JPH07178373A - 廃棄ビン類の選別回収方法及び装置 - Google Patents

廃棄ビン類の選別回収方法及び装置

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JPH07178373A
JPH07178373A JP32641293A JP32641293A JPH07178373A JP H07178373 A JPH07178373 A JP H07178373A JP 32641293 A JP32641293 A JP 32641293A JP 32641293 A JP32641293 A JP 32641293A JP H07178373 A JPH07178373 A JP H07178373A
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bottles
color
conveyor
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vibrating
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JP32641293A
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Hisashi Takei
寿 武井
Yasushi Morikawa
泰 森川
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 資源ごみの中でビン類を色判別して回収する
際に、ビン1本ずつを分離して送り色判別を確実にしか
つ装置全体をコンパクトで経済的なものとする。 【構成】 ホッパ1から廃棄ビン類を斜めに設けたV字
状断面の振動搬送装置2へ投入して互いに1本ずつを分
離して水平搬送装置3へ送り、撮像手段6のCCDカメ
ラでビンの形状、色情報のデータを得、パーソナルコン
ピュータ内で色判別して色ごとにビンを回収装置8の回
転アームで払出しする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、廃棄物、特にカレッ
ト原料として再生されるビン類を選別回収する廃棄ビン
類の選別回収方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般家庭から排出される不燃物や粗大ご
みなどの廃棄物中には原料として再生使用し得るビン類
等の有価物が含まれており、これらビン類を選別回収す
ることが行なわれている。ビン類を回収して資源として
再利用する場合、ビン類を色別に回収しなければ、原料
として溶解したときに種々の色が混合して別の色となる
という不都合が生じる。従ってビン類を選別回収する際
は必らず色別に選別回収する必要がある。
【0003】このように色別に選別回収する方法とし
て、一般にはまずビン類のみを他のごみから取り出した
後、コンベアで搬送しながらコンベアに沿って待機して
いる複数の作業員により手作業で色判別して選別回収す
ることが行なわれる。
【0004】一方省力化の視点から上記作業を自動的に
機械により選別回収する方法も提案されており、その一
例として特開平4−367774号公報による廃棄ビン
類の色別回収方法が知られている。
【0005】この方法は、選別分離したガラスビン類を
太さ別に分級し、分級されたビン類を整列装置により整
列搬送し、色別センサでビン類の各色毎に色検出を行な
い、色別払出し装置により払出して回収する選別回収方
法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したコ
ンベアに沿って配置した作業員による手選別回収方法の
場合は、ビン類の色に関して少なくとも白、黒、茶、青
の4色のそれぞれについて1人ずつかつコンベアによる
搬送量が多いと上記色毎の作業員の組を複数組配置しな
ければならない。しかし、作業員の目視による色判別は
一定以上の速度では正確に行なえないため、省力化の観
点からもあるいは色判別を従来より高速度で効率よく正
確に行なうためにも自動的に機械で選別できることが望
ましい。
【0007】この点で前記公報による廃棄ビン類の色別
回収方法は機械により自動的にビン類を選別回収できる
が、この方法では次のような問題がある。
