CN112236378A - 龙门式废物分类机器人 - Google Patents

Abstract

一种废物分类机器人抓取器，该废物分类机器人抓取器包括可与废物物体的表面接合的吸盘。该吸盘具有用于从该吸盘中排出空气的气孔。吸取管联接到该吸盘。该吸取管包括纵向轴线。第一进气口在吸取管的一个端部处与该气孔流体连通，并且出气口在吸取管的另一端部处。进气口和出气口之间的气流路径基本上沿着纵向轴线。吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，第二进气口在第一进气口和出气口之间。

Description

龙门式废物分类机器人

技术领域

本发明涉及一种用于对废物物体进行分类的废物分类机器人。

背景技术

在废物管理行业中，越来越多地对工业和生活废物进行分类，以回收和再循环有用的成分。每种类型的废物或“小份(fraction)”废物可具有不同的用途和价值。如果不对废物进行分类，那么废物通常最终会被填埋或焚化，这会对环境和经济造成不良影响。

工业废物可传递到废物管理中心，因为废物的处理和处置非常耗时，并且需要专业设备。因此，废物管理中心可以对废物进行分类以收集最有价值和有用的小份。例如，工业废物可包括混合的木材和金属小份(以及其他小份)，而经过分类的木材和金属小份可以重复使用并出售给回收商。对于回收商而言，废物被分类为基本上均质的小份是更合乎需要和经济的。这是因为在被再循环为新产品和新材料之前，只需要进行较少的材料加工。

已知以不同方式对生活和工业废物进行分类。多年来，废物已在传送带上用手进行手动分类。然而，取决于所分类的工业或生活废物的类型，手工分类废物对于人工分类者而言可能是艰巨而危险的。此外，一些使用人工分类者的废物分类厂需要多次轮班，以增加经过分类的废物的产量。

一种用于提高废物分类的安全性和产量的方法是使废物分类的一个或多个方面自动化。自动化可以包括控制器，该控制器向操纵器发送控制和移动指令以与物理物体进行相互作用。将控制指令发送到操纵器的控制器的组合也可以称为“机器人”。

一种这样的机器人废物分类系统是悬吊在使待分类的物体移动的传送带上方的“德耳塔(delta)”机器人。传送带在delta机器人下方和delta机器人的工作区域内通过。机器人的工作区域是机器人能够到达物体并在此操纵物体的表面上的区域。工作体积是机器人能够在此移动和操纵物体的物理空间。工作体积由机器人可以在此操纵物体的工作区域上方的高度确定。工作体积/区域还可以包括滑槽，这些滑槽不是传送带的表面的一部分。

delta机器人包括伺服器壳体和多个臂，该多个臂连接到用于使这些臂移动的一个或多个伺服器。臂从伺服器壳体向下延伸到与操纵器联接的基座。臂通过万向接头连接在基座处。

尽管delta机器人可以相对有效地拣选小而轻的物体，但是delta机器人不适合于提起重的物体。此外，由于操纵器悬吊在伺服器壳体上，因此伺服器必须具有足够的动力来移动操纵器和物体。这意味着，与delta机器人联接的操纵器必须尽可能轻，以增加delta机器人的最大提升能力。

不利的是，delta机器人的工作体积的尺寸在工作空间的宽度上变化。特别地，工作体积是倒锥形，并随着操纵器远离伺服器壳体移动而变窄。在实践中，这可能意味着delta机器人无法在传送带的整个宽度上以相同高度操纵物体，并且delta机器人仅适合于与窄的传送带一起工作。这可能是有问题的，因为物体可能会相互堆叠，从而使识别和拣选物体更加困难。在使用delta机器人进行废物分类时，这可能会限制设计选择和使用应用。

delta机器人不是特别坚固，且delta机器人的万向接头特别容易磨损和出故障。delta机器人的另一个考虑因素是一个或多个臂的移动引起其他臂的移动。因此，每当delta机器人移动时，控制指令就必须发送到每个伺服器，因为当delta机器人的操纵器移动时，每个臂都必须移动。用于使delta机器人的臂移动的非线性控制指令意味着需要更多的计算处理才能在工作区域/工作体积内控制并移动delta机器人。

用于对废物进行自动分类的另一种已知机器人是“龙门式”机器人。龙门式机器人包括与地板接合并架在诸如传送带之类的工作区域上的框架或龙门。龙门支撑操纵器和操纵器所抓取的物体的重量。龙门式机器人包括沿直线(例如线性)移动的一个或多个控制轴。通常，龙门式机器人的控制轴彼此成直角地布置。

龙门式机器人可以从传送带上拣选物体，并将拣选的物体投入滑槽中。滑槽包括与用于接收废物的特定小份的箱子或另一传送带连通的开口。然后，可以将放置在箱子中或传送带上的拣选的物体移动到进行废物处理的另一位置或步骤。这意味着将某些废物小份的拣选的物体投入相应的滑槽中。已知的龙门式机器人可以在矩形工作空间的四个拐角处布置有四个或更多个滑槽，以用于接收不同的小份。

众所周知，自动机器人分类系统使用手指状抓取器或其他铰接式夹爪来抓取待分类的物体。手指状抓取器的问题在于它们具有手指或夹爪闭合的特定平面。这意味着，为了成功地抓取传送带上的物体，手指状抓取器或夹爪必须旋转。旋转需要旋转伺服器，这增加了操纵器的重量和复杂性。

已知的另一种抓取器是一种吸取式抓取器，它利用负压来抽吸和抓取待分类的物体。现有的吸取式抓取器的问题在于，需要大的真空泵来为吸取式抓取器产生足够的负压。因此，必须使用长的真空软管来将真空泵连接到吸取式抓取器。真空软管笨重，并可能被异物堵塞。疏通真空软管可能需要检查真空软管的整个长度，这就需要自动机器人系统大量停机。

发明内容

本发明的实施例旨在解决上述问题。

根据本发明的一个方面，存在有一种废物分类机器人抓取器，该废物分类机器人抓取器包括：能够与废物物体的表面接合的吸盘，该吸盘具有用于从吸盘中排出空气的气孔；联接到吸盘的吸取管，其中，该吸取管包括纵向轴线、在吸取管的一个端部处与气孔流体连通的第一进气口和在吸取管的另一端部处的出气口，其中，进气口和出气口之间的气流路径基本上沿着该纵向轴线；其中，吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，第二进气口在第一进气口和出气口之间。有利地，这意味着废物分类吸取式抓取器只需要一根空气软管即可工作。实际上，这意味着不需要真空软管。这使得废物分类机器人抓取器更轻、操作更灵活。

此外，这意味着吸取式抓取器容易解锁，因为吸取气流沿吸取管呈直线。这意味着，任何堵塞吸取管的物体都可以用杆或瓶刷清除。

可选地，气孔与吸取管的纵向轴线对准。通过将吸取管与吸盘对准，吸取气流的效率更高，并且为吸取式抓取器产生负压的气动系统中的损失更少。

可选地，空气源被加压。通过使用压缩空气，增加了在第二进气口输入的空气源的压力。这意味着产生的负压可以接近真空(例如，-0.9巴)。

可选地，第二进气口与吸取管的纵向轴线对准。通过将第二进气口与吸取管的纵向轴线对准，吸取气流的效率更高，并且为吸取式抓取器产生负压的气动系统中的损失更少。

可选地，第二进气口是环形开口。这意味着第二进气口限制了吸取管的阻塞或不阻塞吸取管。这提高了吸取管的效率。

可选地，环形开口与吸取管的纵向轴线同轴。通过将第二进气口与吸取管的纵向轴线对准，吸取气流的效率更高，并且为吸取式抓取器产生负压的气动系统中的损失更少。

可选地，第二进气口在吸取管的内部壁中。可选地，环形开口包括倾斜开口，使得加压空气沿着朝向出气口的方向被引入。这意味着第二进气口不会突出到吸取管中。因此，第二进气口不会堵塞吸取管中的吸取气流。

