本發(fā)明涉及垃圾密度識(shí)別分類，尤其涉及一種基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置及其分類方法。

背景技術(shù)：

1、中國(guó)專利文獻(xiàn)cn117533668a，公開(kāi)(公告)日?：2024.02.09，為我團(tuán)隊(duì)公開(kāi)的一種生活垃圾分類裝置及分類方法，包括框體，框體的上側(cè)安裝有xy軸平移機(jī)構(gòu)，xy軸平移機(jī)構(gòu)上安裝有機(jī)械爪，框體在位于xy軸平移機(jī)構(gòu)的下方安裝有z軸升降機(jī)構(gòu)，z軸升降機(jī)構(gòu)上安裝有升降座，升降座上安裝有垃圾暫存臺(tái)，垃圾暫存臺(tái)為框型結(jié)構(gòu)，垃圾暫存臺(tái)的底部設(shè)有水平移動(dòng)的開(kāi)閉門(mén)，框體內(nèi)的底部安裝有旋轉(zhuǎn)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的下側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置與框體固定連接，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上側(cè)安裝有多個(gè)收集桶。其優(yōu)點(diǎn)在于：該分類裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生活垃圾的自動(dòng)化分類，不僅能夠?qū)我环N類垃圾和多種類垃圾分別進(jìn)行處理，并且垃圾能夠準(zhǔn)確的落入下方收集桶，分類效率高，垃圾暫存臺(tái)底部采用水平移動(dòng)的開(kāi)閉門(mén)，在移動(dòng)開(kāi)啟時(shí)，開(kāi)閉門(mén)上垃圾能夠完全刮除；其不足之處在于：由于傳統(tǒng)的視覺(jué)識(shí)別技術(shù)容易受到物體顏色以及環(huán)境光線影響，識(shí)別準(zhǔn)確度較低，因此我團(tuán)隊(duì)針對(duì)這個(gè)問(wèn)題作出了進(jìn)一步的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置及其分類方法，通過(guò)外形識(shí)別裝置對(duì)垃圾的外形進(jìn)行識(shí)別、掃描，再通過(guò)承接盤(pán)上的分布式重力傳感器對(duì)垃圾的重量、坐標(biāo)以及位置方向進(jìn)行識(shí)別，控制器將分布式重力傳感器得到數(shù)據(jù)以及外形識(shí)別裝置得到的數(shù)據(jù)與內(nèi)部預(yù)設(shè)的垃圾平均密度以及體積進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出垃圾的類別，通過(guò)外形、體積、重量以及密度四個(gè)維度對(duì)垃圾進(jìn)行判斷，識(shí)別精度更高。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，包括結(jié)構(gòu)主體、暫存裝置、存儲(chǔ)裝置以及控制器，所述暫存裝置以及存儲(chǔ)裝置從上至下依次安裝在結(jié)構(gòu)主體內(nèi)，結(jié)構(gòu)主體上在位于暫存裝置的上方設(shè)置有投放口，所述暫存裝置包括承接盤(pán)，承接盤(pán)上安裝有分布式傳感器；還包括外形識(shí)別裝置，所述外形識(shí)別裝置位于承接盤(pán)與夾取裝置之間；所述結(jié)構(gòu)主體上在位于承接盤(pán)的上方安裝有夾取裝置和/或在位于為承接盤(pán)的底部安裝有傾倒裝置；所述存儲(chǔ)裝置包括至少兩個(gè)垃圾桶。

3、所述外形識(shí)別裝置包括多個(gè)三維激光掃描儀，多個(gè)所述三維激光掃描儀環(huán)繞在承接盤(pán)周圍。

4、所述夾取裝置包括直線導(dǎo)軌模組和機(jī)械手模組，機(jī)械手模組安裝在直線導(dǎo)軌模組的滑塊上。

5、所述機(jī)械手模組包括第一舵機(jī)、第二舵機(jī)以及夾爪，第一舵機(jī)安裝在滑塊上，第一舵機(jī)的輸出軸與第一連桿的一端固定連接，第一連桿的另一端與第二連桿的一端鉸接，第二連桿的另一端與第二舵機(jī)的機(jī)體鉸接，第二舵機(jī)的輸出軸向下伸出，第二舵機(jī)的輸出軸上安裝有所述夾爪；所述第二舵機(jī)的一側(cè)安裝有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿向上滑動(dòng)穿過(guò)位于滑塊上的滑孔。

