一种基于超声波探测的物资识别装置

摘要

本发明涉及废旧物资回收技术，具体是一种基于超声波探测的物资识别装置。本发明解决了现有废旧物资识别技术适用范围受限、实现成本高、技术难度大、识别效率低的问题。一种基于超声波探测的物资识别装置，包括物资盛放装置、超声波测距模块、称重模块、处理模块；所述物资盛放装置包括电机、传动圆盘、第一外圆环、第二外圆环、第一内圆环、第二内圆环、外螺杆、内螺杆、半圆收集槽；所述超声波测距模块包括钢板、超声波传感器；所述称重模块包括弹簧、拉线、限位装置、微动开关；所述处理模块包括微处理器、电机驱动器。本发明适用于废旧物资回收。

权利要求

1.一种基于超声波探测的物资识别装置，其特征在于：包括物资盛放装置、超声波测距模块、称重模块、处理模块；

所述物资盛放装置包括电机（1）、传动圆盘（2）、第一外圆环（3）、第二外圆环（4）、第一内圆环（5）、第二内圆环（6）、外螺杆（7）、内螺杆（8）、半圆收集槽（9）；传动圆盘（2）固定装配于电机（1）的输出轴上，且传动圆盘（2）的轴线与电机（1）的输出轴的轴线重合；第一外圆环（3）安装于传动圆盘（2）的后侧，且第一外圆环（3）的轴线与传动圆盘（2）的轴线重合；第二外圆环（4）安装于第一外圆环（3）的后侧，且第二外圆环（4）的轴线与第一外圆环（3）的轴线重合；第一内圆环（5）转动装配于第一外圆环（3）的内侧面，且第一内圆环（5）的轴线与第一外圆环（3）的轴线重合；第二内圆环（6）转动装配于第二外圆环（4）的内侧面，且第二内圆环（6）的轴线与第二外圆环（4）的轴线重合；外螺杆（7）的数目为多根；每根外螺杆（7）的两端均分别与第一外圆环（3）的后端面和第二外圆环（4）的前端面固定；各根外螺杆（7）围绕第一外圆环（3）的轴线等距排列；内螺杆（8）数目为多根；每根内螺杆（8）均贯穿第一内圆环（5）的端面，且每根内螺杆（8）的两端均分别与传动圆盘（2）的后端面和第二内圆环（6）的前端面固定；各根内螺杆（8）围绕第一内圆环（5）的轴线等距排列；半圆收集槽（9）的两端面分别与第一内圆环（5）的后端面下部和第二内圆环（6）的前端面下部固定，且半圆收集槽（9）的槽口朝上；

所述超声波测距模块包括钢板（10）、超声波传感器（11）；钢板（10）的下板面与半圆收集槽（9）的槽口位置正对；超声波传感器（11）的数目为多个；每个超声波传感器（11）均固定于钢板（10）的下板面，且各个超声波传感器（11）由前向后等距排列；

所述称重模块包括弹簧（12）、拉线（13）、限位装置（14）、微动开关（15）；弹簧（12）的上端悬挂起来；弹簧（12）的下端通过拉线（13）与第一外圆环（3）的外侧面上端连接；限位装置（14）安装于第一外圆环（3）的下侧；微动开关（15）固定于限位装置（14）上；

所述处理模块包括微处理器、电机驱动器；微处理器的信号输入端分别与各个超声波传感器（11）的信号输出端和微动开关（15）的信号输出端连接；电机驱动器的信号输入端与微处理器的信号输出端连接；电机驱动器的信号输出端与电机（1）的信号输入端连接。

说明书

一种基于超声波探测的物资识别装置

技术领域

[0001] 本发明涉及废旧物资回收技术，具体是一种基于超声波探测的物资识别装置。

背景技术

[0002] 废旧物资的识别是废旧物资回收过程中的首要环节。在现有技术条件下，通常采用以下几种识别技术来进行废旧物资的识别：一、射频设别：利用扫描条形码的技术来识别废旧物资的种类。二、材质识别：利用传感器来识别废旧物资的材质。三、射频+称重识别：利用扫描条形码的技术识别废旧物资的种类，并利用称重技术来识别废旧物资的重量。然而实践表明，上述废旧物资识别技术由于自身原理所限，普遍存在如下问题：其一，射频设别技术、射频+称重识别技术均要求废旧物资必须带有条形码，一旦废旧物资的条形码脱落，其便无法进行废旧物资的识别，由此导致其适用范围受限。其二，材质识别技术存在实现成本高、技术难度大、识别效率低的问题。基于此，有必要发明一种全新的废旧物资识别技术，以解决现有废旧物资识别技术存在的上述问题。