【0008】まず、ガラスビン類を太さ別に分級する方
法として、実際には分級振動篩が用いられており、ビン
類の太さ別に対応する目の篩が複数組使用されている。
従って、この篩による分級方法では分級装置が大がかり
となりこれに付設される振動機も大きく、分級装置全体
の構造が複雑であり、従って必然的にコストも高くな
る。
【0009】又、公報中で詳細に説明されてはいない
が、分級装置としてはビン類の太さ別に篩の目の大きさ
の異なるものが複数段設けられており、一般には目の小
さいものから順次篩にかけられ小さい(細い)ビンから
落下するはずである。しかし、その分級作業中に大ビン
の上に小ビンが乗って重なったまま落下する可能性があ
り、その後の搬送装置でこのビンとビンの重なりを積極
的に排除する工夫がされていないため重なったままで送
られる可能性がある。
【0010】このような場合に、大ビンと小ビンの色が
異なっていればその後の色別センサで色の判別を正確に
は行なうことができない。
【0011】さらに、上記分級装置で太さ別にビン類を
分級するため、ビン類の太さ毎のコンベアを搬送装置と
しなければならず、従って色判別のための色別センサも
各ビン類の太さ毎のコンベアにそれぞれ同じようなもの
を多数組設けなければならず、選別回収装置は全体とし
て大規模にならざるを得ない。
【0012】又、色別センサは手選別の場合と同様に少
なくとも白、黒、茶、青の4種以上の色別センサを必要
とするから色別センサの種類、数が多くなり過ぎて、こ
れらを含む装置全体の制御装置が極めて複雑となり、実
際に実用化する上で問題となる。
【0013】この発明は、上述した従来の廃棄ビン類の
選別回収方法の種々の問題点に留意して、従来のように
手選別ではなく機械による自動化ができ、しかもビン類
の太さ、大きさを分級処理することなくビン類を互いに
分離した状態で送り、そのビン類のそれぞれの形状によ
る撮像情報に基づいて色判別できる廃棄ビン類の選別回
収方法及び装置を提供することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
としてこの発明は、他の廃棄物から選別されたビン類を
V字状断面のコンベアによる搬送路に供給し、途中で送
り速度を変化させると共に搬送路を斜めに上昇させかつ
経路を振動させることによってビン類が互いに重ならな
いように分離して送り、その後撮像手段により検出した
ビン類の情報に基づいて形状認識をすると共にその形状
認識データから被測定面積の色情報によりビン類の色判
別をし、この色判別信号に基づいてビン類を色別に回収
するようにした廃棄ビン類の選別回収方法としたのであ
る。
【0015】上記送別回収方法においては、前記搬送路
を斜めに設けるのが好ましい。
【0016】この選別回収方法を実施する装置として
は、他の廃棄物から選別されたビン類を搬送する搬送装
置を備え、この搬送装置はV字状断面のコンベアを斜め
に設けると共にそのコンベア速度が途中で高速となるコ
ンベア部分を含みかつ経路全体を上下振動させる振動装
置を備えた振動搬送部と、振動を絶縁した状態でその下
流に設けられる水平なコンベアから成る水平搬送部とか
ら成り、この水平搬送部に沿って、ビン類の画像情報と
色信号を検知する撮像手段、その出力信号に基づいて形
状認識し色判別する電子回路を有し、その色判別信号に
基づいて制御信号を出力する論理制御手段、及び上記制
御信号により色種類に対応してビン類を払い出しする駆
動手段を有する回収装置を配設して成る廃棄ビン類の選
別回収装置の構成とすることができる。
【0017】
【作用】以上の方法とした、第1の発明の選別回収方法
によると、搬送路に投入されたビン類はV字状断面の搬
送路で振動を受けながら送られ、このため互いに上下に
あるいは横の並んだ状態の重なりがなくなり互いにずれ
て送られ、さらに、途中で送り速度が速くなることによ
って完全に分離して送られる。
【0018】1本ずつ分離して送られるビンの形状、色
についての画像情報を撮像手段により得、これから形状
を認識して色判別をし、その判別結果によりビンを色別
に回収する。こうして各ビンごとに確実に色判別が行な
われ、ビン類の色別の回収を効率よく確実に行なう。
【0019】第2の発明では搬送路を斜めにすることに
よってビン類の重なりをずらすのをさらに確実に実施す
る。
【0020】第3の発明は上記方法を実施する装置であ