可选地，吸取管联接到吹出管。以这种方式，吸取式抓取器可以提供吸取力和正压力以疏通吸取管。

可选地，吹出管包括纵向轴线、在吹出管的一个端部处的第一进气口和在吹出管的另一端部处的出气口，其中，吹出管的出气口联接到吸取管的出气口，并且吹出管的进气口与吹出管的出气口之间的气流路径基本上沿着该纵向轴线；其中，吹出管包括与空气源流体连通的第二进气口，并且吹出管的第二进气口在吹出管的第一进气口和吹出管的出气口之间。

可选地，吸取管与吹出管不同。这意味着可以分别对吸取管和吹出管进行优化以产生负压和正压。

可选地，吹出管的纵向轴线与吸取管的纵向轴线对准。这意味着用于疏通的正压在疏通吸取管方面更加有效。

可选地，废物分类机器人抓取器与用于选择性地使空气流向吸取管的第二进气口的阀流体连通。这意味着可以通过阀有效地打开和关闭吸取气流。可选地，该阀是可以自动控制的电磁阀。

可选地，阀被构造成选择性地使空气流向吸取管的第二进气口或吹出管的第二进气口。这意味着可以使用单个空气源来产生用于吸取气流的负压，或产生用于疏通吸取管的正压。

在本发明的另一方面，存在有一种废物分类机器人，该废物分类机器人包括根据前述实施例中的任一个的废物分类机器人抓取器。可选地，废物分类机器人是龙门式废物分类机器人。

在本发明的另一方面，存在有一种废物分类机器人抓取器，该废物分类机器人抓取器包括：能够与废物物体的表面接合的吸盘，该吸盘具有用于从该吸盘中排出空气的气孔；联接到吸盘的吸取管，其中，该吸取管包括纵向轴线、在吸取管的一个端部处与气孔流体连通的第一进气口和在吸取管的另一端部处远离第一进气口的出气口，其中，气流路径在进气口和出气口之间并基本上沿着该纵向轴线；其中，吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，第二进气口在第一进气口和出气口之间。

可选地，出气口安装在吸取管的一侧上。可选地，吸取管包括纵向轴线。可选地，第一进气口在吸取管的一个端部处与纵向轴线基本上对准，并且出气口在吸取管的另一端部处。可选地，第二进气口安装在吸取管的该一侧上。

可选地，吸取管包括用于接纳清洁工具的开口。可选地，清洁工具是能够移动的清洁工具、能够移动的刷子、水喷射器或空气喷射器中的一个或多个。可选地，能够移动的清洁工具安装在开口中，并被布置成在缩回位置和伸出位置之间移动，由此能够移动的清洁工具与第一进气口和出气口之间的气流路径相交。可选地，能够移动的清洁刷能够基本上沿吸取管的纵向轴线移动。

在本发明的另一方面，存在有一种废物分类机器人抓取器，该废物分类机器人抓取器包括：能够与废物物体的表面接合的吸盘，该吸盘具有用于从该吸盘中排出空气的气孔；联接到吸盘的吸取管，其中，该吸取管包括纵向轴线、在吸取管的一个端部处与气孔流体连通的第一进气口和在吸取管的另一端部处的出气口，其中，气流路径在进气口和出气口之间并基本上沿着该纵向轴线；其中，吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，第二进气口在第一进气口和出气口之间，其中，吸取管联接到吹出管，该吹出管包括纵向轴线、在吹出管的一个端部处的第一进气口和在吹出管的另一端部处的出气口，其中，吹出管的出气口联接到吸取管的出气口，并且吹出管的进气口与吹出管的出气口之间的气流路径基本上沿着该纵向轴线；其中，吹出管包括与空气源流体连通的第二进气口，并且吹出管的第二进气口在吹出管的第一进气口和吹出管的出气口之间。

一种废物分类机器人抓取器，包括：能够与废物物体的表面接合的吸盘，吸盘具有用于从吸盘中排出空气的气孔；联接到吸盘的吸取管，其中，该吸取管包括纵向轴线、在吸取管的一个端部处与气孔流体连通的第一进气口和在吸取管的另一端部处的出气口，其中，气流路径在进气口和出气口之间并基本上沿着该纵向轴线；其中，吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，第二进气口在第一进气口和出气口之间，其中，吸取管联接到吹出管，并且第二进气口与用于选择性地使空气流向吸取管的第二进气口的阀流体连通，其中，阀被构造成选择性地使空气流向吸取管的第二进气口或使空气流向吹出管。

附图说明

在以下详细描述和所附的权利要求中还参照附图描述了各种其他方面和进一步的实施例，在附图中：

图1示出了龙门式废物分类机器人的示意性透视图；

图2示出了龙门式废物分类机器人的另一示意性透视图；

图3示出了龙门式废物分类机器人的示意性横截面图；

图4示出了抓取器组件的示意性横截面图；

图5示出了另一抓取器组件的示意性横截面图；

图6示出了又一抓取器组件的示意性横截面图；

图7示出了另一抓取器组件的示意性横截面图；

图8示出了另一抓取器组件的示意性横截面图；

图9示出了另一抓取器组件的透视图；

图10a和图10b示出了另一抓取器组件的示意性横截面图；以及

图11示出了另一抓取器组件的示意性横截面图。

具体实施方式

图1示出了废物分类机器人100的示意性透视图。在一些实施例中，废物分类机器人100可以是龙门式废物分类机器人100。在其他实施例中，可以使用其他类型的废物分类机器人。为了简洁起见，实施例将参考龙门式废物分类机器人进行描述，但是也可以是其他类型的机器人，诸如机器人臂或delta机器人。

在一些实施例中，废物分类机器人100是选择顺应性装配机器人臂(SCARA)。废物分类SCARA 100可以像龙门式废物分类机器人一样在X，Y和Z平面中移动，但是可以包含在Z平面的末端沿塞塔(theta)轴的移动，以使臂末端工具例如抓取器组件132旋转。在一些实施例中，废物分类机器人100是四轴SCARA机器人100，其由围绕Z轴旋转的内连杆臂(未示出)组成。内连杆臂连接到围绕Z形弯肘接头(未示出)旋转的外连杆臂(未示出)。Z形弯肘接头连接到上下移动并且也围绕Z旋转的腕部轴(未示出)。在一些实施例中，废物分类SCARA100包括具有线性Z移动作为第二轴线的替代性构造。

为了简洁起见，实施例将参考龙门式废物分类机器人100进行描述，但是作为替代或除了龙门式水分类机器人100之外，还可以使用任何其他上述机器人类型。

龙门式废物分类机器人包括控制器102，该控制器102用于向操纵器104发送控制和移动指令以与物理物体106a、106b、106c进行相互作用。将控制指令发送到操纵器的控制器的组合也可以称为“机器人”。控制器102位于远离操纵器104的位置，并被容纳在机柜(未示出)中。在其他实施例中，控制器102可以与操纵器和/或龙门框架120成一体。

操纵器104与进入工作区域108的物体106a、106b、106c物理地接合并使物体106a、106b、106c移动。操纵器104的工作区域108是操纵器104能够到达物体106a、106b、106c并在此与物体106a、106b、106c相互作用的区域。为了清楚起见，如图1所示的工作区域108被投影到传送带110上。操纵器104被构造成在工作区域108上方以可变的高度移动。以这种方式，操纵器104被构造成在由工作区域108上方的高度所限定的工作体积内移动，机器人可以在该工作体积内操纵物体。操纵器104包括用于实现相对于物体106a、106b、106c的相对移动的一个或多个部件。将在下面对操纵器104进行进一步详细的描述。

物理物体106a、106b、106c通过传送带110移动到工作区域108中。传送带110的行进路径与工作区域108相交。这意味着在传送带110上移动的每个物体106a、106b、106c将穿过工作区域108。传送带110可以是连续带，或者是由重叠部分形成的传送带。传送带110可以是单个带，或者替代性地可以是多个相邻的移动带。