6、所述傾倒裝置包括第一支架和第三舵機(jī)，第一支架安裝在承接盤(pán)的底部，第三舵機(jī)的輸出軸與第一支架連接，第三舵機(jī)通過(guò)橫撐與結(jié)構(gòu)主體連接；所述垃圾桶一左一右的設(shè)置有兩個(gè)。

7、所述傾倒裝置包括第一支架、第三舵機(jī)、第二支架以及第四舵機(jī)，第一支架安裝在承接盤(pán)的底部，第三舵機(jī)的輸出軸與第一支架連接，第三舵機(jī)安裝在第二支架上，第四舵機(jī)的輸出軸與第二支架連接，第三舵機(jī)的輸出軸與第四舵機(jī)的輸出軸呈交叉布置，第四舵機(jī)通過(guò)橫撐與結(jié)構(gòu)主體連接；所述垃圾桶呈矩陣布置的設(shè)置有四個(gè)。

8、所述承接盤(pán)的周圍鉸接安裝有多個(gè)擋板，所述承接盤(pán)的底部安裝有多個(gè)第五舵機(jī)，第五舵機(jī)的輸出端上安裝有擋鉤，在擋鉤收起時(shí)，擋鉤抵靠擋板，從而使擋板豎立，在擋鉤放開(kāi)時(shí)，擋板在重力作用下打開(kāi)。

9、所述存儲(chǔ)裝置的其中一個(gè)垃圾桶內(nèi)安裝有刺壓裝置。

10、所述刺壓裝置包括推桿裝置、推板、釘板以及反作用力板，推板和釘板分別位于其中一個(gè)垃圾桶內(nèi)部的相對(duì)兩側(cè)，釘板與垃圾桶固定連接，推桿裝置的固定端與結(jié)構(gòu)主體連接固定，推桿裝置的伸縮端穿過(guò)這個(gè)垃圾桶的側(cè)壁與推板固定連接，?釘板上設(shè)置有長(zhǎng)釘?shù)囊粋?cè)滑動(dòng)套裝有反作用力板，反作用力板上設(shè)置有用于長(zhǎng)釘穿過(guò)的孔，反作用力板與釘板之間安裝有彈簧，當(dāng)彈簧位于卸力狀態(tài)下，反作用力板位于長(zhǎng)釘?shù)亩瞬俊?/p>

11、采用所述基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置的分類方法，包括以下步驟：

12、s1、在分類裝置通電啟動(dòng)的狀態(tài)下，將固形垃圾從投放口依次投入；

13、s2、垃圾垂直下落至?xí)捍嫜b置的承接盤(pán)上，承接盤(pán)上的分布式傳感器開(kāi)始工作，對(duì)垃圾進(jìn)行稱重，并感應(yīng)垃圾位于承接盤(pán)的坐標(biāo)位置，以及垃圾位于承接盤(pán)上的方向，并將重量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及方向數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及方向數(shù)據(jù)控制夾取裝置夾取承接盤(pán)上的垃圾，并使垃圾位于外形識(shí)別裝置的掃描范圍內(nèi)，外形識(shí)別裝置啟動(dòng)，對(duì)垃圾進(jìn)行全方位掃描，將垃圾的外形轉(zhuǎn)化為三維模型，并通過(guò)三維模型計(jì)算出垃圾的體積，并將體積數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器；或者，

14、垃圾在垂直下落至?xí)捍嫜b置的承接盤(pán)過(guò)程中，外形識(shí)別裝置啟動(dòng)對(duì)垃圾進(jìn)行全方位掃描，之后將體積數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，垃圾掉落到承接盤(pán)上后，分布式傳感器對(duì)垃圾進(jìn)行稱重，并感應(yīng)垃圾位于承接盤(pán)的坐標(biāo)位置，以及垃圾位于承接盤(pán)上的方向，并將重量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及方向數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器；

