一种大型自动垃圾分类系统及方法与流程

1.本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种大型自动垃圾分类系统及方法。


背景技术：

2.目前多数社会科学论文关注的重点在于培养民众的垃圾分类理念，以及完善法律法规等方面，然而在垃圾处理自动化方面仍然有“分类难”、“处理难”、“回收难”、“成本高”等问题待解决；自然科学界，共计发表千余篇研究论文，但大多数文章实质性内容欠缺，没有有效地做到生活垃圾资源化处理，参考价值不足；截至2021年9月21日，以“垃圾分类“为关键词检索专利，共检出专利10922篇，经调研发现，专利cn113351633a设计了针对建筑垃圾中可回收砼的分类系统；专利cn113304823a设计了厨余垃圾的分类装置。
3.受益于大规模的训练数据和先进的卷积神经网络结构，使用视觉处理装置进行视觉处理与分类成为可能。
4.综上，国内外产品大多依赖小型设备居多，中大型设备推广范围有限，不便于对垃圾进行有效的分类处理，且现有技术中的风选垃圾的设备，容易造成垃圾的飞扬，不便于对其进行收集。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种大型自动垃圾分类系统及方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中不便于对垃圾进行有效的分类处理的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种大型自动垃圾分类系统，包括：
8.破包机构；
9.以及位于所述破包机构一侧的风选机构；
10.以及位于所述风选机构一侧的磁选机构；
11.以及位于所述磁选机构一侧的破碎机构；
12.以及位于所述破碎机构一侧的除水机构；
13.以及位于所述除水机构一侧的精细分类机构；
14.其中，所述破包机构、风选机构、磁选机构、破碎机构及除水机构依次通过第一传送带连接；
15.所述风选机构包括：
16.风机、风筒以及连接于所述风筒一端的收集筒，其中，所述风机安装于所述风筒的另一端，所述风筒的表面开设有开口，所述风筒通过开口套接于所述第一传送带的外部；
17.所述磁选机构包括：
18.位于所述第一传送带一侧的垃圾收集箱以及连接于所述垃圾收集箱顶部的磁力板；其中，所述磁力板位于所述第一传送带的上方，且垃圾收集箱和磁力板之间连接有支杆；
19.所述支杆上通过轴承转动安装有转轴，所述转轴的上端安装有电机，所述转轴的下端连接有钢板，且磁力板的表面位于所述垃圾收集箱的上方设有缺口。
20.优选的，所述收集筒包括：
21.筒体以及连接于所述筒体端部的筒盖，其中，所述筒体的表面设有泄风口，且所述泄风口的内部设有防护网。
22.优选的，所述破包机构包括：
23.带有进出口的破包箱以及连接于所述破包箱中可移动的破包板；所述破包板的表面连接有破包件，且破包板对向设置有两组。
24.优选的，两组所述破包板的顶部均连接有连接杆，所述连接杆的上端连接于电动滑台的滑台上，所述电动滑台安装于破包箱的内侧顶部。
25.优选的，所述破包箱的内部连接有滤水网板，所述滤水网板位于所述第一传送带的内部，且破包箱的底部设有带排水孔的废水收集箱。
26.优选的，所述破碎机构包括：
27.带有进出口的破碎箱以及位于所述破碎箱中的破碎闸；所述破碎闸的上端连接于气缸的输出轴端部，所述气缸的底座端安装于所述破碎箱的内侧顶部。
28.优选的，所述除水机构包括：
29.带有进出口的除水箱以及转动连接于所述除水箱内部的内筒；所述除水箱的底部连通有排水管；
30.所述内筒的外部套接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮传动连接，所述第二齿轮通过键连接于电机的输出轴端部。
31.优选的，所述精细分类机构包括：
32.第二传送带以及位于所述第二传送带上方的机械臂夹爪、位于所述第二传送带上方的若干相机；其中，所述机械臂夹爪安装于支架的顶部。
33.优选的，所述精细分类机构还包括位于所述第二传送带你上方的并联机械臂。优选的，所述精细分类机构还包括列于所述第二传送带两侧的收集桶。
34.本发明还提出一种大型自动垃圾分类系统的分类方法，包括如下步骤：
35.经由破包机构对垃圾袋进行破包；
36.破包后的垃圾经由第一传送带输送至风筒中，此时，风机对垃圾中的轻质物品进行初步筛选，将其吹入到收集筒进行收集；
37.初步筛选后的垃圾经由第一传送带输送至磁选机构进行进一步筛选；
38.进一步筛选后的垃圾经由第一传送带输送至破碎机构进行破碎处理；
39.破碎处理后的垃圾经由第一传送带输送至除水机构进行除水处理；
40.除水处理后的垃圾由精细分类机构进行分拣处理；
41.分类完成。