り、搬送路は振動搬送路と水平搬送路から形成し、振動
搬送路はV字状断面で斜めに設けられかつ途中で速度が
高速となるコンベアを有し、振動装置によって振動を受
ける。従って、振動搬送路によってビン類の重なりが除
かれ1本ずつ分離して送られる。
【0021】水平搬送装置で送られるビン類は1本ずつ
その形状と色に関する画像情報が撮像手段によって読み
取られ、その画像情報信号から電子回路内でビンの形状
認識が行なわれ、これに基づいて色判別が行なわれる。
【0022】この色判別については、画像情報の各画素
ごとに行なわれ、その1本のビン全体について判別結果
を総合して判断する。この色判断の結果に基づいて論理
制御手段から駆動手段へそれぞれの色ごとに払出しの制
御信号が送られて特定の色ごとに払出しが行なわれ、ビ
ンの回収が行なわれる。
【0023】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は実施例の選別回収装置の全体概略断
面図である。1は選別されたガラスビン類を受入れるホ
ッパであり、ほぼ全体をケーシングで囲まれた選別回収
装置の搬送装置がその内部に設けられている。この搬送
装置は、振動搬送部2と水平搬送部3から成り、両搬送
部は振動絶縁部4で振動の伝達が切り離されている。5
は振動装置、6はビン類の形状データ及び色情報を検出
する撮像手段であり、この実施例ではCCDカメラが使
用されている。7はパーソナルコンピュータ、8は回収
装置、9は基礎台、10はビン類排出用のシュートであ
る。
【0024】振動搬送部2は、図2に示すように、V字
状の断面から成り、このV字状断面は(a)に示すよう
に、左右独立のベルトコンベアをV字状に設けて形成さ
れている。そして、(b)に図示の例ではさらにV字状
断面の片側のベルトコンベアが上下二段にそれぞれ設け
られている。ガラスビン類のサイズか大きい場合に適し
ている。
【0025】第2の発明では搬送路を斜めにすることの
よってビン類の重なりをずらすのをさらに確実に実施す
る。
【0026】第3の発明は上記方法を実施する装置であ
り、搬送路は振動搬送路と水平搬送路から形成し、振動
搬送路はV字状断面で斜めに設けられかつ途中で速度が
高速となるコンベアを有し、振動装置によって振動を受
ける。従って、振動搬送路によってビン類の重なりが除
かれ1本ずつ分離して送られる。
【0027】水平搬送装置で送られるビン類は1本ずつ
その形状と色に関する画像情報が撮像手段によって読み
取られ、その画像情報信号から電子回路内でビンの形状
認識が行なわれ、これに基づいて色判別が行なわれる。
【0028】この色判別については、画像情報の各画素
ごとに行なわれ、その1本のビン全体について判別結果
を総合して判断する。この色判断の結果に基づいて論理
制御手段から駆動手段へそれぞれの色ごとに払出しの制
御信号が送られて特定の色ごとに払出しが行なわれ、ビ
ンの回収が行なわれる。
【0029】さらに、上記振動搬送部2はその全長の中
央付近で2つに分離した、低速ベルトコンベア2aと高
速ベルトコンベア2bから成る。この場合、低速、高速
という表現は2つのコンベアの相対的な速度の違いを表
わしているだけであり、低速、高速とは超低速、超高速
でなければならないという意味ではない。ベルトコンベ
アには適当な間隔で送りローラが設けられており、又端
部のローラにモータからの回転力が伝達されて駆動され
る(図示省略)。
【0030】水平搬送部3は、この実施例では水平断面
の一般的なベルトコンベアが用いられており、ガラスビ
ン類が載置された時に左右に転がらないように中央に若
干の凹部を設けるようにしてもよい。あるいは、大きな
角度のV字状断面のベルトコンベアを用いてもよい。
【0031】振動絶縁部4は、振動搬送部2の外側ケー
シングと水平搬送部3の外側ケーシングとの間で振動が
伝達されるのを防止するために設けられ、例えば弾力性
のある厚布を蛇腹状にしたものを用いる。
【0032】振動装置5は、振動搬送部2を支持する台
板2c上に振動モータ5aを設置し、台板2cを基礎台
9に対してばねなどの弾性部材で支持するようにしたも
のである。振動モータ5aは、アンバランスウエイトを
軸端に設け回転による遠心力を加振力として利用する形
式のものである。振動モータ5aを通常のモータとして
基礎台1d上に設置し、その出力軸にカムを取り付け、
