一种叉取式垃圾分选装置

1.本发明涉及垃圾分选技术领域，具体涉及一种叉取式垃圾分选装置。


背景技术：

2.随着人类社会的发展，不可避免地会产生大量各种垃圾，对这些垃圾进行有效的处理和利用是可持续发展的重要组成部分，循环利用这些资源的关键在于垃圾的分类。传统的人工分拣方式存在着低效、误分类、工作环境恶劣以及局限于大类回收的问题，将自动化机械部署到垃圾分拣的产线上，虽然能够满足高精度、高速度、高效率的分选要求，但更深层高效利用的前提是精选，例如针对塑料垃圾的细类分选有利于提高回收的质量，进一步增加垃圾回收再利用的价值。
3.目前垃圾分选设备执行装置大多为关节型机器人、并联式机器人或三轴以上的直角坐标系机器人，虽然能够在一定工作范围内对多个种类的垃圾进行分选，但也存在着成本高、效率低、结构复杂和控制难度大等实用性问题，不利于实际生产。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种叉取式垃圾分选装置，该垃圾分选装置可以实现对垃圾自动钩锁的功能，结构简单且效率高。
5.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种叉取式垃圾分选装置，包括支撑机构、滚轮传送带、水平驱动机构和竖直驱动机构，水平驱动机构安装在支撑机构上端，竖直驱动机构包括伸缩部和安装部，安装部安装在水平驱动机构，伸缩部与安装部连接，还包括叉取机构，滚轮传送带安装在叉取机构下方，叉取机构包括叉取本体和控制组件，叉取本体包括叉取外壳、倒插组件、连杆组件、齿柱组件和开关组件，倒插组件、连杆组件、齿柱组件和开关组件安装在叉取外壳内并顺序连接，叉取外壳安装在伸缩部，控制组件安装在安装部并与开关组件连接。
6.进一步的，倒插组件包括倒插件安装座、倒插本体和倒插转动件，倒插本体的下端通过倒插固定连杆与叉取外壳铰接，倒插本体中部通过倒插旋转轴与倒插转动件的一端连接，倒插转动件的另一端安装在倒插件安装座，倒插件安装座与连杆组件连接，叉取外壳的下端设有被倒插本体伸出的倒插槽。
7.进一步的，连杆组件包括自由连杆延伸件、固定导轨、固定导轨安装座和复位弹簧，自由连杆延伸件的上端与齿柱组件连接，自由连杆延伸件的下端穿过固定导轨安装座后与倒插件安装座接触，固定导轨的一端与固定导轨安装座连接，固定导轨安装座固定在叉取外壳，固定导轨的另一端穿过倒插件安装座，复位弹簧套装在固定导轨，复位弹簧的一端与倒插件安装座连接，复位弹簧的另一端与固定导轨安装座连接。
8.进一步的，自由连杆延伸件包括过渡部和延伸部，过渡部与延伸部一体成型，过渡部与齿柱组件连接，延伸部开设有导向槽，固定导轨安装座安装在导向槽内，延伸部下端与倒插件安装座接触。
9.进一步的，连杆组件还包括接触球，接触球安装在过渡部并与齿柱组件接触。
10.进一步的，齿柱组件包括直线齿柱、固定齿环和旋转齿柱，固定齿环通过固定螺钉安装在叉取外壳，直线齿柱的上端与开关组件连接，直线齿柱的下端穿过固定齿环后与旋转齿柱啮合，旋转齿柱与固定齿环啮合，旋转齿柱的下端与连杆组件连接。
11.进一步的，固定齿环包括第一固定部和多个第一偏角齿，第一固定部通过固定螺钉安装在叉取外壳，多个第一偏角齿的上端固定于第一固定部，且第一偏角齿相对于第一固定部的轴线圆周均匀分布，相邻两个第一偏角齿之间形成第一导向槽。
12.进一步的，旋转齿柱包括第二固定部、第二偏角齿和接触部，接触部与第二固定部一体成型，第二偏角齿圆周分布在接触部侧壁，相邻两个第二偏角齿之间形成第二导向槽。
13.进一步的，开关组件包括接触开关、中空弯角件、滚珠组和压缩褶皱套筒，叉取外壳的上端设有开关槽，接触开关安装在开关槽，接触开关的一端插入中空弯角件，中空弯角件的一端通过压缩褶皱套筒与齿柱组件连接，滚珠组安装在中空弯角件内，且滚珠组的一端与齿柱组件相抵，另一端与接触开关相抵。