在其他实施例中，物理物体106a、106b、106c可以经由其他传送装置被传送到工作区域108中。传送机可以是用于使物体106a、106b、106c移动到工作区域108中的任何合适的装置。例如，物体106a、106b、106c在重力作用下经由滑动件(未示出)被送到工作区域108。在其他实施例中，物体可以夹带在穿过工作区域108的流体流诸如空气或水中。

传送带110的方向在图1中由两个箭头示出。物体106a和106b表示尚未被操纵器104物理接合的、待分类的不同类型的物体。相比之下，物体106c是已经被分类为特定类型的物体的物体。在一些实施例中，操纵器104仅与物体中的某个物体106c相互作用。例如，龙门式废物分类机器人100仅移除特定类型的物体。在其他情况下，操纵器104将与传送带110上的每个物体106a、106b、106c相互作用并对物体106a、106b、106c进行分类。

在一些实施例中，待分类的物体是废品。废品可以是任何类型的工业、商业、生活废物或任何其他需要分类和处理的废物。未经分类的废料包括不同类型的废物的多个小份。工业废物可包括例如金属、木材、塑料、硬核和一种或多种其他类型废物的小份。在其他实施例中，废物可包括由任何类型或参数的废物形成的废物的任意数量的不同小份。小份可以进一步细分为更精细的类别。例如，金属可以分为钢、铁、铝等。生活废物还包括诸如塑料、纸张、纸板、金属、玻璃和/或有机废物之类的废物的不同小份。

小份是废物可以被龙门式废物分类机器人100分类成的废物类别。小份可以是标准或均质的材料成分(诸如铝)，但是替代性地，小份可以是由客户或用户所定义的废物类别。

在一些实施例中，废物可以根据任何参数分类。无论物体是铁类还是与废物物体相关的任何其他变量，用于将未经分类的废物分为几小份的参数的非限制性列表如下：材料、先前目的、尺寸、重量、颜色、不透明性、经济价值、纯度、可燃性。在进一步的实施例中，小份可以包含一个或多个其他小份。例如，一个小份可以包括可合并成为可燃小份的纸张小份、纸板小份和木材小份。在其他实施例中，小份可以基于废物物体的先前目的来定义，例如用于硅酮密封剂的塑料管。可能需要将一些废物物体分离出来，因为它们受到了污染，无法被再循环。例如，小份可以是已分类的材料(例如木材)的90％。

物体从料斗或物体的其他储存源被送到传送带110上。替代性地，废物物体从另一个传送带(未示出)被输送，且没有储存废物物体的源。在这种情况下，附加的传送带可以由例如挖掘器手动输送。可选地，物体106a、106b、106c可以在被放置在传送带上之前被预处理。例如，可以在分类之前对物体进行清洗、筛选、压碎、撕裂、摇动、振动以准备材料。替代性地，废物物体106a、106b、106c可以用另一机器人或机械设备进行分类。物体106a、106b、106c可以可选地在被放置在传送带110上之前进行预分类。例如，可以通过使磁体在传送带110附近经过来从未经分类的废物中除去铁类材料。可以将大的物体分解成具有适当尺寸和重量的材料块，以供操纵器104进行抓取。

操纵器104被构造成在工作体积内移动。操纵器104包括用于使操纵器104沿一个或多个轴移动的一个或多个伺服器。在一些实施例中，操纵器104可沿多个轴移动。在一些实施例中，操纵器可沿基本上彼此成直角的三个轴移动。以这种方式，操纵器104可沿与传送带110的纵向轴线平行的X轴(“皮带方向”)移动。此外，操纵器104可沿垂直于传送带110的纵向轴线的Y轴(“宽度方向”)横穿传送带110移动。操纵器104可沿在垂直于工作区域108和传送带110的方向上的Z轴(“高度方向”)移动。可选地，操纵器104可以围绕一个或多个轴旋转。在一些实施例中，联接到操纵器104的抓取器组件132可围绕W轴旋转。在下面对抓取器组件132进行进一步的详细讨论。

操纵器104在工作空间内沿着X轴、Y轴和Z轴的移动方向由带有虚线的双头箭头示出。通过X轴伺服器112、Y轴伺服器114和Z轴伺服器116使操纵器104相对于传送带110分别沿着X轴、Y轴和Z轴移动。伺服器112、114、116可连接地连接到控制器102，且控制器102被配置成发出用于致动一个或多个伺服器112、114、116的指令，以使操纵器104在工作空间内移动。伺服器112、114、116与控制器102之间的连接由虚线表示。伺服器112、114、116与控制器102之间的每个连接可以包括一个或多个数据和/或电力连接。

由于操纵器104的移动方向基本上彼此垂直，因此操纵器沿一个轴的移动独立于沿其他轴的移动。这意味着操纵器104的移动可以在笛卡尔参考坐标系中定义，这使得控制器102处理移动指令更加简单。

如先前所提到的，操纵器104安装在框架120上。在一些实施例中，框架120可以是龙门框架120。在其他实施例中，框架120可以是适合于将操纵器104支撑在工作区域108上方的其他结构。例如，框架120可以是用于通过杆和/或缆线将操纵器104悬吊在工作区域上方的结构。在下文中，框架120将称为龙门框架120，但是可以适用于用于支撑操纵器104的其他框架。

龙门框架120包括与地板或另一基本上水平的表面接合的竖直支柱122。在一些实施例中，竖直支柱122可以是倾斜的直支柱。以这种方式，倾斜的直支柱与垂直方向成一定角度。在非标准安装中，可能需要倾斜的直支柱来将龙门框架120安装到地板上。图1示出了龙门框架120，龙门框架120包括通过水平梁124联接在一起的四个竖直支柱122。在其他实施例中，水平梁124可以是倾斜的横向梁124。如果要将龙门式废物分类机器人100安装在小的或不寻常的空间中，则可能需要这样的梁。在其他实施例中，可以有任何合适数量的竖直支柱122。梁124和支柱122通过焊接、螺栓或其他合适的紧固件固定在一起。尽管在图1中将水平梁124示出为位于传送带110上方，但是一个或多个水平梁124可以定位于不同的高度。例如，一个或多个水平梁124可以定位在传送带下方。如果竖直支柱122没有固定到地板上，则这样的定位可以降低龙门框架120的质心并使整个龙门式废物分类机器人100更稳定。

梁124和支柱122承受载荷并支撑操纵器104和操纵器104所抓取的物体106a、106b、106c的重量。在一些实施例中，梁124和支柱122由钢制成，但可以使用诸如铝的其他刚性、轻质材料。竖直支柱122可各自包括支脚126，该支脚126包括板，螺栓(未示出)可旋拧着穿过该板，以将支柱122固定到地板上。为了清楚起见，在图1中仅示出了一个支脚126，但是每个支柱122都可包括支脚126。在其他实施例中，没有用于将龙门框架120固定到地板上的支脚126或紧固件。在这种情况下，龙门框架搁置在地板上，且龙门框架和地板之间的摩擦力足以防止龙门式废物分类机器人相对于地板移动。

操纵器104包括至少一个可移动水平梁128，可移动水平梁128可移动地安装在龙门框架120上。可移动梁128可以安装在梁架(未示出)中。可移动水平梁128可移动地安装在龙门架120的一个或多个其他固定水平梁124上。可移动水平梁128可沿X轴移动，使得当可移动水平梁沿X轴移动时，操纵器104沿X轴移动。可移动水平梁128经由X轴伺服器机构112安装到固定水平梁124。在一些实施例中，伺服器112经由带驱动器联接到可移动水平梁128。在其他实施例中，伺服器经由齿条齿轮机构联接到可移动水平梁。在一些实施例中，可以使用其他机构来致动可移动水平梁沿X轴的移动。例如，可以使用液压或气动系统来使可移动水平梁128移动。