发明内容

[0003] 本发明为了解决现有废旧物资识别技术适用范围受限、实现成本高、技术难度大、识别效率低的问题，提供了一种基于超声波探测的物资识别装置。

[0004] 本发明是采用如下技术方案实现的：一种基于超声波探测的物资识别装置，包括物资盛放装置、超声波测距模块、称重模块、处理模块；

[0005] 所述物资盛放装置包括电机、传动圆盘、第一外圆环、第二外圆环、第一内圆环、第二内圆环、外螺杆、内螺杆、半圆收集槽；传动圆盘固定装配于电机的输出轴上，且传动圆盘的轴线与电机的输出轴的轴线重合；第一外圆环安装于传动圆盘的后侧，且第一外圆环的轴线与传动圆盘的轴线重合；第二外圆环安装于第一外圆环的后侧，且第二外圆环的轴线与第一外圆环的轴线重合；第一内圆环转动装配于第一外圆环的内侧面，且第一内圆环的轴线与第一外圆环的轴线重合；第二内圆环转动装配于第二外圆环的内侧面，且第二内圆环的轴线与第二外圆环的轴线重合；外螺杆的数目为多根；每根外螺杆的两端均分别与第一外圆环的后端面和第二外圆环的前端面固定；各根外螺杆围绕第一外圆环的轴线等距排列；内螺杆数目为多根；每根内螺杆均贯穿第一内圆环的端面，且每根内螺杆的两端均分别与传动圆盘的后端面和第二内圆环的前端面固定；各根内螺杆围绕第一内圆环的轴线等距排列；半圆收集槽的两端面分别与第一内圆环的后端面下部和第二内圆环的前端面下部固定，且半圆收集槽的槽口朝上；

[0006] 所述超声波测距模块包括钢板、超声波传感器；钢板的下板面与半圆收集槽的槽口位置正对；超声波传感器的数目为多个；每个超声波传感器均固定于钢板的下板面，且各个超声波传感器由前向后等距排列；

[0007] 所述称重模块包括弹簧、拉线、限位装置、微动开关；弹簧的下端通过拉线与第一外圆环的外侧面上端连接；限位装置安装于第一外圆环的下侧；微动开关固定于限位装置上；

[0008] 所述处理模块包括微处理器、电机驱动器；微处理器的信号输入端分别与各个超声波传感器的信号输出端和微动开关的信号输出端连接；电机驱动器的信号输入端与微处理器的信号输出端连接；电机驱动器的信号输出端与电机的信号输入端连接。

[0009] 工作时，将限位装置、微动开关、第二外圆环的外侧面下端均放置在地面上，并将弹簧的上端悬挂起来，由此使得第一外圆环的外侧面下端与微动开关之间留出间隙。然后，在半圆收集槽的左右两侧各放置一个收集箱，位于半圆收集槽左侧的收集箱用于收集可回收物资，位于半圆收集槽右侧的收集箱用于收集不可回收物资。然后，将各个超声波传感器开启，各个超声波传感器由此开始进行测距。具体工作过程如下：当没有废旧物资投入到半圆收集槽内时，各个超声波传感器各自将测得的初始距离（该初始距离即等于超声波传感器与半圆收集槽的内侧面下端之间的距离）实时发送至微处理器。此时，微动开关处于断开状态，微处理器实时读取微动开关的状态。当有废旧物资投入到半圆收集槽内时，位于废旧物资正上方的多个超声波传感器测得的距离均发生变化，上述多个超声波传感器各自将测得的距离实时发送至微处理器，微处理器由此计算出变化后的距离与初始距离之间的差值，并根据该差值判定废旧物资的直径（该差值即等于废旧物资的直径），然后将废旧物资的直径与设定值进行比较，由此根据比较结果判定废旧物资的直径是否超限。与此同时，微处理器根据上述多个超声波传感器中位置最靠前的超声波传感器与位置最靠后的超声波传感器之间的距离判定废旧物资的长度（上述多个超声波传感器中位置最靠前的超声波传感器与位置最靠后的超声波传感器之间的距离即等于废旧物资的长度），并将废旧物资的长度与设定值进行比较，由此根据比较结果判定废旧物资的长度是否超限。此时，在废旧物资的重量作用下，半圆收集槽的前端向下移动，并通过第一内圆环带动第一外圆环向下移动，第一外圆环进而通过拉线带动弹簧向下伸长。若第一外圆环的外侧面下端未触碰到微动开关，则微动开关仍然处于断开状态，微处理器根据微动开关的状态判定废旧物资的重量未超限。反之，若第一外圆环的外侧面下端触碰到微动开关，则微动开关闭合，微处理器根据微动开关的状态判定废旧物资的重量已超限。当废旧物资的直径、长度、重量均未超限时，微处理器即判定废旧物资为可回收物资。此时，微处理器向电机驱动器发出左转信号，电机驱动器根据左转信号控制电机进行左转，电机依次通过传动圆盘、第一内圆环、内螺杆、第二内圆环驱动半圆收集槽向左翻转，半圆收集槽由此将废旧物资倒入位于半圆收集槽左侧的收集箱。当废旧物资的直径、长度、重量中的任意一项超限时，微处理器即判定废旧物资为不可回收物资。此时，微处理器向电机驱动器发出右转信号，电机驱动器根据右转信号控制电机进行右转，电机依次通过传动圆盘、第一内圆环、内螺杆、第二内圆环驱动半圆收集槽向右翻转，半圆收集槽由此将废旧物资倒入位于半圆收集槽右侧的收集箱。基于上述过程，本发明所述的一种基于超声波探测的物资识别装置通过采用超声波探测原理，实现了对废旧物资进行识别。与射频设别技术、射频+称重识别技术相比，本发明所述的一种基于超声波探测的物资识别装置无需废旧物资带有条形码，即可进行废旧物资的识别，因此其适用范围不再受限。与材质识别技术相比，本发明所述的一种基于超声波探测的物资识别装置实现成本更低、技术难度更小、识别效率更高。

