一种高精度、高效塑料瓶自动分拣集成系统与装置

1.本发明涉及自动分拣领域，特别涉及一种高精度、高效塑料瓶自动分拣集成系统与装置。


背景技术：

2.塑料瓶具有耐用、轻质和便宜的优势，其使用性能和良好的加工特性使它能被轻易塑模成各种形状的产品，因此它被得到广泛的使用。在塑料品种中，塑料瓶占据着相当大的比例，随着社会的快速发展和人民整体消费水平的不断提高，塑料瓶的使用量和制造量也在急剧增加。然而使用完毕的塑料瓶回收率极低，大部分采用的处理手段是焚烧和填埋。一方面，无论是采用焚烧还是填埋的方式都会造成对自然环境极大的危害。另一方面，对于塑料瓶采用焚烧和填埋的方式会造成资源的浪费。因此，出于对自然环境的保护以及资源的节约和循环利用，将塑料瓶回收再加工是必要的。
3.在传统的分拣方式中，人工操作占据着主要的地位。然而，面对着堆积如山的垃圾，工人们处于极具恶劣的环境且人工分拣的效率极低，无法对塑料瓶进行大规模分拣。近几年，塑料瓶自动分拣技术得到一定程度的进步。然而，大多数已知的塑料瓶自动分拣技术面临着识别精度差和识别效率低下的问题，特别是在有污秽物的情况下，这个问题将得到放大。除此之外，许多塑料瓶自动分拣技术在识别塑料瓶的大小和材质上有限制。因此，如何设计制造一款识别精度和识别效率可靠且扩大塑料瓶材质和大小识别范围的自动分拣集成系统与装置是刻不容缓的。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种高精度、高效的塑料瓶自动分拣集成系统与装置来解决塑料瓶的大小和材质识别受限，识别精度差和识别效率低下的问题。
5.本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
6.一种高精度、高效的塑料瓶自动分拣集成装置，包括八工位环形导轨，压紧定位装置，压紧工位，打磨工位，自动识别工位，解锁分离工位，自动分拣工位。
7.所述压紧定位装置由定位板、上压板、一对上锁扣、一对下锁扣、4个压紧复位弹簧、4个缓冲弹簧以及4个导向轴组成；定位板开有一个弧形槽用来放置和定位塑料瓶；开有两个导向槽用来引导下锁扣运动；上压板开有一个圆孔，一对上锁扣与上压板连接，上锁扣和下锁扣可紧扣与分开；4个压紧复位弹簧在定位板和上压板之间起支撑复位作用；4个缓冲弹簧在上压板上端起缓冲减震作用；4个导向轴用来引导8个弹簧在轴向运动。
8.所述打磨工位主要由具有自适应功能的打磨机、除渣器以及密封帘组成；打磨头末端与弹簧连接(使其具有自适应打磨功能)，密封帘对整个打磨工位形成一个密封环境以防打磨的塑料渣飘散在空气中；除渣器对打磨的塑料渣进行吸收。
9.所述自动识别工位主要由一个具有自适应功能的近红外光谱仪和顶升气缸组成；近红外光谱仪末端和自适应弹簧连接(使其具有自适应检测功能)；顶升气缸推动近红外光
谱仪与被打磨的塑料瓶直接接触来识别塑料瓶材质种类，并将识别结果传送到自动分拣工位的机械臂。
10.所述解锁分离工位由一对半圆弧形的打扣组成，被识别的塑料瓶随压紧定位装置来到解锁分离工位时，一对下锁扣和一对打扣碰撞后，下锁扣向里缩回，上下锁扣分离进行解锁，压紧定位装置恢复初始状态。
11.所述自动分拣工位由机械臂和吸附装置组成，机械臂通过吸附装置对塑料瓶吸附后进行分拣，完成一个自动分拣流程。
12.一种高精度、高效的塑料瓶自动分拣集成系统，包括如上所述的高精度、高效的塑料瓶自动分拣集成装置。
13.与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
14.塑料瓶随着压紧定位装置分别经过压紧工位，打磨工位，自动识别工位，解锁分离工位和自动分拣工位完成一个自动分拣流程，整个过程识别准确且识别效率高。在塑料瓶回收技术领域，该发明专利可以有效解决自动分拣技术现存的问题，在自然环境的保护以及资源回收再利用方面发挥重要作用。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明整体结构示意图。
17.图2为压紧定位装置结构示意图。
18.图3为压紧工位示意图。
19.图4为打磨工位示意图。
20.图5为自动识别工位示意图。
21.图6为解锁分离工位。