X轴伺服器112可以安装在可移动梁128或固定水平梁124上。优选的是将X轴伺服器安装在固定水平梁124上，使得X轴伺服器不必施加移动自身重量的力。

操纵器托架130可移动地安装在可移动水平梁128上。操纵器梭子130可沿可移动水平梁128的纵向轴线移动。以这种方式，操纵器托架130可相对于可移动梁128在Y轴上移动。在一些实施例中，操纵器托架130包括Y轴伺服器机构114，该Y轴伺服器机构114用于使操纵器托架130沿Y轴移动。在其他实施例中，Y轴伺服器114不安装在操纵器托架130中，且操纵器托架130相对于Y轴伺服器移动。在一些实施例中，伺服器114经由带驱动器联接到可移动水平梁128。在其他实施例中，伺服器114经由齿条齿轮机构联接到可移动水平梁128。在一些实施例中，可以使用其他机构来致动可移动水平梁沿Y轴的移动。例如，可以使用液压或气动系统来使操纵器托架130移动。

当操纵器托架104沿着Y轴移动时，抓取器组件132也沿着Y轴移动。抓取器组件132可移动地安装到操纵器托架130。抓取器组件132可在Z轴上移动，以使操纵器104沿Z轴方向在高度方向上移动。

在一些实施例中，抓取器组件132包括Z轴伺服器机构116，Z轴伺服器机构116用于使抓取器组件132沿Z轴移动。在其他实施例中，Z轴伺服器114不安装在抓取器组件132中，而是安装在操纵器托架130中。以这种方式，抓取器组件132相对于Z轴伺服器116移动。在一些实施例中，伺服器116经由带驱动器联接到抓取器组件132。在其他实施例中，伺服器116经由齿条齿轮机构联接到抓取器组件132。在一些实施例中，可以使用其他机构来致动可移动水平梁沿Z轴的移动。例如，可以使用液压或气动系统来使抓取器组件132移动。

如所提到的，如图1所示的操纵器104包括抓取器组件132。在一个实施例中，抓取器组件132包括被构造成抓取物体106a、106b、106c的一对夹爪118。包括一对夹爪118的抓取器组件132也称为“手指状抓取器”。抓取器夹爪118由用于打开和闭合夹爪118的伺服器(未示出)致动。用于抓取器夹爪118的伺服器可连接地联接到控制器102，使得控制器102可以致动夹爪118的打开和闭合。在一些实施例中，抓取器组件132进一步包括旋转伺服器(未示出)，以使抓取器组件132和/或抓取器夹爪118围绕W轴旋转。在一些实施例中，W轴和Z轴同轴，但是在其他实施例中，W轴和Z轴偏移。这意味着可以将抓取器夹爪118旋转以更好地跨过物体的狭窄尺寸而抓握长而细的物体。

此外或替代性地，在更优选的实施例中，抓取器组件132可以是用于使用负压来抓取物体的吸取式抓取器(如图2至图6所示)。吸取式抓取器可具有关于Z轴基本上对称的吸盘。这意味着吸取式抓取器不需要围绕Z轴旋转即可实现相对于物体106a、106b、106c的最佳定向。这意味着吸取式抓取器不需要抓取器组件旋转伺服器。在具有非对称的吸取式抓取器132的情况下，如上所讨论的，抓取器组件132包括旋转伺服器，以使抓取器组件132围绕W轴旋转。例如，吸取式抓取器132可具有细长的吸盘400。此外或替代性地，吸取式抓取器132可包括多个吸取式抓取器。例如，吸取式抓取器132可包括非对称的吸取式抓取器132，非对称的吸取式抓取器132包括两个吸取管414，每个吸取管均具有吸盘400。

在其他实施例中，操纵器104的抓取器组件132可以是用于与物体106a、106b、106c物理接合并使物体106a、106b、106c移动的任何合适的装置。实际上，操纵器104可以是用于抓握、固定、抓取、切割或串起物体的一种或多种工具。在进一步的实施例中，操纵器104可以是被构造成与相距一定距离的物体相互作用并使相距一定距离的物体移动的工具，诸如电磁体或用于吹送压缩空气的喷嘴。

如所提到的，控制器102被配置成向操纵器104的伺服器112、114、116发送指令，以控制传送带110上的物体106a、106b、106c并与物体106a、106b、106c相互作用。控制器102可连接地联接到至少一个传感器134，至少一个传感器134用于检测传送带110上的物体106a、106b、106c。至少一个传感器134定位于操纵器104的前面，使得在物体106a、106b、106c进入工作区域108之前将所检测的对物体106a、106b、106c的测量发送到控制器104。在一些实施例中，至少一个传感器134可以是以下各项中的一个或多个：RGB相机、红外相机、金属检测器、霍尔传感器、温度传感器、视觉和/或红外光谱检测器、3D成像传感器、太赫兹成像系统、放射性传感器和/或激光器。至少一个传感器134可以是适合于确定物体106a、106b、106c的参数的任何传感器。

图1示出了至少一个传感器134定位于一个位置。至少一个传感器134安装在传感器壳体136中以保护传感器134。在其他实施例中，多个传感器沿着传送带110并围绕传送带110定位，以接收物体106a、106b、106c的参数数据。

控制器102从至少一个传感器134接收与传送带110上的一个或多个物体106a、106b、106c相对应的信息。控制器102根据一个或多个标准基于接收到的信息来确定用于使操纵器104移动的指令。控制器102可以采用各种信息处理技术来控制操纵器104。在WO2012/089928、WO2012/052615、WO2011/161304、WO2008/102052中描述了这样的信息处理技术，这些文献通过引用并入到本文。

一旦操纵器104已经从控制器102接收到指令，操纵器104就执行命令并使抓取器组件132移动以从传送带110上拣选物体106c。选择和操纵传送带110上的物体的过程已知为“拣选”。

一旦拣选完成，操纵器104就将物体106c投入或扔进滑槽138中。投入滑槽138中的物体106c被认为是成功的拣选。成功的拣选是选择物体106c并使物体106c移动到废物的与物体106c相同的小份所关联的滑槽138的拣选。

滑槽138包括在工作区域108中的、用于使拣选的物体106c掉落的滑槽开口142。滑槽138的滑槽开口142与传送带110相邻，使得当将拣选的物体106c从传送带110传送到滑槽开口142时，操纵器104不必行进得很远。通过将滑槽的滑槽开口142定位成与传送带110相邻，使得操纵器104可以将物体106c扔进、投入、拉入和/或推入滑槽138中。

滑槽138包括壁140，该壁140限定出导管，该导管用于将拣选的物体106c引导到用于接收经过分类的废物小份的小份容器(未示出)中。在一些实施例中，经过分类的废物小份不需要小份容器，并将经过分类的废物小份堆积在滑槽138下方。图1仅示出了与操纵器104相关联的一个滑槽138。在其他实施例中，可以有多个滑槽138和位于传送带110周围的相关联的开口142。不同的滑槽138的每个开口142位于操纵器104的工作区域108内。导管的壁140可以是任何形状、尺寸或定向，以将拣选的物体106c引导到小份容器。在一些实施例中，成功拣选的物体106c在重力的作用下从滑槽138的滑槽开口142移动到小份容器。在其他实施例中，滑槽138可将成功拣选的物体106c引导到用于将成功拣选的物体106c移动到小份容器的另一传送带(未示出)或其他装置。

转到图2，将讨论另一实施例。图2示出了龙门式废物分类机器人100的示意性透视图。传送带110定位于龙门框架120之间。为了清楚起见，在传送带110上未示出物体106a、106b、106c。

如图2所示的龙门框架120包括与图1所示的龙门框架不同的构造和建造。特别地，龙门框架120包括两个机柜200、202。机柜200、202包括内部支柱和水平梁，该内部支柱和水平梁类似于参照图1所示的实施例进行讨论的内部支柱和水平梁。然而，机柜结构200、202包括片材204，以覆盖支柱和水平梁，从而提供了机柜200、202的壁、顶部和底部。