[0010] 本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有废旧物资识别技术适用范围受限、实现成本高、技术难度大、识别效率低的问题，适用于废旧物资回收。

附图说明

[0011] 图1是本发明的结构示意图。

[0012] 图2是本发明的第一外圆环和第一内圆环的结构示意图。

[0013] 图3是本发明的第二外圆环和第二内圆环的结构示意图。

[0014] 图中：1-电机，2-传动圆盘，3-第一外圆环，4-第二外圆环，5-第一内圆环，6-第二内圆环，7-外螺杆，8-内螺杆，9-半圆收集槽，10-钢板，11-超声波传感器，12-弹簧，13-拉线，14-限位装置，15-微动开关。

具体实施方式

[0015] 一种基于超声波探测的物资识别装置，包括物资盛放装置、超声波测距模块、称重模块、处理模块；

[0016] 所述物资盛放装置包括电机1、传动圆盘2、第一外圆环3、第二外圆环4、第一内圆环5、第二内圆环6、外螺杆7、内螺杆8、半圆收集槽9；传动圆盘2固定装配于电机1的输出轴上，且传动圆盘2的轴线与电机1的输出轴的轴线重合；第一外圆环3安装于传动圆盘2的后侧，且第一外圆环3的轴线与传动圆盘2的轴线重合；第二外圆环4安装于第一外圆环3的后侧，且第二外圆环4的轴线与第一外圆环3的轴线重合；第一内圆环5转动装配于第一外圆环3的内侧面，且第一内圆环5的轴线与第一外圆环3的轴线重合；第二内圆环6转动装配于第二外圆环4的内侧面，且第二内圆环6的轴线与第二外圆环4的轴线重合；外螺杆7的数目为多根；每根外螺杆7的两端均分别与第一外圆环3的后端面和第二外圆环4的前端面固定；各根外螺杆7围绕第一外圆环3的轴线等距排列；内螺杆8数目为多根；每根内螺杆8均贯穿第一内圆环5的端面，且每根内螺杆8的两端均分别与传动圆盘2的后端面和第二内圆环6的前端面固定；各根内螺杆8围绕第一内圆环5的轴线等距排列；半圆收集槽9的两端面分别与第一内圆环5的后端面下部和第二内圆环6的前端面下部固定，且半圆收集槽9的槽口朝上；

[0017] 所述超声波测距模块包括钢板10、超声波传感器11；钢板10的下板面与半圆收集槽9的槽口位置正对；超声波传感器11的数目为多个；每个超声波传感器11均固定于钢板10的下板面，且各个超声波传感器11由前向后等距排列；

[0018] 所述称重模块包括弹簧12、拉线13、限位装置14、微动开关15；弹簧12的下端通过拉线13与第一外圆环3的外侧面上端连接；限位装置14安装于第一外圆环3的下侧；微动开关15固定于限位装置14上；

[0019] 所述处理模块包括微处理器、电机驱动器；微处理器的信号输入端分别与各个超声波传感器11的信号输出端和微动开关15的信号输出端连接；电机驱动器的信号输入端与微处理器的信号输出端连接；电机驱动器的信号输出端与电机1的信号输入端连接。

[0020] 具体实施时，所述微处理器为STM32f103VET6型微处理器。