14.进一步的，控制组件包括开关杆、开关杆安装座、开关杆旋转轴，开关杆安装座上端与安装部连接，开关杆旋转轴安装在开关杆安装座下端，开关杆的中部与开关杆旋转轴铰接，开关杆的下端抵触于叉取外壳。
15.进一步的，叉取外壳包括包裹部和穿刺部，包裹部与穿刺部连接，包裹部上端与连接座连接，
16.进一步的，还包括拨落板，拨落板安装在滚轮输送带的上方，拨落板开设有拨落槽，当叉取垃圾时，所述叉取外壳的下端穿过拨落槽。
17.进一步的，水平驱动机构包括同步带驱动滑台、电机和滑块，同步带驱动滑台通过水平驱动机构安装座安装在支撑机构上端，电机与同步带驱动滑台的一端连接，安装部通过滑块与同步带驱动滑台。
18.进一步的，伸缩部包括双作用气缸和连接座，控制组件的上端安装在安装部，双作用气缸安装在安装部，连接座安装在双作用气缸的伸缩杆，叉取本体的上端与连接座连接。
19.总的说来，本发明具有如下优点：(1)叉取机构在水平驱动机构和竖直驱动机构的驱动下可以快速穿刺垃圾并移动到指定位置，通过齿柱组件、倒插组件和开关组件的配合，可以实现对垃圾的自动钩锁和拨落。
20.(2)齿柱组件、倒插组件、连杆组件的相互配合可以使倒插本体保持打开或闭合状态，对倒插组件的控制简单高效。
21.(3)拨落板开设有拨落槽，叉取机构穿过拨落槽时，垃圾受到拨落板的阻挡自动掉下，提高了垃圾分拣的效率和准确性。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图。
23.图2是本发明水平驱动机构和竖直驱动机构的结构示意图。
24.图3是本发明水平驱动机构的结构示意图。
25.图4是本发明竖直驱动机构和叉取机构第一视角的结构示意图。
26.图5是本发明竖直驱动机构和叉取机构第二视角的结构示意图。
27.图6是本发明叉取本体的结构示意图。
28.图7是本发明叉取机构内部组件的结构示意图。
29.图8是本发明倒插组件和连杆组件的爆炸图。
30.图9是本发明齿柱组件的爆炸图。
31.图10是本发明固定齿环的结构示意图。
32.图11是本发明旋转齿柱的结构示意图。
33.图12是本发明开关组件的剖视图。
34.图13是本发明叉取机构a状态的工作流程图。
35.图14是本发明叉取机构b状态的工作流程图。
36.图15是本发明叉取机构c状态的工作流程图。
37.图16是本发明叉取机构d状态的工作流程图。
38.图17是本发明叉取机构e状态的工作流程图。
39.图18是本发明叉取机构f状态的工作流程图。
40.其中：1为支撑机构，11为拨落板，111为拨落槽，2为水平驱动机构，21为水平驱动机构安装座，22为同步带驱动滑台，23为电机，24为滑块，3为竖直驱动机构，31为双作用气缸，32为连接座，33为安装部，4为叉取机构，41为叉取本体，411为叉取外壳，4111为包裹部，4112为穿刺部，4113为倒插槽，4114为开关槽，4115为叉取本体固定杆，412为倒插组件，4121为倒插件安装座，4122为倒插本体，4123为倒插转动件，4124为倒插固定连杆，4125为倒插转动轴，413为连杆组件，4131为自由连杆延伸件，4132为固定导轨，4133为复位弹簧，4134为固定导轨安装座，4135为接触球，414为齿柱组件，4141为直线齿柱，41411为等边齿环，4142为固定齿环，41421为第一固定部，41422为第一偏角齿，41423为第一导向槽，41424为固定螺钉，4143为旋转齿柱，41431为第二固定部，41432为第二偏角齿，41433为第二导向槽，41434为接触部，415为开关组件，4151为接触开关，4152为中空弯角件，4153为滚珠组，4154为压缩褶皱套筒，42为控制组件，421为开关杆，422为开关杆安装座，423为开关杆旋转轴，424为开关杆限位轴，5为滚轮传送带，6为分拣料槽。