机柜200、202为诸如伺服器(为了清楚起见，未示出)之类的操纵器104的脆弱部分提供防护。这有助于保护操纵器免受来自散落废物物体的损坏。此外，机柜结构200、202在移动部件与操作人员之间提供了屏障。这意味着操作人员不会意外地误入龙门式废物分类机器人的工作区域108。龙门框架120包括至少一个外壳200、202。外壳200、202包围龙门框架120的至少一部分。在一些实施例中，可以有多个外壳200、202，每个外壳包围龙门式废物分类机器人100的一个或多个部分。外壳200、202可以是实心片材或可以被穿孔，以使得龙门式废物分类机器人100的一个或多个内部部件可见。外壳202、204例如在三个侧面上包围滑槽138。外壳200、202还包围操纵器104的至少一部分。在其他实施例中，外壳200、202可以完全包围并包络龙门式废物分类机器人100。在这种情况下，外壳200、202包括开口，该开口用于将废物分类物体106a、106b、106c传送到工作区域108。

如图2所示的抓取器组件132是吸取式抓取器132。该吸取式抓取器132与气动系统220流体连通。气动系统220包括用于将吸取式抓取器132连接到气动系统220的至少一个软管222。在一些实施例中，软管是用于向吸取式抓取器132提供空气源的空气软管222。在一些实施例中，单个整体式空气软管连接到吸取式抓取器132。通过向吸取式抓取器132仅提供一个空气软管222，使得废物分类机器人100的安装和维护得以简化。此外，通过使吸取式抓取器132仅具有一个空气软管且不需要长的真空软管，使得气动系统220中由于摩擦而导致的能量损失更少。下面将对使用单个空气软管222的吸取式抓取器132的操作进行进一步的详细讨论。

空气软管222是柔性的，并沿着可移动水平梁128拧入机柜200中。在一些实施例中，空气软管222(图2中未示出)可以插入中空的可移动梁128中。软管222具有足够柔性以随着操纵器104的移动而移动和弯曲来改变形状，但又不会阻碍操纵器104的移动。

气动系统220的至少一部分容纳在机柜200或龙门框架120中。气动系统220可包括用于产生压缩空气源的空气压缩机。可选地，气动系统220还可包括用于压缩空气的储气罐(未示出)。此外，气动系统220还可包括一个或多个阀224，阀224用于选择性地向吸取式抓取器132提供空气。在一些实施例中，空气压缩机产生压力为8巴的空气源。在其他实施例中，空气源具有5巴至10巴的压力。在其他实施例中，空气源可具有高于大气压的任何合适的压力。

气动系统220被示意性地示出为位于机柜200内。然而，在其他实施例中，气动系统220可以部分地或全部远离废物分类机器人100布置。例如，可以在分类线(未示出)上有多个废物分类机器人100，每个废物分类机器人都需要空气源。以这种方式，单个空气压缩机可以经由多个空气软管222连接到多个废物分类机器人100。相应地，气动系统220可以位于废物分类机器人100之间。

图3示出了龙门式废物分类机器人100的示意性横截面。气动系统220的运行由控制器102控制。这意味着控制器102可以选择性地使例如气动系统220的空气压缩机或阀224运行以将空气供应输送到吸取式抓取器132。

现在将参照图4对吸取式抓取器132的实施例进行讨论。图4示出了吸取式抓取器132在运行中的横截面侧视图。吸取式抓取器132包括具有侧壁402、顶壁404以及吸取嘴408的吸盘400。在一些实施例中，吸盘400不具有顶壁404，且侧壁402不朝着吸盘400的顶部变窄。吸盘400的吸取嘴408布置成与待分类的物体106c接合。吸盘400包括中空构造和大体上圆形的横截面(沿Z轴)。在其他实施例中，吸盘400沿Z轴是细长的，并具有矩形或椭圆形的横截面形状。

如在一些实施例中提到的，吸盘400可以是细长的和/或关于一个或多个轴线不对称。在这种情况下，如先前参照图1所讨论的，抓取器组件132包括旋转伺服器以使抓取器组件132围绕W轴旋转。

在一些实施例中，吸盘400的侧壁402包括肋状或手风琴状的壁部分406。肋状壁部分406在吸盘400中产生弹性柔性部分，使得吸盘400优先沿Z轴压缩。以这种方式，当吸盘400沿Z轴方向下降并与物体106c接合时，肋状壁部分406有助于吸收冲击力，从而保护了操纵器104。此外，侧壁402的手风琴形状使得吸盘400能够符合待拣选的物体106a、106b的形状。

吸盘400由可弹性变形的材料诸如硅、橡胶或其他类似材料制成。这意味着当吸盘邻接不规则形状时，吸盘400可变形。因此，吸盘400可以在侧壁402的唇状部410和待拣选的物体106c之间形成较好的密封。

吸盘400的顶壁404包括与吸取管414的第一进气口418流体连通的气孔412，该气孔412用于从吸盘400内的空间排出空气。气孔412包括的直径与吸取管414的直径大小相同。这意味着空气可以更容易地在吸盘400与吸取管414之间流动。在一些其他实施例中，吸盘400具有圆筒形形状并且吸盘400不具有顶壁404(如图7所示)。以这种方式，侧壁402的直径与吸取管414的直径相同。在其他实施例中，气孔412的直径和吸取管414的直径可以不同。在这种情况下，在气孔412和吸取管414之间存在密封，使得在吸盘400在气孔412处与吸取管414的接合之间没有气流进入。

吸取管414包括细长的侧壁416。吸取管414包括在一个端部处的第一进气口418和在另一端部处的出气口420。细长的侧壁416包括基本上平行于Z轴的纵向轴线A-A。如图4所示，第一进气口418和出气口420均可以与吸取管414的纵向轴线A-A对准。这意味着从第一进气口418到出气口420的吸取气流路径为直线。这意味着没有弯曲或堵塞会阻碍吸取管414中的气流。在后面讨论的其他实施例中，第一进气口418和出气口420都不与吸取管414的纵向A-A对准。

气孔412被密封到第一进气口418。吸盘400可在气孔412和第一进气口418之间被胶粘到吸取管414。在其他实施例中，吸盘400和吸取管412成一体，并且在气孔412和第一进气口418之间没有连接。

吸取管414是圆筒形的，并包括圆形的横截面形状(沿Z轴)。在其他实施例中，吸取管不是圆筒形的，并包括椭圆形、正方形、矩形或不规则的横截面形状。如图4所示的吸取管414包括均匀的直径，但是吸取管414的宽度可以沿吸取管414的纵向长度变化。在一些实施例中，吸取管414的长度在5cm至20cm之间。

穿过吸取式抓取器132的吸取气流从嘴408进入吸盘400，穿过气孔412，沿着吸取管414行进，并在出气口420处离开吸取管414。如图4所示，箭头表示进入、穿过和离开吸取式抓取器132的气流。

现在将对为吸取气流产生的负压进行描述。用于吸取式抓取器132的吸取气流在吸取式抓取器132的吸盘400附近产生，这避免了对真空软管的需要。

吸取管414包括与空气软管222流体连通的第二进气口422。因此，第二进气口422在第一进气口418和出气口420之间将压缩空气的空气源引入到吸取管414中。以这种方式，压缩空气的空气源离开第二进气口422，并且压缩空气源被引入到吸取气流路径中。第二进气口422位于吸取管414的侧壁416中，因此空气源最初垂直于吸取管414的纵向轴线A-A被引入。然而，第二进气口422也将气流朝向出气口420地引导到吸取管414中。在一些实施例中，第二进气口422包括用于改变朝向出气口420的空气源的方向的弯曲喷嘴424。弯曲喷嘴424与纵向轴线A-A同轴。在其他实施例中，弯曲喷嘴424与吸取管414不同轴，并指向出气口420。在其他实施例中，第二进气口422包括与纵向轴线A-A成一定角度地定向的喷嘴。