42.本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种大型自动垃圾分类系统及方法，与现有技术相比，具有以下优点：
43.1、本发明中提出的风选机构主要由风筒、收集筒、风机等部件构成，将风筒、收集筒连接在一起，将风筒套在第一传送带的外部，风筒利于集中风力，提高其筛选强度，可以将轻浮垃圾吹入到收集筒中进行收集，风力经由收集筒排出，提高了风选效率，利于垃圾的
收集；
44.2、本发明主要由破包机构、风选机构、磁选机构、破碎机构、除水机构及精细分类机构等构成，各机构间经由第一传送带连接在一起；其中，垃圾进入系统后要通过破包机构和风选机构，使袋内的垃圾充分暴露，在后续过程中可以被进一步分类，一部分装有液体的塑料瓶会被划破，接下来，垃圾经过磁选处理，铁磁性物质受到磁场的影响，向磁极运动，与原本的垃圾分离，从而实现磁性金属分离的工作，进一步，垃圾送上传送带进入除水机构除水后，进入精细分类机构，进行分拣，整个流程可以持续性的工作，能够有效的进行垃圾分类工作；
45.3、铁磁性物质受到磁力板的影响，向磁极运动，可以吸附在钢板的底部，与原本的垃圾分离，由电机通过转轴持续带动钢板转动，在磁性垃圾位于缺口的时候，脱落磁性吸附，从而落入到垃圾收集箱，从而实现磁性金属分离的工作。
46.4、本发明中的精细分类机构可以使用视觉识别装置识别所述垃圾的类别和可以被使用所述机械夹爪夹取的位姿，由计算机引导机械臂进行精确抓取并分类投放。
附图说明
47.图1为本发明大型自动垃圾分类系统的结构示意图；
48.图2为本发明破包机构的结构示意图；
49.图3为本发明风选机构的结构示意图；
50.图4为本发明磁选机构的结构示意图；
51.图5为本发明破碎机构的结构示意图；
52.图6为本发明除水机构的结构示意图；
53.图7为本发明精细分类机构的结构示意图。
54.图中：1、破包机构；11、破包箱；12、破包板；13、破包件；14、连接杆；15、电动滑台；16、滤水网板；17、废水收集箱；
55.2、风选机构；201、风筒；202、收集筒；203、风机；204、开口；205、筒体；206、泄风口；207、防护网；208、筒盖；
56.3、磁选机构；31、垃圾收集箱；32、磁力板；33、支杆；34、钢板；35、转轴；36、电机；37、缺口；
57.4、破碎机构；41、破碎箱；42、破碎闸；43、气缸；
58.5、除水机构；51、除水箱；52、排水管；53、第一齿轮；54、第二齿轮；55、电机；56、内筒；
59.6、精细分类机构；61、第二传送带；62、机械臂夹爪；63、支架；
60.7、第一传送带。
具体实施方式
61.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发
明保护的范围。
62.本发明实施例中提供了一种大型自动垃圾分类系统，示例性的，如图1所示，包括：破包机构1、风选机构2、磁选机构3、破碎机构4、除水机构5及精细分类机构6。其中，所述破包机构1、风选机构2、磁选机构3、破碎机构4及除水机构5依次通过第一传送带7连接；除水机构5及精细分类机构6之间通过第二传送带61连接。
63.在垃圾进入系统后要通过破包机构1和风选机构2，使袋内的垃圾充分暴露，在后续过程中可以被进一步分类，一部分装有液体的塑料瓶会被划破，接下来，垃圾经过磁选机构3处理，铁磁性物质受到磁场的影响，向磁极运动，与原本的垃圾分离，从而实现磁性金属分离的工作，进一步，垃圾进入破碎机构4进行破碎后，垃圾送上传送带进入除水机构5除水后，进入精细分类机构6，进行分拣，整个流程可以持续性的工作，能够有效的进行垃圾分类工作。
64.本实施例中的所述破包机构1包括：破包箱11、破包板12、破包件13、连接杆14、电动滑台15，如图2所示。其中，破包箱11两侧设有进口和出口，所述电动滑台15安装于破包箱11的内侧顶部，所述连接杆14的上端连接于电动滑台15的滑台上，连接杆14的下端固定在破包板12的顶部；破包件13固定在破包板12的表面，另外，破包板12对向设置有两组，破包件13可选用尖刀片。将装有垃圾的垃圾袋放入到第一传送带7上，将其输送至破包箱11中，由电动滑台15带动破包件13对垃圾袋扎破，进行破袋工作，便于后续的分拣。
65.值得说明的是，为了方便对垃圾中废水的收集，在所述破包箱11的内部连接有滤水网板16，所述滤水网板16位于所述第一传送带7的内部，且破包箱11的底部设有带排水孔的废水收集箱17。在破包件13对垃圾袋、带有液体的瓶子破碎之后，液体经由滤水网板16过滤后进入到废水收集箱17进行收集排出，如图2所示。