具体实施方式
41.下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
42.如图1所示，一种叉取式垃圾分选装置，包括支撑机构1、滚轮传送带5、水平驱动机构2、竖直驱动机构3和叉取机构4，水平驱动机构2安装在支撑机构1上端，竖直驱动机构3安装在水平驱动机构2，叉取机构4安装在竖直驱动机构3，在本实施例中，滚轮传送带5铺设在叉取机构4下方，方便叉取机构4对滚轮传送带5上的垃圾进行作业，在滚轮传送带5的两侧安装有分拣料槽6，分拣料槽6可以装纳叉取机构4携带的垃圾，滚轮传送带5与叉取机构4之间还安装有拨落板11，拨落板11上开设有与叉取机构水平运动同向的拨落槽111，叉取机构4携带垃圾在拨落槽内移动至分拣料槽6上空时，叉取机构4向上移动穿过拨落槽111，拨落板11可将垃圾拨落到分拣料槽6中。
43.如图3所示，水平驱动机构2包括同步带驱动滑台22、电机23和滑块24，水平驱动机构安装座21安装在支撑机构1上端，同步带驱动滑台22的一端通过水平驱动机构安装座21固定在支撑机构1，位于拨落板11的上方并与拨落板11平行，可使叉取机构4沿着同步带驱
动滑台22在分拣料槽6和滚轮传送带5之间移动，电机23安装在同步带驱动滑台22的另一端，滑块24安装在同步带驱动滑台22的同步带上，电机23与滑块24电连接，可控制滑块24运动。
44.如图2和图4所示，竖直驱动机构3包括伸缩部和安装部33，伸缩部包括双作用气缸31和连接座32，安装部33安装在滑块24，双作用气缸31安装在安装部33，连接座32安装在双作用气缸31的伸缩杆，在本实施例中，双作用气缸31有两个，安装在同步带驱动滑台22的两侧，两个双作用气缸31同步运行，两个连接座32分别安装在双作用气缸31的伸缩杆上。
45.如图4-5所示，叉取机构4包括叉取本体41和控制组件42，控制组件42安装在安装部33并与叉取本体41连接，叉取本体41上端通过叉取本体固定杆4115固定在连接座32，控制组件42包括开关杆421、开关杆安装座422和开关杆旋转轴423，开关杆安装座422上端与安装部33连接，开关杆安装座422包括两块对称设置的安装板，安装板之间形成开关杆槽，开关杆旋转轴423两端分别与安装板连接，水平安装在开关杆槽内，开关杆421竖直安装在开关杆槽内，开关杆421中部与开关杆旋转轴423铰接，开关杆421下端抵触于叉取本体41侧壁，开关杆421、开关槽4114和倒插槽4113处于同一直线上，叉取本体41在竖直移动时，开关杆421可触碰接触开关4151以达到控制倒插组件412开合的功能，两根开关杆限位轴424对称安装在开关杆旋转轴423上下两侧，开关杆421安装在开关杆旋转轴423上，使开关杆421可以开关杆旋转轴423为轴进行转动，配合叉取本体41的上下移动以更好的控制倒插组件412，开关杆限位轴423可以限制开关杆421的旋转角度。
46.如图6-7所示，叉取本体41包括叉取外壳411、倒插组件412、连杆组件413、齿柱组件414和开关组件415，倒插组件412、连杆组件413、齿柱组件414和开关组件415安装在叉取外壳411内并顺序连接，叉取外壳411上端通过叉取本体固定杆4115与连接座32连接，叉取外壳411侧壁开设有倒插槽4113和开关槽4114，开关槽4114用于安装接触开关4151，并与开关杆421配合达到控制效果。
47.在本实施例中，叉取外壳411包括包裹部4111和穿刺部4112，包裹部4111和穿刺部4112一体成型，穿刺部4112为倒圆锥状，可以减小穿刺垃圾产生的阻力，包裹部4111上端通过叉取本体固定杆4115与连接座32连接，倒插槽4113有两个，开设在包裹部4111的两相对面上，用于安装倒插本体4122以及方便倒插本体4122的开关。