在一些实施例中，第二进气口422可以是用于将气流引入吸取管414中的任何合适的喷嘴。

第二进气口422将快速的高压空气源引入吸取管414。第二进气口422比吸取管414窄，因此从第二进气口422出来的气流膨胀到吸取管414的更大容积。当来自第二进气口422的空气源在吸取管414中膨胀时，空气源的速度降低并与吸取管414中的空气混合。从第二进气口422出来、与吸取管414中的空气混合的空气的动量使混合的空气朝着出气口420移动。当吸取管414中的空气朝着出气口420移动时，在第二进气口422和第一进气口416之间的吸取管中产生负压。由于吸盘400与吸取管414流体连通，因此在吸盘400中也产生负压。

取决于吸盘400和物体106c之间的密封质量，一些空气将由于吸盘400中的负压而进入吸盘400。一旦负压足够低，吸取式抓取器132将产生足够的力来拣选和输送物体106c。在一些实施例中，通过停止使空气从第二进气口422流入吸取管414来释放物体106c。这增加了吸盘400中的气压，并且物体106c将由于重力而从吸盘400上掉落。

有利地，图4所示的布置是简单的建造，并在吸盘400处产生负压。这意味着不需要联接到真空泵的真空软管。实际上，仅需要较小、较轻的柔性空气软管即可在吸盘400处产生吸取力。

如图4所示的布置提供了优于已知的文丘里(Venturi)泵的优点。现有的文丘里泵需要气流穿过管中的变窄喉部。管中的变窄喉部导致流体速度增加，从而降低了压力。吸取管连接到形成低压并用于产生负压的喉部。这种布置的问题在于，吸取管需要弯折，该弯折通常在喉部和吸取管之间的接合处成90度。这不适合于废物分类环境中的泵，因为废物分类中心尘土飞扬。特别地，待分类的物体106a、106b、106c可以被灰尘和/或碎屑覆盖。这样的灰尘或碎屑可以容易地被抽吸到也可能在传送带110上的吸取式抓取器中。实际上，可以预料的是，在某些点上，异物将进入吸取式抓取器132并引起堵塞。因此，吸取管弯折会增加堵塞的可能性。

相比之下，如图4至图6的实施例中所示的布置确保负压气流，即从吸盘400到出气口420的气流基本上呈直线。这意味着堵塞的可能性较小。然而，即使确实发生了堵塞，轴向笔直的吸取管414也意味着清除堵塞更容易。这是因为可以使用杆或瓶清洁器来移开堵塞物。此外，吸取管414的长度大约为5cm至20cm长，这意味着容易在产生负压的设备中定位任何堵塞物。在一些实施例中，吸取管414联接到用于减少由气流引起的噪声的消音器。消音器(未示出)是联接到出气口420的、具有用于使压缩空气沿多个不同方向逸出的多个出气口的腔室。如果消音器联接到吸取管414，则吸取式抓取器132的总长度可能超过20cm。吸取式抓取器132是紧凑的，如果吸取式抓取器132是不可修复的，则整个吸取式抓取器132是容易更换的。因此，操作人员从旧的吸取式抓取器132的第二进气口422移除空气软管222，并将该空气软管222连接到新的吸取式抓取器132的第二进气口422。

现在将参照图5来描述吸取式抓取器132的另一实施例。图5示出了吸取式抓取器132的横截面侧视图。除了第二进气口500具有不同的结构布置之外，吸取式抓取器132与参照图4所示的实施例相同。实际上，如图5所示的吸取式抓取器132的操作与参照图4描述的实施例相同。

吸取式抓取器132的与图4所示的部件相同的部件将使用相同的附图标记来标记。

第二进气口500包括与吸取管414同轴的环形喷嘴502。环形喷嘴502与空气软管222流体连通。空气软管222联接到喷嘴壳体508。喷嘴壳体508包围环形喷嘴502并密封在吸取管414上。这意味着从空气软管222流向环形喷嘴502的空气不会逸出到吸取管414的外部。环形喷嘴502包括喷嘴入口506和喷嘴出口504。喷嘴出口504将气流引导到吸取管414中并沿出气口420的方向引导气流。

喷嘴壳体508在环形喷嘴502的两侧沿纵向轴线A-A的方向连接到吸取管414。这增加了吸取管414和环形喷嘴502的机械强度。在一些实施例中，吸取管414包括通过喷嘴壳体508联接在一起的上部部分512和下部部分510。以这种方式，环形喷嘴502被夹在上部部分512和下部部分510之间。在其他实施例中，上部部分512和下部部分510成一体，并在侧壁416上沿周向布置有多个孔(未示出)以使空气能够通过环形喷嘴502流入吸取管414。

如图5所示，环形喷嘴502的喷嘴出口504突出到吸取管414中。替代性地，在一些其他实施例中，喷嘴出口504与吸取管414的内部壁514齐平。以这种方式，环形喷嘴不会遮挡吸取管414的任何部分。

气流离开环形喷嘴502并产生朝着出气口420的环形气流。有利地，与先前参照图4所讨论的点状喷嘴相比，环形喷嘴502产生具有更大表面积的初始气流。因此，来自环形喷嘴502的气流将更多空气从吸取管414带入朝着出气口420移动的气流中。这在吸取管414中产生了较大的气流并增加了负压。因此，吸取式抓取器132的效率更高。

此外，环形喷嘴502不会堵塞吸取管414的横截面积的中心。这意味着气流不会被喷嘴本身堵塞。取而代之的是，环形喷嘴502缩小了吸取管414的直径。这意味着吸取管不太可能被进入吸取管414的异物堵塞。实际上，使用杆或瓶清洁器更容易清除堵塞物。

现在将参照图7来讨论另一实施例。图7示出了另一抓取器组件132的示意性横截面图。除了抓取器组件132的某些结构不同之外，吸取式抓取器132与参照图4、图5和图6所讨论的实施例相同。

如先前所提到的，吸盘400基本上是圆筒形的，并且吸盘400的气孔412的直径与吸盘400的直径相同。吸取管或吸取管道414包括具有内孔700的实心壁架构。类似于先前讨论的实施例，内孔700与吸取管414的纵向轴线A-A纵向对准。内孔700在第一进气口处从吸盘400的直径逐渐减小到内孔700的直径。

第二进气口500在架构上与参照图5所示的实施例讨论的实施例类似。壳体702包括用于接纳来自空气软管222的压缩空气的腔室704。腔室704可以与和内孔700相交的环形喷嘴706流体连通。以这种方式，环形喷嘴706不是单独的元件，而是由吸取管414和壳体702的内壁限定。在一些实施例中，吸取管414包括第一部分708和第二部分710。第一部分708和第二部分710安装在壳体702中且彼此间隔开以限定出环形喷嘴706。可以通过改变环形喷嘴706的相对宽度来改变压缩空气流入吸取管414的速率。可以通过改变第一部分和第二部分彼此之间的间隔来改变环形喷嘴706的宽度。特别地，第一部分和/或第二部分旋拧地安装在壳体702中。通过将第一部分和/或第二部分拧入壳体中和从壳体中拧出，可以改变第一部分和第二部分708、710之间的相对距离。因此，这可以改变压缩空气进入吸取管414的速率并改变吸取力。

现在将参照图8来描述另一实施例。图8示出了另一抓取器组件132的局部横截面侧视图。图8类似于参照图4、图5、图6和图7所示的实施例。然而，图8中的吸取管414不具有喷嘴壳体。

在一些实施例中，在吸取管414的壁806中有单个环形孔800。单个环形孔800是甜甜圈形的腔体，其中甜甜圈形的腔体的内部与吸取管414的内孔700的表面802相交。环形孔800与内孔700流体连通。环形孔800连接到壁806中连接到空气软管222的孔804。以这种方式，环形孔800提供了与参照前述实施例描述的环形喷嘴相同的功能。

