选的，稳定杆包括相互错位设置的第一杆组44和第二杆组45，第一杆组44一端与静平台37转动连接，另一端固定连接有第一导套46，第二杆组45的一端与动平台41转动连接，另一端固定连接有第二导套47，第一杆组与第二导套47滑动连接，第二杆组45与第一导套46滑动连接，便于稳定杆43伸缩，优选的，第一杆组44、第二杆组45均包括三根杆件，第一导套46、第二导套47的结构一致，且其中部挖设有六个安装孔。

静平台37通过驱动器38控制主动臂39运动，主动臂39带动从动臂40运动；从动臂40带动动平台41运动；稳定杆43负责稳定动平台41的运动；抓料件42负责抓取不同颜色的塑料瓶至第一分类传送带19、第二分类传送带20、第三分类传送带21或第四分类传送带22处，优选的，在静平台37上至少安装有主动臂39，便于实现动平台41在空间内运动。

在一些优选的方式中，抓料件42包括抓料固定螺栓48、中心杆49、吸盘50和吸盘固定杆51，中心杆49的中部挖设有安装孔52，吸盘50通过吸盘固定杆51固定安装在安装孔52内，在吸盘固定杆51的中部挖设有吸气孔53，吸气孔53与安装孔52连通，抓料固定螺杆48滑动安装在中心杆49的外侧，抓料件42通过抓料固定螺栓48固定安装在动平台41上，在中心杆49的外侧套设有吸嘴弹簧55，吸嘴弹簧55的两端分别与中心杆49、抓料固定螺栓48连接，便于对中心杆49进行缓冲。

进一步的，中心杆49的一端连接有限位螺母53，限位螺母53对抓料固定螺栓48进行限位，中心杆49的另一端固定连接有卡接头54，吸嘴弹簧52套设在卡接头54的端面上，在卡接头54的侧壁上挖设有两个气嘴通孔，在一侧气嘴通孔内安装有气嘴56，气嘴56与吸气系统连接，在另一侧气嘴通孔内安装有封顶螺母57。

抓料件42的工作原理如下，

抓料件24下移，吸盘50移动至塑料瓶表面，吸盘50发生形变，对塑料瓶进行初步吸附，同时，吸气系统工作，进一步减小吸盘50内的气压，进一步提高塑料瓶的抓取力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。