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

背景技術：

1、中國專利文獻cn117533668a，公開(公告)日?：2024.02.09，為我團隊公開的一種生活垃圾分類裝置及分類方法，包括框體，框體的上側安裝有xy軸平移機構，xy軸平移機構上安裝有機械爪，框體在位于xy軸平移機構的下方安裝有z軸升降機構，z軸升降機構上安裝有升降座，升降座上安裝有垃圾暫存臺，垃圾暫存臺為框型結構，垃圾暫存臺的底部設有水平移動的開閉門，框體內的底部安裝有旋轉臺，旋轉臺的下側安裝有驅動裝置，驅動裝置與框體固定連接，旋轉臺的上側安裝有多個收集桶。其優(yōu)點在于：該分類裝置能夠實現(xiàn)對生活垃圾的自動化分類，不僅能夠對單一種類垃圾和多種類垃圾分別進行處理，并且垃圾能夠準確的落入下方收集桶，分類效率高，垃圾暫存臺底部采用水平移動的開閉門，在移動開啟時，開閉門上垃圾能夠完全刮除；其不足之處在于：由于傳統(tǒng)的視覺識別技術容易受到物體顏色以及環(huán)境光線影響，識別準確度較低，因此我團隊針對這個問題作出了進一步的改進。

技術實現(xiàn)思路

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

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

3、所述外形識別裝置包括多個三維激光掃描儀，多個所述三維激光掃描儀環(huán)繞在承接盤周圍。

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

5、所述機械手模組包括第一舵機、第二舵機以及夾爪，第一舵機安裝在滑塊上，第一舵機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的機體鉸接，第二舵機的輸出軸向下伸出，第二舵機的輸出軸上安裝有所述夾爪；所述第二舵機的一側安裝有導桿，導桿向上滑動穿過位于滑塊上的滑孔。

6、所述傾倒裝置包括第一支架和第三舵機，第一支架安裝在承接盤的底部，第三舵機的輸出軸與第一支架連接，第三舵機通過橫撐與結構主體連接；所述垃圾桶一左一右的設置有兩個。

7、所述傾倒裝置包括第一支架、第三舵機、第二支架以及第四舵機，第一支架安裝在承接盤的底部，第三舵機的輸出軸與第一支架連接，第三舵機安裝在第二支架上，第四舵機的輸出軸與第二支架連接，第三舵機的輸出軸與第四舵機的輸出軸呈交叉布置，第四舵機通過橫撐與結構主體連接；所述垃圾桶呈矩陣布置的設置有四個。

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

9、所述存儲裝置的其中一個垃圾桶內安裝有刺壓裝置。

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垃圾桶內部的相對兩側，釘板與垃圾桶固定連接，推桿裝置的固定端與結構主體連接固定，推桿裝置的伸縮端穿過這個垃圾桶的側壁與推板固定連接，?釘板上設置有長釘?shù)囊粋然瑒犹籽b有反作用力板，反作用力板上設置有用于長釘穿過的孔，反作用力板與釘板之間安裝有彈簧，當彈簧位于卸力狀態(tài)下，反作用力板位于長釘?shù)亩瞬俊?/p>

11、采用所述基于密度識別的全自動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、垃圾垂直下落至暫存裝置的承接盤上，承接盤上的分布式傳感器開始工作，對垃圾進行稱重，并感應垃圾位于承接盤的坐標位置，以及垃圾位于承接盤上的方向，并將重量數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)以及方向數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)坐標數(shù)據(jù)以及方向數(shù)據(jù)控制夾取裝置夾取承接盤上的垃圾，并使垃圾位于外形識別裝置的掃描范圍內，外形識別裝置啟動，對垃圾進行全方位掃描，將垃圾的外形轉化為三維模型，并通過三維模型計算出垃圾的體積，并將體積數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器；或者，

14、垃圾在垂直下落至暫存裝置的承接盤過程中，外形識別裝置啟動對垃圾進行全方位掃描，之后將體積數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，垃圾掉落到承接盤上后，分布式傳感器對垃圾進行稱重，并感應垃圾位于承接盤的坐標位置，以及垃圾位于承接盤上的方向，并將重量數(shù)據(jù)、坐標數(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)與內部預設的垃圾平均密度以及體積進行對比，從而判斷出垃圾的類別；