66.本实施例中的所述风选机构2包括：风筒201、收集筒202、风机203、开口204，如图3所示。其中，所述收集筒202连接于风筒201的一端，所述风机203安装于所述风筒201的另一端，开口204开设在风筒201的表面，所述风筒201通过开口204套接于所述第一传送带7的外部。风筒201利于集中风机203的风力，提高其筛选强度，可以将轻浮垃圾吹入到收集筒中进行收集，并对垃圾进行分散，风力经由收集筒202排出，提高了风选效率，利于垃圾的收集。
67.值得说明的是，本实施例中的所述收集筒202包括：筒体205、泄风口206、防护网207、筒盖208，如图3所示。其中，筒盖208连接于筒体205端部，泄风口206开设在筒体205的表面，并在泄风口206的内部设有防护网207。在风机203将垃圾吹入到筒体205后收集，筒盖208通过搭扣锁固定在筒体205上，便于打开进行垃圾清理。
68.本实施例中的所述磁选机构3包括：垃圾收集箱31、磁力板32、支杆33，钢板34，转轴35，电机36，缺口37，如图4所示。其中，垃圾收集箱31位于第一传送带7一侧，所述磁力板32位于所述第一传送带7的上方，且垃圾收集箱31和磁力板32之间连接有支杆33。支杆33用于支撑磁力板32。支杆33上通过轴承转动安装有转轴35，转轴35的上端安装有电机36，转轴35的下端连接有钢板34，且磁力板32的表面位于垃圾收集箱31的上方设有缺口37。铁磁性物质受到磁力板32的影响，向磁极运动，可以吸附在钢板34的底部，与原本的垃圾分离，由电机36通过转轴35持续带动钢板34转动，在磁性垃圾位于缺口37的时候，脱落磁性吸附，从而落入到垃圾收集箱31，从而实现磁性金属分离的工作。
69.本实施例中的所述破碎机构4包括：破碎箱41、破碎闸42、气缸43，如图5所示。其
中，破碎箱41的两侧设有进口和出口，所述气缸43的底座端安装与所述破碎箱41的内侧顶部，所述破碎闸42的上端连接于气缸43的输出轴端部。在风选、磁选后的垃圾进入到破碎箱41中，由气缸43带动破碎闸42下压，砍碎垃圾，破碎闸在无垃圾时保持悬挂，当其下存在大块垃圾时下落。
70.本实施例中的所述除水机构5包括：带有进出口的除水箱51以及转动连接于所述除水箱51内部的内筒56；所述除水箱51的底部连通有排水管52；所述内筒56的外部套接有第一齿轮53，所述第一齿轮53与第二齿轮54传动连接，所述第二齿轮54通过键连接于电机55的输出轴端部，如图6所示。其中，电机55安装在除水箱51的顶部，破碎后的垃圾经由第一传送带7送入到内筒56中，电机55通过第一齿轮53与第二齿轮54带动内筒56转动，对垃圾产生离心作用，将水经由排水管52排出。
71.本实施例中的所述精细分类机构6包括：第二传送带61以及位于所述第二传送带61上方的机械臂夹爪62；其中，所述机械臂夹爪62安装于支架63的顶部，如图7所示。利用机械臂夹爪62对以破碎物件的抓取来进行进一步精细分类。
72.其中，精细分类机构6中分类模块由视觉识别装置和机械臂夹爪构成。视觉识别装置确定目标物体的坐标与其所属垃圾类别，根据物体在传送带上的位置形态和物体的运动速度求解机械臂抓取目标的运动学方程，预测机械臂与目标垃圾接触的位置，对机械手的运动轨迹进行规划，从而引导机械臂进行抓取垃圾并分类投放入分类垃圾桶中。所述精细分类机构中将布置多种气体检测装置、渗滤液中液体成分检测装置，采集数据并实时回传到计算机。整套装置包含多种电气设备，如风选、磁选、传动、机械装置；多种控制芯片，如控制风选机构和传动机构的控制芯片、控制机械臂的控制芯片、用于传感器设备的芯片等；涉及多种传感设备，如摄像头、气体检测传感器、液体检测传感器等。
73.本实施例中基于上述的一种大型自动垃圾分类系统，提出一种大型自动垃圾分类系统的分类方法，包括如下步骤：
74.经由破包机构1中的破包件13对垃圾袋进行破包；
75.破包后的垃圾经由第一传送带7输送至风筒201中，此时，风机203对垃圾中的轻质物品进行初步筛选，将其吹入到收集筒202进行收集；
76.初步筛选后的垃圾经由第一传送带7输送至磁选机构3进行进一步筛选，铁磁性物质受到磁场的影响，向磁极运动，与原本的垃圾分离，从而落入到垃圾收集箱31，从而实现磁性金属分离的工作；
77.进一步筛选后的垃圾经由第一传送带7输送至破碎机构4进行破碎处理，由气缸43带动破碎闸42下压，砍碎垃圾；
78.破碎处理后的垃圾经由第一传送带7输送至除水机构5进行除水处理，破碎后的垃圾经由第一传送带7送入到内筒56中，电机55通过第一齿轮53与第二齿轮54带动内筒56转动，对垃圾产生离心作用，将水经由排水管52排出。
79.除水处理后的垃圾精细分类机构进行分类处理，利用机械臂夹爪62对以破碎物件的抓取来进行进一步精细分类；
80.分类完成。
81.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。