48.如图8所示，倒插组件412包括倒插件安装座4121、倒插本体4122和倒插转动件4123，倒插本体4122安装在倒插槽4113，倒插本体4122包括固定部和钩锁部，固定部和钩锁部一体成型，钩锁部成三角状，固定部的下端通过倒插固定连杆4124安装在叉取外壳，固定部的上端通过倒插旋转轴4125与倒插转动件4123的一端连接，倒插转动件4123的另一端与倒插件安装座4121连接，倒插转动件4123为t形，倒插转动件4123由倒插件安装座4121带动，绕倒插转动件4123与倒插件安装座4121的连接处旋转，从而带动倒插本体4122以倒插固定连杆4124为轴旋转，固定部由此可伸出或返回倒插槽4113，以实现对垃圾钩锁与松开的功能。
49.如图8所示，连杆组件413包括自由连杆延伸件4131、固定导轨4132和复位弹簧4133，自由连杆延伸件4131的上端与齿柱组件414连接，自由连杆延伸件4131的下端与倒插组件412连接，固定导轨4132的一端与固定导轨安装座4134连接，固定导轨4132的另一端穿过倒插件安装座4121，固定导轨安装座4134安装在叉取外壳411，复位弹簧4133套装在固定
导轨4132，复位弹簧4133的一端与倒插组件412连接，复位弹簧4133的另一端与固定导轨安装座4134连接。
50.在本实施例中，连杆组件413还包括接触球4135，接触球4135安装在自由连杆延伸件4131的上端并与齿柱组件414接触，接触球4135的设置可以减小旋转齿柱4143旋转时的阻力。
51.自由连杆延伸件4131包括过渡部和延伸部，过渡部与延伸部一体成型，过渡部上端开设有用于安装接触球4135的球形槽，延伸部之间开设有导向槽，固定导轨安装座4134安装在导向槽内，延伸部的下端与倒插件安装座4121连接，自由连杆延伸件4131上下移动时，固定导轨安装座4134在导向槽内不会产生干涉，使连杆组件更加紧凑，节省空间。
52.在本实施例中，接触球4135受到齿柱组件414的压力后向下移动，延伸部下端压迫倒插件安装座4121，由此带动倒插本体4122向外转动伸出倒插槽4113，达到钩锁垃圾的功能，接触球4135的压迫解除后，复位弹簧4133因被拉长会产生向上的收缩力，带动倒插件安装座4121向上移动，由此促使倒插本体4122合上，解除对垃圾的钩锁状态。
53.如图9-11所示，齿柱组件414包括直线齿柱4141、固定齿环4142和旋转齿柱4143，固定齿环4142通过固定螺钉41424安装在叉取外壳411，直线齿柱4141的上端与开关组件415连接，直线齿柱4141的下端穿过固定齿环4142后与旋转齿柱4143的上端相抵，旋转齿柱4143套接在固定齿环4142，旋转齿柱4143的下端与接触球4135相抵。
54.在本实施例中，固定齿环4142包括多个第一固定部41421和多个第一偏角齿41422，第一固定部41421与第一偏角齿41422圆周首尾交错连接，相邻两个第一偏角齿41422之间形成第一导向槽41423，旋转齿柱4143包括第二固定部41431、第二偏角齿41432和接触部41434，接触部41434与第二固定部41431一体成型，第二偏角齿41432圆周分布在接触部41434侧壁，相邻两个第二偏角齿41432之间形成第二导向槽41433，直线齿柱4141的下端开设有等边齿环41411，等边齿环41411的外壁与固定齿环4142的内壁贴合，等边齿环41411与第二偏角齿41432对应，
55.在倒插本体4122闭合时，第二偏角齿41432插入第一导向槽41423，第一偏角齿41422插入第二导向槽41433。