15、s3、控制器將接收的數(shù)據(jù)與內(nèi)部預(yù)設(shè)的垃圾平均密度以及體積進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出垃圾的類別；

16、s4、通過(guò)夾取裝置將夾取的垃圾投入到下方存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)的垃圾桶中；或者，承接盤(pán)下方的傾倒裝置動(dòng)作，將承接盤(pán)上的垃圾傾倒至下方存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)的垃圾桶中。

17、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下技術(shù)效果：

18、1、本發(fā)明通過(guò)外形識(shí)別裝置對(duì)垃圾的外形、體積進(jìn)行識(shí)別、掃描，再通過(guò)承接盤(pán)上的分布式重力傳感器對(duì)垃圾的重量、坐標(biāo)以及位置方向進(jìn)行識(shí)別，控制器將分布式重力傳感器得到數(shù)據(jù)以及外形識(shí)別裝置得到的數(shù)據(jù)與內(nèi)部預(yù)設(shè)的垃圾平均密度以及體積等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出垃圾的類別。本發(fā)明通過(guò)外形、體積、重量以及密度四個(gè)維度對(duì)垃圾進(jìn)行判斷，提高了識(shí)別精度。

19、2、分布式重力傳感器能夠?qū)闹亓?、坐?biāo)以及位置方向進(jìn)行識(shí)別，對(duì)于對(duì)進(jìn)行稱重，并便于夾取裝置準(zhǔn)確抓取。

20、3、在飲料瓶?jī)?nèi)部存在未飲用完的水時(shí)，外形數(shù)據(jù)、體積數(shù)據(jù)顯示為飲料瓶，而重量數(shù)據(jù)和密度數(shù)據(jù)超出閾值，就可以將這類飲料瓶單獨(dú)分出投入到裝有刺壓裝置的垃圾桶中進(jìn)行排水、壓縮，在后期回收時(shí)，就不用開(kāi)蓋倒水了，回收利用更加方便。