カムによって台板2cを振動させるようにしてもよい。
【0033】撮像手段6は、図3の(a)(b)に示す
ように、水平搬送部2で送られるガラスビン類Gを照射
するバックライト6aとそのガラスビン類の形状や色情
報の光を受光するCCDカメラ6b(CCD:電荷結合
素子)とから成る。その受光信号はパーソナルコンピュ
ータ7へ送られ、そこでこれらの情報の処理、演算、判
定、指令制御が行なわれる。
【0034】回収装置8は、図4に示すように、水平搬
送部2の上に取り付けたエアー駆動のロータリアクチュ
エータ8aとこれにより、駆動されて回転しそれぞれ所
定の色のガラスビン類Gを払い出す回転アーム8bから
成る。ロータリアクチュエータ8aと回転アーム8b
は、払い出されるビン類の色ごとに各一組が複数組設け
られる(この実施例では3組)。色の判定は、例えば図
1に示すように、白(透明)、茶、青又は緑とするが、
これについては後で詳しく説明する。
【0035】上記回収装置8の回転アーム8bで各色ご
とに払い出されるガラスビン類を受けるための水平搬送
部3に沿って排出シュート10が設けられており、その
出口にはケーシング側壁にそれぞれ適宜大きさの開口1
1が設けられている。水平搬送部3の後端に続いて別の
排出シュート10が設けられ、開口11がその出口に設
けられており、この排出シュート10では色判別されな
かったビン類Gが処理される。
【0036】図5に上述した選別回収装置の全体概略斜
視図を示す。12は選別されたビン類Gの搬送用のベル
トコンベアである。
【0037】図6にこの実施例の送別回収装置の制御回
路の全体概略ブロック図を示す。図示のように、撮像手
段6のCCDカメラ6b、超音波センサUS、光センサ
Ph1 〜Ph3 、キーボード7Xから入力信号をパーソ
ナルコンピュータ7へ送り、CPU7aを介して制御プ
ログラム7b、画像情報メモリ7 cで演算処理し、ガラ
スビン類Gの形状、色情報を表示器7 dに表示する。バ
ックライト駆動部7e、アクチュエータ駆動部7fによ
りそれぞれバックライト6a、ロータリアクチュエータ
8aの電磁弁8cを制御駆動する。
【0038】以上の構成とした実施例の選別回収装置に
より次のようにガラスビン類の選別回収が行なわれる。
【0039】ホッパ1に投入されるガラスビン類Gは、
先の工程で予め他の廃棄物から選別され、大きさ、長さ
は無関係に投入される。これらのガラスビン類Gを上記
自動化された選別回収装置で色判別する際に必要とされ
る条件は、CCDカメラ6bのよりガラスビン類Gの形
状及び色情報を読取る時にガラスビン類Gが互いに上下
にあるいは長手方向に重ならないように分離され、かつ
カメラの読取り方向と略直角にビンの長手方向を揃えて
送ることである。CCDカメラ6bによる読取りの誤り
が生じるのを実用上差し支えない程度に防止する必要が
あるからである。
【0040】このため、振動搬送装置2では、V字状断
面、振動しながらの搬送、所定角度に傾斜した状態での
搬送、及びベルトコンベアを低速、高速の速度の異なる
2段速度としたことによってガラスビン類Gが互いに上
下あるいは長手方向に重なるのを防止して水平搬送装置
3へ送るようにしている。
【0041】V字状断面のベルトコンベアにガラスビン
類Gが投入されると、振動を受けかつ傾斜状態で送られ
るため、例えばベルトコンベア2aに対しその送り方向
と直角にビン類Gが投下された場合でも振動と傾斜によ
る自重でビン類Gは自然とその長手方向が送り方向に向
くようになる。
【0042】又、ビン類の長手方向が送り方向に一致す
るようになっていても、例えば大ビンと小ビン類が上下
にあるいは長手方向に互いに重なっている場合がある
が、このような重なりも殆んどは振動と傾斜状態で搬送
することによって解消される。
【0043】しかし、このような重なりがなくなったと
しても。実際には大ビンと小ビンが殆んど前後で接触す
る程接近したまま送られると、後の色判別の工程で大ビ
ンと小ビンが一体のものと誤認される虞れがある。この
ため、ベルトコンベアは低速と高速の2段コンベア2
a、2bが使用されており、従って先に大ビンが高速コ
ンベア2bに達すると低速コンベア2aの上の小ビンと
の間に所定の間隔を設けてビン類Gを送ることになる。
【0044】なお、上記実施例ではベルトコンベア2
a、2bには振動と傾斜状態を与えているが、傾斜状態