回到图6，现在将讨论用于疏通吸取式抓取器132的布置。图6示出了改进的吸取式抓取器132的横截面侧视图。

吸取式抓取器132主要与在实施例中参照其他附图所描述的吸取式抓取器132相同。实际上，吸盘400、吸取管414和环形喷嘴502与图5所示的相同。参照图7和图8讨论的实施例也可以与参照图6讨论的布置一起使用。

吸取式抓取器132包括吸取部件602，该吸取部件602与如图5、图7、图8所示的吸取式抓取器132的布置相同。因此，将不再对吸取部件602进行进一步的详细描述。吸取式抓取器132还包括吹出部件600。吸盘400、吹出部件600和吸取部件602由垂直于轴线B-B的虚线表示。吹出部件600与吸取部件602基本相同，但是定向相反，以产生正气压而不是负气压。在一些实施例中，吸取部件602被优化以获得最大抓取/吸取力。在其他实施例中，吹出部件600附加地和/或替代性地被优化以最大程度地去除堵塞。如图6所示的布置包括相同的部件，然而在替代性实施例中，吸取部件602和吹出部件不相同。

吹出部件600包括与吸取部件602相同的特征。吹出部件600包括吹出管604。吹出管604包括基本上为圆筒形的细长侧壁。吹出管604包括在一个端部的第一进气口606和在另一端部的出气口608。出气口608联接到吸取管414的出气口420并与出气口420流体连通。细长侧壁包括基本上平行于Z轴的纵向轴线B-B。吹出管604的纵向轴线B-B与吸取管414的纵向轴线B-B相同。

吹出管604的第一进气口606和出气口608都与吹出管604的纵向轴线B-B对准。这意味着从第一进气口606到出气口608的气流路径是直线。这意味着没有弯曲会阻碍吹出管604中的气流。

类似于吸取管414，吹出管604包括与空气软管222流体连通的第二进气口610。因此，吹出管604的第二进气口610在第一进气口606和出气口608之间将空气源引入到吹出管604中。第二进气口610是类似于图5中所描述的环形喷嘴的环形喷嘴。在其他实施例中，吹出管604的第二进气口610可以是用于将气流引入吹出管604中的任何类型的喷嘴。

空气软管222分别联接到吸取管414的第二进气口422和吹出管604的第二进气口610。三通阀612联接到空气软管222，以选择性地向吸取管414或吹出管604提供气流。在一些实施例中，三通阀612可用两个单独的阀(未示出)来代替。这意味着吸取式抓取器132可以选择性地在第一模式或第二模式下运行，通过第一模式在吸盘400处提供负压，或者通过第二模式在吸盘400处提供正压。三通阀612包括用于致动阀的电磁阀。电磁阀可根据从控制器102接收的指令来控制。替代性地，三通阀可通过气动控制信号致动。

当吸取式抓取器132处于第一模式时，吸取式抓取器132以与先前参照图4和图5所讨论的实施例相同的方式运行。气流从吸取管414行进到吹出管604。以这种方式，气流在吹出管604的第一进气口606处离开吸取式抓取器。因此，吹出管604的第一进气口606用于双重目的，并在第一模式下是出气口。

在第二模式下，通过吸取式抓取器132的气流反向。实际上，图6示出了运行中的吹出部件600和从吹出部件600流向吸盘400的气流。空气从第一进气口606被吸入，并流经吹出管604到达吸取管414且在吸盘400的气孔412处离开。正气压在物体614上施加力，导致吸取管414堵塞。正气流的力会将物体614从吸盘中推出。

已经讨论了将吸取式抓取器132与龙门式废物分类机器人100结合使用。然而，吸取式抓取器132可以与任何类型的废物分类机器人100一起使用。例如，吸取式抓取器132可以与由控制器102控制的delta机器人、机器人臂或任何其他操纵器104一起使用。

在其他实施例中，关于图1至图6描述的吸取式抓取器布置也可以与其他类型的物体操纵机器人一起使用。例如，吸取式抓取器132可以与汽车工业、食品工业等中的工业机器人一起使用。

将参照图9至图11来讨论吸取式抓取器900的另一实施例。图9示出了根据示例的吸取式抓取器900的透视图。图10a、图10b和图11示出了吸取式抓取器900的横截面图。如图9至图11所示的吸取式抓取器900以与先前对参照图1至图8讨论的实施例进行描述的方式相同的方式操作。

然而，相比之下，吸取式抓取器900具有不同的结构布置，现在将予以讨论。吸取式抓取器900包括具有气孔412的吸盘400，该吸盘400与先前描述的吸盘400相同。类似地，气孔412与第一进气口418流体连通。

吸取式抓取器900包括吸取管902，该吸取管902基本上是圆筒形的并包括横穿纵向轴线C-C的圆形横截面形状。

吸取管902是包括第一进气口418、第二进气口904和出气口906的整体元件。第二进气口904远离第一进气口418。第二进气口904偏离吸取管902，并通过进气管910在吸取管902的一侧908处连接到吸取管902。类似地，出气口906通过出气管912在吸取管902的这一侧908处连接到吸取管902。在一些实施例中，进气管910和出气管912彼此相邻。在一些实施例中，在进气管910和出气管912之间有相邻的开口914。相邻的开口914促进空气在第二进气口904和出气口906之间流动。

与先前的实施例类似，穿过吸取式抓取器900的吸取气流从吸盘400进入，穿过气孔412，沿着吸取管902行进，并在出气口906处离开吸取管902。如图10a所示，箭头表示进入、穿过和离开吸取式抓取器132的气流。

同样，吸取管902包括与空气软管222(图9中未示出)流体连通的第二进气口904。因此，第二进气口904将压缩空气引入到第一进气口418和出气口906之间的吸取管902中。以这种方式，引入的压缩空气与第一进气口418和出气口906之间的气流路径相交。类似于先前描述的实施例，来自第二进气口904的压缩空气然后流到出气口906。

吸取管902包括一个或多个安装臂916，该安装臂916连接到轴环920，该轴环920用于将吸取管902安装到联接到操纵器104的管道918。轴环920通过紧固螺母922a、922b固定到管道918。可以使用其他紧固件来将轴环920固定到管道918上。

在实施例中，吸取管902包括用于接纳清洁工具926的工具开口924，该清洁工具926被布置成从吸取管902清除堵塞物。将参照图10a和图10b来对清洁工具926的操作进行更详细的描述。

清洁工具926可以是在缩回位置和伸出位置之间移动的可移动清洁工具926，由此可移动清洁工具926与第一进气口418和出气口906之间的气流路径相交。

图10a示出了处于缩回位置的清洁工具926。在缩回位置中，清洁工具926安置在工具开口924内。当清洁工具926定位于工具开口924内时，清洁工具926基本上密封吸取管902中的工具开口924。这意味着当压缩空气从第二进气口904引入并流向出气口906时，可以实现并保持部分真空。在一些实施例中，清洁工具926包括用于将清洁工具926密封在工具开口924中的密封件(未示出)。

在一些实施例中，清洁工具926可以是刷子，由此硬毛932可以沿着吸取管902的内表面928扫掠。清洁工具926安装在容纳在管道918内的可移动致动杆930上。致动杆930与气动活塞(未示出)一起在缩回位置和伸出位置之间移动。气动活塞可以联接到现有空气压缩空气供应，而现有空气压缩空气供应联接到第二进气口904。在一些其他实施例中，致动杆930联接到除了气动活塞之外的另一种类型的致动器，诸如联接到马达的机械联动装置、液压活塞或用于使致动杆在沿着轴线C-C的线性方向上移动的任何其他合适的致动器。