22.图7为自动分拣工位示意图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.1-八工位环形导轨，2-压紧定位装置，3-压紧工位，4-打磨工位，5-自动识别工位，6-解锁分离工位，7-自动分拣工位，21-定位板，22-压紧复位弹簧1， 23-下锁扣1，24-压紧复位弹簧2，25-上锁扣1，26-上压板，27-缓冲弹簧1，缓冲弹簧2，29-缓冲弹簧3，210-缓冲弹簧4，211-上锁扣2，212-压紧复位弹簧3， 213-压紧复位弹簧4，214-下锁扣2，31-压板，32-顶升气缸，41-除渣器，42
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密封帘，43-打磨机，51-近红外光谱仪，52-自适应弹簧，53-顶升气缸2，61
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打扣1，62-打扣2，71-机械臂，72-吸附装置。
具体实施方式
25.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，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。基于本发明中的实施
例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
27.本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.如图1所示，一种高精度、高效的塑料瓶自动分拣集成系统与装置包括八工位环形导轨1，压紧定位装置2，压紧工位3，打磨工位4，自动识别工位5，解锁分离工位6和自动分拣工位7。
29.塑料瓶随着压紧定位装置2分别经过压紧工位3，打磨工位4，自动识别工位 5，解锁分离工位6和自动分拣工位7完成一个高精度、高效的自动分拣。
30.压紧定位装置由定位板21、上压板26、一对上锁扣25/211、一对下锁扣 23/214、4个压紧复位弹簧22/24/212/213和4个缓冲弹簧27/28/29/210组成，定位板开有一个弧形槽，用来放置塑料瓶以及防止塑料瓶在运动过程飞出，开有两个导向槽用来引导下锁扣23/214(下锁扣上表面是一个1/4圆弧)运动；上压板开有一个圆孔，这使得在打磨和自动识别工位，打磨机和近红外光谱仪可以进入圆孔对塑料瓶进行打磨和识别，一对上锁扣25/211(上锁扣上表面是一个 1/4圆弧)与上压板26连接，当上压板26被压板31压缩向下移动时，一对上锁扣 25/211和一对下锁扣23/214可以通过1/4弧面产生相对运动，随后，在弹簧作用下，下锁扣23/214回复与上锁扣23/214锁紧；4个压紧复位弹簧22/24/212/213 在定位板21和上压板26之间起支撑复位作用；在解锁分离工位6，4个缓冲弹簧 27/28/29/210在上压板26上端起缓冲减震作用。
31.压紧工位3主要由一个顶升气缸32和带针的压力板31组成，顶升气缸32通过给带针的压力板31一个推动力来通过压紧定位装置2的上压板26对塑料瓶完成放气和压缩，此时，上锁扣25/211和下锁扣23/214锁紧，塑料瓶在压紧定位装置2里被固定，压紧工位3可方便后续塑料瓶的打磨和分拣。
32.打磨工位4主要由具有自适应功能的打磨机43、除渣器41以及密封帘42组成，在打磨机43内，打磨头末端与弹簧连接(在打磨阶段，打磨头可自适应给与塑料瓶一个压力，方便打磨又不至于磨穿定位板21)，打磨头通过上压板26的圆孔对已被压缩的塑料瓶外包装进行打磨，露出塑料瓶本身材质；密封帘42对整个打磨工位形成一个密封环境以防打磨的塑料渣飘散在空气中；除渣器41对打磨的塑料渣进行吸收。
33.自动识别工位5主要由近红外光谱仪51、自适应弹簧52，顶升气缸53组成，近红外光谱仪51与自适应弹簧52连接(使近红外光谱仪51和被打磨过的塑料瓶之间产生一个合适的压力，方便识别塑料瓶材质)，近红外光谱仪51通过上压板 26的圆孔与被打磨的塑料瓶
直接接触来识别塑料瓶材质种类，并将识别结果传送到自动分拣工位7。
34.解锁分离工位6由一对半圆弧形的打扣61/62组成，被识别的塑料瓶随压紧定位装置2来到解锁分离工位6时，一对下锁扣23/214和一对打扣61/62碰撞后，下锁扣23/214向里缩回，上下锁扣25/211/23/214分离，压紧定位装置2回复初始状态，方便自动分拣工位7进行分拣。
35.自动分拣工位7由机械臂71和吸附装置72组成，机械臂71通过吸附装置72对塑料瓶吸附后进行自动分拣，完成一个自动分拣流程。
36.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。