56.当倒插本体4122需要打开时，叉取本体41向下移动至开关杆421的下端处，开关杆421的下端压迫接触开关4151，导致直线齿柱4141受到开关组件415的压迫，直线齿柱4141向下移动，等边齿环41411与第二偏角齿41432啮合，并推动第二偏角齿41432向下移出第一导向槽41423，然后叉取本体41继续向下移动，开关杆421解除对接触开关4151的压迫，复位弹簧4133收缩，带动旋转齿柱4143向上移动，第二偏角齿41432沿着第一偏角齿41422的齿边旋转上移并与第一偏角齿41422啮合，随即保持静止，而此时复位弹簧4133受到阻力停止收缩，由此导致倒插组件412保持打开的状态不变。
57.当叉取本体41上移至开关杆421的上端处，开关杆421的上端压迫接触开关4151，致使直线齿柱4141受到压力向下移动，等边齿环41411接触到第二固定部41431并推动第二固定部41431，解除第一偏角齿41422和第二偏角齿41432的啮合状态，叉取本体41继续上移，开关杆421解除对接触开关4151的压迫，复位弹簧4133收缩，驱使旋转齿柱4143向上移动，第二偏角齿41432沿着第一偏角齿41422的齿边旋转上移，插入第一导向槽41423内，倒插组件412随即闭合。
58.如图12所示，开关组件415包括接触开关4151、中空弯角件4152、滚珠组4153和压缩褶皱套筒4154，接触开关4151安装在开关槽4114，压缩褶皱套筒4154安装在直线齿柱4141的上端，中空弯角件4152的一端通过压缩褶皱套筒4154与直线齿柱4141连接，中空弯角件4152与压缩褶皱套筒4154内部连通，接触开关4151的一端插入中空弯角件4152，滚珠组4153安装在中空弯角件4152和压缩套筒4154的内部，滚珠组4153的一端与齿柱组件414相抵，另一端与接触开关4151相抵。
59.在本实施例中，压缩褶皱套筒4154可伸缩，开关杆421压迫接触开关4151，接触开关4151受力推动滚珠组4153，滚珠组4153随即推动直线齿柱4141向下，驱使倒插组件412打开，当开关杆421解除对接触开关4151的压迫，滚珠组4153和接触开关4151受齿柱组件414和连杆组件413的驱动恢复原状。
60.在使用本发明时，滚轮传送带将垃圾传送至指定位置时，叉取机构向下穿过拨落槽，钩锁住垃圾并在水平驱动机构的驱动下，移动至制定分拣料槽，叉取机构上移收回时，在拨落板的阻挡作用下，垃圾被拨落至分拣料槽内达到对垃圾的分拣效果。
61.如图13-18所示，将叉取机构的工作过程简化为a-f状态；
62.如图13所示，a状态：叉取本体通过水平驱动机构移动至指定垃圾正上方，穿刺部略微穿过拨落槽，当叉取本体受到竖直驱动机构控制即可向下高速运动；
63.如图14所示，b状态：叉取本体向下运动，穿刺部穿过指定垃圾，此过程中叉取外壳上端的开关槽触碰开关杆，开关杆压迫接触开关，致使倒插本体伸出倒插槽；
64.如图15所示，c状态：叉取本体继续向下运动，开关杆受力旋转，解除对接触开关的压迫，此时倒插组件保持打开状态，钩锁住垃圾；
65.如图16所示，d状态：叉取本体受水平驱动机构移动至指定分拣料槽，叉取本体向上移动，开关杆压迫接触开关，倒插本体此时在接触开关的驱动下仍保持打开状态；
66.如图17所示，e状态：叉取本体继续向上运动，开关杆旋转，解除对接触开关的压迫，驱使倒插组件闭合并保持闭合状态，此时垃圾解除被钩锁的状态，受自身重力影响或拨落板阻挡，落入指定的分拣料槽；
67.如图18所示，f状态：叉取本体继续向上运动，回归a状态。
68.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。