はガラスビン類の処理量によっては必ずしも設けなくて
もよい場合がある。
【0045】こうして、それぞれのビン類が1本ずつ前
後に分離されてその長手方向を送り方向に合わせて送ら
れ水平搬送装置3に乗り換えると、撮像手段6により1
本ずつのビンの形状と色判別が行なわれる。これについ
ては、図7を参照して説明する。
【0046】ビンが撮像手段6のゾーンに入り、ビンの
先端を超音波センサUSがキャッチすると、これにより
バックライト6aが点灯されると共にCCDカメラ6b
が起動する(電源は投入したままで画像情報の送りを開
始、センサ部G1 のステップS1 、S2 参照)。
【0047】次に、上記画像情報は演算処理部G2 のデ
ータ処理部で適当なタイミングで取り込まれ(S3 )、
演算部へ送られビンの長さ、ビンの太さが演算される
(ステップS4 、S5 )。このとき、図3の(b)に示
すように、それぞれのビンに対しサンプリング位置の基
準線SH(水平)、SV(垂直)が決定され、これを中
心としてビンの形状部分を透過する画像情報とその外側
の光との明度データの変化により検出する。
【0048】この場合、CCDカメラ6bにより取り込
まれた画像データは、各画素ごとにCCDカメラ6b内
でフィルタによりR、G、Bの3色に分離され、それぞ
れに対応するR、G、B信号が生成され、これからさら
に色相、明度、彩度信号に変換されており、上記形状の
判別には主として明度信号の変化を用いる。
【0049】こうしてビンの長さ、太さが求められる
と、これに対応する概略判定面積が演算される(ステッ
プS6 )。ビンには、一般に各種のラベルや汚れ、泥な
どが付着していることが多く、そこでステップS7 では
これら暗部の面積が除去される。この場合も、明度デー
タの変化が用いられ、概略判定面積として判定された面
積内での明度データの変化により暗部面積が除去され判
定面積が算出される。
【0050】上記判定面積を用いて判定部G3 ではそれ
ぞれのビンの色判定が行なわれる。
【0051】まず、上記判定面積が最小限判定に使用し
得る大きさであるかをステップS8で最小面積Aと比較
し、Noであれば以下の判定は行なわず非判定制御(S
9 )として制御信号を出力する。
【0052】Yesであれば、ステップS10で色判別を
行なう。この色判別は各画素それぞれの色が所定の色、
例えばN=1、白とすると、この設定色の判定範囲の電
圧波形内に所定面積内の各画素の色データが含まれてい
るかによって設定色に合致しているかを判定する。
【0053】その結果Yesであれば、ステップS11
設定色に合致する面積の画素数をカウントして設定色面
積を算出し、次にステップS12で(設定面積/判定面
積)×100≧C1 であるかを判断する。C1 は判定面
積に対し設定色面積が含まれる最小割合を示す値であ
る。その結果Yesであればステップ13でその色が設定
色であると判定して、設定色N=1の制御を行なう。
【0054】上記結果がNoであれば、あるいはステッ
プS12の設定色N=1の判定においてNoであれば、ス
テップS14へ進み設定色N=2(茶)の判定が行なわれ
る。この場合も設定色N=2(茶)について設定されて
いる色の所定範囲内の電圧波形と検知されている各画素
ごとの色データとが比較され所定範囲内であるかが比較
される。
【0055】判定の結果がYesであればN=1のとき
と同様に、ステップS15、S16、S17で判定面積カウン
ト、(判定面積/判定面積)×100≧C2 、設定色N
=2制御がそれぞれ実行され、Noであれば、あるいは
ステップS16の結果がNoであればさらにステップS18
へと進み、同様な判定へと進み、設定色N=3(青又は
緑)の判定が行なわれる。
【0056】こうして、設定されている色判定を次々と
実行しそのビンが何色であるかを判定すると、その判定
による制御信号が回収装置8の所定の色を払出しするた
めの回転アーム8bを駆動するためその電磁弁8cへ送
られて回転アーム8bが回転し、搬送されているガラス
ビン類の中から所定の色のビンが払出しされ、排出シュ
ート10を通って開口11から外部へ排出される。
【0057】上記払出しは、図1に示すように、例えば
白、茶、青又は緑の順に行なわれ、非判定色のビンは払
出しをしない状態で搬送装置から排出される。なお、青
又は緑の色判定については判定部G3 内では判定が行な