16、s4、通過夾取裝置將夾取的垃圾投入到下方存儲裝置對應的垃圾桶中；或者，承接盤下方的傾倒裝置動作，將承接盤上的垃圾傾倒至下方存儲裝置對應的垃圾桶中。

17、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有如下技術效果：

18、1、本發(fā)明通過外形識別裝置對垃圾的外形、體積進行識別、掃描，再通過承接盤上的分布式重力傳感器對垃圾的重量、坐標以及位置方向進行識別，控制器將分布式重力傳感器得到數(shù)據(jù)以及外形識別裝置得到的數(shù)據(jù)與內部預設的垃圾平均密度以及體積等數(shù)據(jù)進行對比，從而判斷出垃圾的類別。本發(fā)明通過外形、體積、重量以及密度四個維度對垃圾進行判斷，提高了識別精度。

19、2、分布式重力傳感器能夠對垃圾的重量、坐標以及位置方向進行識別，對于對進行稱重，并便于夾取裝置準確抓取。

20、3、在飲料瓶內部存在未飲用完的水時，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分出投入到裝有刺壓裝置的垃圾桶中進行排水、壓縮，在后期回收時，就不用開蓋倒水了，回收利用更加方便。

技術特征：

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

2.根據(jù)權利要求1所述的基于密度識別的全自動垃圾分類裝置，其特征在于：所述外形識別裝置（3）包括多個三維激光掃描儀（31），多個所述三維激光掃描儀（31）環(huán)繞在承接盤（41）周圍。

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

4.根據(jù)權利要求3所述的基于密度識別的全自動垃圾分類裝置，其特征在于：所述機械手模組（22）包括第一舵機（221）、第二舵機（224）以及夾爪（226），第一舵機（221）安裝在滑塊（211）上，第一舵機（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（224）的機體鉸接，第二舵機（224）的輸出軸向下伸出，第二舵機（224）的輸出軸上安裝有所述夾爪（226）；所述第二舵機（224）的一側安裝有導桿（225），導桿（225）向上滑動穿過位于滑塊（211）上的滑孔。

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

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

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

8.根據(jù)權利要求1所述的基于密度識別的全自動垃圾分類裝置，其特征在于：所述存儲裝置（5）的其中一個垃圾桶（51）內安裝有刺壓裝置（6）。

9.根據(jù)權利要求8所述的基于密度識別的全自動垃圾分類裝置，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）分別位于其中一個垃圾桶（51）內部的相對兩側，釘板（63）與垃圾桶（51）固定連接，推桿裝置（61）的固定端與結構主體（1）連接固定，推桿裝置（61）的伸縮端穿過這個垃圾桶（51）的側壁與推板（62）固定連接，?釘板（63）上設置有長釘?shù)囊粋然瑒犹籽b有反作用力板（64），反作用力板（64）上設置有用于長釘穿過的孔，反作用力板（64）與釘板（63）之間安裝有彈簧，當彈簧位于卸力狀態(tài)下，反作用力板（64）位于長釘?shù)亩瞬俊?/p>

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

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于密度識別的全自動垃圾分類裝置及其分類方法，包括結構主體、暫存裝置、存儲裝置以及控制器，暫存裝置以及存儲裝置從上至下依次安裝在結構主體內，結構主體上在位于暫存裝置的上方設置有投放口，暫存裝置包括承接盤，承接盤上安裝有分布式傳感器；還包括外形識別裝置，外形識別裝置位于承接盤與夾取裝置之間,結構主體上在位于承接盤的上方安裝有夾取裝置或在位于為承接盤的底部安裝有傾倒裝置，存儲裝置包括至少兩個垃圾桶。本發(fā)明通過外形、體積、重量以及密度四個維度對垃圾進行判斷，提高識別精度。

技術研發(fā)人員：譚金鈴,文康,楊潤佳,劉浩東,陳前鋒,劉雨軒,殷祥宇,駱逍
受保護的技術使用者：三峽大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9