技術(shù)特征：

1.一種基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，包括結(jié)構(gòu)主體（1）、暫存裝置（4）、存儲(chǔ)裝置（5）以及控制器（7），所述暫存裝置（4）以及存儲(chǔ)裝置（5）從上至下依次安裝在結(jié)構(gòu)主體（1）內(nèi)，結(jié)構(gòu)主體（1）上在位于暫存裝置（4）的上方設(shè)置有投放口（11），其特征在于：所述暫存裝置（4）包括承接盤(pán)（41），承接盤(pán)（41）上安裝有分布式傳感器；還包括外形識(shí)別裝置（3），所述外形識(shí)別裝置（3）位于承接盤(pán)（41）與夾取裝置（2）之間；所述結(jié)構(gòu)主體（1）上在位于承接盤(pán)（41）的上方安裝有夾取裝置（2）和/或在位于為承接盤(pán)（41）的底部安裝有傾倒裝置；所述存儲(chǔ)裝置（5）包括至少兩個(gè)垃圾桶（51）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述外形識(shí)別裝置（3）包括多個(gè)三維激光掃描儀（31），多個(gè)所述三維激光掃描儀（31）環(huán)繞在承接盤(pán)（41）周圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述夾取裝置（2）包括直線導(dǎo)軌模組（21）和機(jī)械手模組（22），機(jī)械手模組（22）安裝在直線導(dǎo)軌模組（21）的滑塊（211）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述機(jī)械手模組（22）包括第一舵機(jī)（221）、第二舵機(jī)（224）以及夾爪（226），第一舵機(jī)（221）安裝在滑塊（211）上，第一舵機(jī)（221）的輸出軸與第一連桿（222）的一端固定連接，第一連桿（222）的另一端與第二連桿（223）的一端鉸接，第二連桿（223）的另一端與第二舵機(jī)（224）的機(jī)體鉸接，第二舵機(jī)（224）的輸出軸向下伸出，第二舵機(jī)（224）的輸出軸上安裝有所述夾爪（226）；所述第二舵機(jī)（224）的一側(cè)安裝有導(dǎo)桿（225），導(dǎo)桿（225）向上滑動(dòng)穿過(guò)位于滑塊（211）上的滑孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述傾倒裝置包括第一支架（45）和第三舵機(jī)（46），第一支架（45）安裝在承接盤(pán)（41）的底部，第三舵機(jī)（46）的輸出軸與第一支架（45）連接，第三舵機(jī)（46）通過(guò)橫撐與結(jié)構(gòu)主體（1）連接；所述垃圾桶（51）一左一右的設(shè)置有兩個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述傾倒裝置包括第一支架（45）、第三舵機(jī)（46）、第二支架（47）以及第四舵機(jī)（48），第一支架（45）安裝在承接盤(pán)（41）的底部，第三舵機(jī)（46）的輸出軸與第一支架（45）連接，第三舵機(jī)（46）安裝在第二支架（47）上，第四舵機(jī)（48）的輸出軸與第二支架（47）連接，第三舵機(jī)（46）的輸出軸與第四舵機(jī)（48）的輸出軸呈交叉布置，第四舵機(jī)（48）通過(guò)橫撐與結(jié)構(gòu)主體（1）連接；所述垃圾桶（51）呈矩陣布置的設(shè)置有四個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述承接盤(pán)（41）的周圍鉸接安裝有多個(gè)擋板（42），所述承接盤(pán)（41）的底部安裝有多個(gè)第五舵機(jī)（43），第五舵機(jī)（43）的輸出端上安裝有擋鉤（44），在擋鉤（44）收起時(shí)，擋鉤（44）抵靠擋板（42），從而使擋板（42）豎立，在擋鉤（44）放開(kāi)時(shí)，擋板（42）在重力作用下打開(kāi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述存儲(chǔ)裝置（5）的其中一個(gè)垃圾桶（51）內(nèi)安裝有刺壓裝置（6）。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置，其特征在于：所述刺壓裝置（6）包括推桿裝置（61）、推板（62）、釘板（63）以及反作用力板（64），推板（62）和釘板（63）分別位于其中一個(gè)垃圾桶（51）內(nèi)部的相對(duì)兩側(cè)，釘板（63）與垃圾桶（51）固定連接，推桿裝置（61）的固定端與結(jié)構(gòu)主體（1）連接固定，推桿裝置（61）的伸縮端穿過(guò)這個(gè)垃圾桶（51）的側(cè)壁與推板（62）固定連接，?釘板（63）上設(shè)置有長(zhǎng)釘?shù)囊粋?cè)滑動(dòng)套裝有反作用力板（64），反作用力板（64）上設(shè)置有用于長(zhǎng)釘穿過(guò)的孔，反作用力板（64）與釘板（63）之間安裝有彈簧，當(dāng)彈簧位于卸力狀態(tài)下，反作用力板（64）位于長(zhǎng)釘?shù)亩瞬俊?/p>

10.采用權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置的分類方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于密度識(shí)別的全自動(dòng)垃圾分類裝置及其分類方法，包括結(jié)構(gòu)主體、暫存裝置、存儲(chǔ)裝置以及控制器，暫存裝置以及存儲(chǔ)裝置從上至下依次安裝在結(jié)構(gòu)主體內(nèi)，結(jié)構(gòu)主體上在位于暫存裝置的上方設(shè)置有投放口，暫存裝置包括承接盤(pán)，承接盤(pán)上安裝有分布式傳感器；還包括外形識(shí)別裝置，外形識(shí)別裝置位于承接盤(pán)與夾取裝置之間,結(jié)構(gòu)主體上在位于承接盤(pán)的上方安裝有夾取裝置或在位于為承接盤(pán)的底部安裝有傾倒裝置，存儲(chǔ)裝置包括至少兩個(gè)垃圾桶。本發(fā)明通過(guò)外形、體積、重量以及密度四個(gè)維度對(duì)垃圾進(jìn)行判斷，提高識(shí)別精度。

技術(shù)研發(fā)人員：譚金鈴,文康,楊潤(rùn)佳,劉浩東,陳前鋒,劉雨軒,殷祥宇,駱逍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9