われるが、実際にはいずれの色であってもこれを回収使
用することができないため払出し作用は同じ色として扱
うこととしている。
【0058】上記実施例では、画像情報はCCDカメラ
6bを用いるとしたが、この他にも例えばMOS型イメ
ージセンサ7を用いたものなどが使用できる。又、設定
色の種類はN=1〜3までとしているが、必要に応じて
Nは3以上の任意の設定色数に増加することができる。
その場合は対応して回収装置8のロータリーアクチュエ
ータ8a、回転アーム8b、電磁弁8cを増設する。
【0059】
【効果】以上詳細に説明したように、第1の発明の選別
回収方法ではV字状断面の搬送路に送られるビン類を搬
送路の送り速度を変化させかつ搬送路を振動させること
により互いに分離して送り、撮像手段で1つずつのビン
類の形状データから色判別してビン類を色別に回収する
方法としたから、従来のようにビン類をサイズ別に分級
する必要がなく、色判別を1つの撮像手段で確実に行な
えるという利点が得られる。
【0060】第2の発明では搬送路を斜めにすることに
よってより確実にビン類を互いに分離でき色判別が確実
となる。
【0061】第3の発明による選別回収装置は、V字状
断面へ搬送路を斜めに設けかつ途中で送り速度が高速と
なるようにし、振動装置を設けてこれを振動させ、水平
搬送部に沿って設けた撮像手段で得たビン類の画像情報
による形状に基づいて色判別して制御信号を出力し、色
種類ごとにビン類を払出しする回収装置を備えたものと
したから、上記方法を実施する装置として全体が極めて
コンパクトでかつシンプルな構成となり経済的な装置を
得ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の廃棄ビン類の送別回収装置の全体概略
主要断面図
【図2】図1の矢視II−IIから見た断面図
【図3】図1の矢視III −III から見た断面図
【図4】図1の矢視IV−IVから見た断面図
【図5】図上の実施例の全体概略斜視図
【図6】制御回路の全体概略ブロック図
【図7】図上のフローチャート
【符号の説明】
1 ホッパ 2 振動搬送装置 3 水平搬送装置 4 振動絶縁部 5 振動装置 5a 振動モータ 6 撮像手段 6b CCDカメラ 7 パーソナルコンピュータ 8 回収装置 8a ロータリアクチュエータ 8b 回転アーム 9 基礎台 10 排出シュート 11 開口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 他の廃棄物から選別されたビン類をV字
    状断面のコンベアによる搬送路に供給し、途中で送り速
    度を変化させかつ搬送路を振動させることによってビン
    類が互いに重ならないように分離して送り、その後撮像
    手段により検出したビン類の情報に基づいて形状認識を
    すると共にその形状認識データから得た被測定面積の色
    情報によりビン類の色判別をし、この色判別信号に基づ
    いてビン類を色別に回収するようにした廃棄ビン類の選
    別回収方法。
  2. 【請求項2】 上記搬送路を斜めに設けたことを特徴と
    する請求項1に記載の廃棄ビン類の選別回収方法。
  3. 【請求項3】 他の廃棄物から選別されたビン類を搬送
    する搬送装置を備え、この搬送装置はV字状断面のコン
    ベアを斜めに設けると共にそのコンベア速度が途中で高
    速となるコンベア部分を含みかつ経路全体を上下振動さ
    せる振動装置を備えた振動搬送部と、振動を絶縁した状
    態でその下流に設けられる水平なコンベアから成る水平
    搬送部とから成り、この水平搬送部に沿って、ビン類の
    画像情報と色信号を検知する撮像手段、その出力信号に
    基づいて形状認識し色判別する電子回路を有し、かつそ
    の色判別信号に基づいて制御信号を出力する論理制御手
    段、及び上記制御信号により色種類に対応してビン類を
    払い出しする駆動手段を有する回収装置を配設して成る
    廃棄ビン類の選別回収装置。
JP32641293A 1993-12-24 1993-12-24 廃棄ビン類の選別回収方法及び装置 Pending JPH07178373A (ja)

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