在其他实施例中，清洁工具926不包括刷子，并且致动杆930用于接合和移开吸取管902中的堵塞物。在一些实施例中，清洁工具926可以是用于接合和移动吸取管902中的堵塞物的任何合适的工具。例如，清洁工具926可以是安装在致动杆930的端部上的实心盘(未示出)。

图10b示出了处于伸出位置的清洁工具926。在这里，清洁工具926已经伸出，并且清洁工具926已经移动穿过吸取管902。图10b中示出了清洁工具926，其中该清洁工具926伸出到吸盘400中。在一些实施例中，清洁工具926可以伸出并从吸盘400中突出。从图10b可以看出，清洁工具926已经从吸取管902或吸盘上移开了堵塞物1000。

在一些实施例中，对图6中所示的示意性布置进行了修改，使得吹出管600被气动操作的清洁工具926代替。以这种方式，用于清洁工具926的气动致动器联接到阀612以选择性地操作清洁工具926。

在一些实施例中，清洁工具926是细长清洁工具926，诸如刷子，其中细长清洁工具926的纵向轴线与吸取管902的纵向轴线C-C对准。以这种方式，清洁工具926的操作得以简化，因为清洁工具926可在沿吸取管902的纵向轴线C-C的线性方向上移动。图10a和图10b所示的布置更加紧凑。

在一些实施例中，清洁工具1100不可移动并安装在工具开口924中。这将参照图11进行进一步的详细描述。特别地，清洁工具1100是具有与轴线C-C对准的喷嘴1102的水喷射器。因此，当启动水喷射器时，喷嘴将水流喷射到吸取管902中，从而移开堵塞物。清洁工具1100可以替代性地是压缩空气源而不是水喷射器。然而，优选的是清洁工具1100是水喷射器，因为从喷嘴1102喷出的水的质量更大，并比压缩空气更容易地移开堵塞物。

在一些实施例中，控制器102被配置成致动清洁工具926。控制器102连接到阀612，并控制清洁工具926在缩回位置与伸出位置之间的移动。以这种方式，控制器102通过将控制信号发送到阀612来控制清洁工具926的移动并从吸取管902中清除堵塞物。在其他实施例中，如之前所提到的，致动杆930联接到另一类型的致动器，控制器102被配置成将控制信号发送到诸如马达、活塞、伺服器或用于使清洁工具926在沿轴线C-C的线性方向上移动的任何其他合适的致动器之类的致动器。

在另一实施例中，将两个或更多个实施例结合。一个实施例的特征可以与其他实施例的特征结合。

已经特别参照所示出的示例对本发明的实施例进行了讨论。然而，将理解的是，在本发明的范围内，可以对所描述的示例进行变化和修改。

Claims (25)

1.一种废物分类机器人抓取器，所述废物分类机器人抓取器包括：

能够与废物物体的表面接合的吸盘，所述吸盘具有用于从所述吸盘中排出空气的气孔；

联接到所述吸盘的吸取管，其中，所述吸取管包括在所述吸取管的一个端部处与所述气孔流体连通的第一进气口和远离所述吸取管的一个端部的出气口，其中，气流路径在所述进气口和所述出气口之间；

其中，所述吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，所述第二进气口在所述第一进气口和所述出气口之间。

2.根据权利要求1所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述出气口安装在所述吸取管的一侧上。

3.根据权利要求1和2所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述吸取管包括纵向轴线。

4.根据权利要求3所述的废物分类机器人，其中，所述第一进气口在所述吸取管的一个端部处与所述纵向轴线基本上对准，并且所述出气口在所述吸取管的另一端部处。

5.根据权利要求3或4所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述气孔与所述吸取管的纵向轴线对准。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述空气源被加压。

7.根据权利要求3至6中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述第二进气口与所述吸取管的纵向轴线对准。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述第二进气口是环形开口。

9.根据权利要求8所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述环形开口与所述吸取管的纵向轴线同轴。

10.根据权利要求8或9所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述环形开口包括倾斜开口，使得加压空气沿着朝向所述出气口的方向被引入。

11.根据权利要求1至3所述的废物分类机器人抓取器，其中，第二进气口安装在所述吸取管的所述一侧上。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述吸取管联接到吹出管。

13.根据权利要求12所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述吹出管包括纵向轴线、在所述吹出管的一个端部处的第一进气口和在所述吹出管的另一端部处的出气口，其中，所述吹出管的出气口联接到所述吸取管的出气口，并且所述吹出管的进气口与所述吹出管的出气口之间的气流路径基本上沿着所述纵向轴线；

其中，所述吹出管包括与空气源流体连通的第二进气口，并且所述吹出管的第二进气口在所述吹出管的第一进气口和所述吹出管的出气口之间。

14.根据权利要求12或13所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述吸取管与所述吹出管不同。

15.根据权利要求12至14中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述吹出管的纵向轴线与所述吸取管的纵向轴线对准。

16.根据权利要求13至15中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述第二进气口与用于选择性地使空气流向所述吹出管的第二进气口的阀流体连通。

17.当从属于权利要求8至11时根据权利要求16所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述阀被构造成选择性地使空气流向所述吸取管的第二进气口或所述吹出管的第二进气口。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述吸取管包括用于接纳清洁工具的开口。

19.根据权利要求18所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述清洁工具是能够移动的清洁工具、能够移动的清洁刷、水喷射器或空气喷射器中的一个或多个。

20.根据权利要求18或19所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述能够移动的清洁工具安装在所述开口中，并被布置成在缩回位置和伸出位置之间移动，由此所述能够移动的清洁工具与所述第一进气口和所述出气口之间的气流路径相交。

21.根据权利要求19或20所述的废物分类机器人抓取器，其中，所述能够移动的清洁工具能够基本上沿所述吸取管的纵向轴线移动。

22.一种废物分类机器人，所述废物分类机器人包括根据权利要求1至21中的任一项所述的废物分类机器人抓取器。

23.根据权利要求22所述的废物分类机器人，其中，所述废物分类机器人是龙门式废物分类机器人。

24.一种废物分类机器人抓取器，所述废物分类机器人抓取器包括：

能够与废物物体的表面接合的吸盘，所述吸盘具有用于从所述吸盘中排出空气的气孔；

联接到所述吸盘的吸取管，其中，所述吸取管包括纵向轴线、在所述吸取管的一个端部处与所述气孔流体连通的第一进气口和在所述吸取管的另一端部处的出气口，其中，气流路径在所述进气口和所述出气口之间并基本上沿着所述纵向轴线；

其中，所述吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，所述第二进气口在所述第一进气口和所述出气口之间

其中，所述吸取管联接到吹出管，所述吹出管包括纵向轴线、在所述吹出管的一个端部处的第一进气口和在所述吹出管的另一端部处的出气口，其中，所述吹出管的出气口联接到所述吸取管的出气口，并且所述吹出管的第一进气口与所述吹出管的出气口之间的气流路径基本上沿着所述纵向轴线；

其中，所述吹出管包括与空气源流体连通的第二进气口，并且所述吹出管的第二进气口在所述吹出管的第一进气口和所述吹出管的出气口之间。

25.一种废物分类机器人抓取器，所述废物分类机器人抓取器包括：

能够与废物物体的表面接合的吸盘，所述吸盘具有用于从所述吸盘中排出空气的气孔；

联接到所述吸盘的吸取管，其中，所述吸取管包括纵向轴线、在所述吸取管的一个端部处与所述气孔流体连通的第一进气口和在所述吸取管的另一端部处的出气口，其中，气流路径在所述进气口和所述出气口之间并基本上沿着所述纵向轴线；其中，所述吸取管包括与空气源流体连通的第二进气口，所述第二进气口在所述第一进气口和所述出气口之间

其中，所述吸取管联接到吹出管，并且所述第二进气口与用于选择性地使空气流向所述吸取管的第二进气口的阀流体连通，其中，所述阀被构造成选择性地使空气流向所述吸取管的第二进气口或使空气流向所述吹出管。

Images