專利名稱：用于拆解物體的設備和方法
用于拆解物體的設備和方法本發(fā)明涉及用于接收和拆解可收集物品的設備和方法(如權利要求1前序部分 中所限定的)；以及用于接收和拆解可收集物品的方法(如權利要求10前序部分中所限定 的)?，F(xiàn)有技術中已知收集和處理可收集物品(如，例如空飲料盒)需要使用反向自 動販賣機(RVM)或者至少提供可以使得在用于處理這些物品的系統(tǒng)中可操作的裝備。這些 RVM非常需要用于接收物品的“后室(back room)”設施，這會在零售店或超市中占用許多 空間。因此，做出了如下一些系統(tǒng)其中，將收集到的物品軋碎(例如，玻璃瓶)、或者壓平 (例如，塑料瓶或罐)，并且拆解后的物品離開進入RVM下部的收集箱。在近來的RVM結構中，如PCT/N02006/000029中所公開的，物品在識別之后在不破 壞的狀態(tài)下傳送到至少一個豎直儲藏腔體中以在其中向上方移動。RVM是緊湊的并且適合 于RVM可以有例如200-250cm范圍高度的地點。然而，在其它地點，除了深度和長度的可用 空間是關鍵參數(shù)之外，高度尺度也會成為問題。進一步地，在大多數(shù)情形中，這些RVM被設 計成在室內或者至少在有防護的環(huán)境中工作，以保護敏感電子器件以及上方的所有光學器 件免于工作故障(例如，由于潮濕、灰塵和溫度變化造成)。進一步地，雖然一些RVM具有用于收集可回收物品的容器，但如下事項是不方便 的這些容器要頻繁地移動并清空到其它較大的收集盒中，清空后的容器要返回到RVM以 用于進一步收集可回收物品。壓縮、切碎、壓平、切割、壓碎和/或粉碎或者總稱為拆解這些 收集到的物品是在有限的空間中安裝RVM的前提。由于灰塵和污染顆粒在形成光學單元的部件上沉積所引起的內在問題，RVM中的 另一挑戰(zhàn)與相對于鏡面或向后反射表面生成和查看可回收物品圖像相關。這種沉積常常是 由RVM中的發(fā)熱組件(引起所謂的煙囪效應)引起的。因此，作為本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了如下這種設備其針對緊湊物理結構具有 卓越屬性的RVM，除了顧客容易操作RVM之外，還提供了減小的殼體尺寸、工作穩(wěn)定性、受保 護的檢測裝備、有效率地拆解收集到的物品、容易維修和訪問工作部件以及便于處置收集 到的拆解后的物品。值得注意的是，對于在收集處較大儲藏容量以及低成本運送每件收集 到的物品的需求決定了需要拆解可回收的物品。雖然本發(fā)明在反向自動販賣機(RVM)中特別有用，但本領域技術人員將會容易 明白，所公開的設備也可以單獨用于適于收集和處理可回收物品的相關裝備或其它的RVM 中。本發(fā)明的設備是如下這種類型在設備出口處適當?shù)鼐哂兄辽僖粋€物品拆解器。 該設備具有物品接收底板、可沿底板往復滑動的物品推進器、以及用于使得物品在被置于 底板上時與推進器的表面嚙合并且被推進以去往和進入到與所述拆解器的嚙合中的元件。 所述物品推進器的驅動元件被配置成在沿底板去往拆解器的物品上提供逐漸增加的推進 力，推進器驅動元件包括驅動電機和推進力機構。本發(fā)明的方法包括使得物品在被置于物品接收底板上時與可沿底板往復滑動的 推進器的表面嚙合，并且通過推進器推進物品以去往和進入到與拆解器(位于底板一端的區(qū)域處)的嚙合中以通過拆解器拆解物品。更具體地，通過在去往拆解器的物品上使用逐 漸增加的推進力來執(zhí)行推進。對于推進可替選的是，該方法提供了物品在被置于物品接收 底板上時通過底板中的陷落門裝置離開并且隨后在物品通過底板離開后將物品傳遞到拆解器。權利要求1中限定了用于接收和拆解可收集物品的設備的特征。從屬權利要求 2-9中限定了設備的進一步的實施例。權利要求10中限定了用于接收和拆解可收集物品的方法的特征。從屬權利要求 11和12中限定了方法的進一步的實施例?，F(xiàn)在參照附圖(呈現(xiàn)出了本發(fā)明的典型實施例)對本發(fā)明進行進一步的解釋，但 是它們不應當以任何方式被解釋成是對本發(fā)明范圍的限制而是僅用來理解本發(fā)明的構思。


圖1-圖3示例了用于檢測可收集物品的圖像和其它特征以及在與分類和拆解可 收集物品的設備一起工作情況下有用的設備(不形成權利要求中所限定的本發(fā)明的一部 分)。圖4和圖5示例了根據(jù)本發(fā)明的用于分類和拆解可收集物品的設備的內容，還示 出了具有所述檢測設備的內容。圖6是形成本發(fā)明設備的一部分的電學和電子組件及單元的示意圖。所要求保護的本發(fā)明涉及分類和拆解可收集物品的方面、以及與之相關的設備和 方法。然而，本公開還描述了用于至少部分地相對于反射表面查看和檢測物品圖像的設 備以及與如下內容相關的一些考慮避免光源和圖像檢測器相對定位的內在問題，特別是 從安裝和維修的角度而言。如果光源和圖像檢測器位于單獨的支撐物上，則正確的工作需 要復雜且耗費時間的調整。另外，將光源和圖像檢測器依次機械鏈接是重要的例如，振 動將會不重要，這與例如檢測器承受振動而光源沒有承受振動的情況下造成的不穩(wěn)定性相 反。用于查看和檢測物品圖像的這種設備具有如下這種光學系統(tǒng)與光源和圖像檢測器有 效率地協(xié)作，但較少受到空氣中污染和灰塵所引起的沾污(特別是所謂“煙囪效應”所引起 的那種沾污情況)。用于查看和檢測的設備位于用于分類和拆解可收集物品的設備上游并 且被證明對于用于分類和拆解可收集物品的設備是有用的，因此下面給出其描述。如
圖1所示，為了克服與用于查看和檢測物品的設備相關的挑戰(zhàn)，提供了如下這 種光源85 (其位于導光部件內部的壁是光反射性的)能夠朝著45°傾斜的反射鏡87將光 投射到管狀導光部件86、86’中，并經由反射鏡89、90和91提供的光路延長器通過光漫射器 88將光經由透鏡92朝著檢測空間投射并沿空間92的相對側朝著光反射表面94投射。反 射表面94是鏡面反射鏡或向后反射面板?？臻g92被配置以及被設計成用以容納物品95。 物品95(例如，透明、部分透明或不透明的瓶子，或者金屬罐)被適當?shù)貢簳r放置于一對旋 轉輥子79、79’上，以在需要的情況下旋轉物品以找到在物品95的初始旋轉位置中無法正 確檢測的物品中或物品上的特征。輥子79、79’在物品的檢測之后可彼此移開，物品從而落 入輥子之間并下降到進一步的處理設備處，如具體通過查看圖4和圖5將會明顯的。本發(fā)明的導光部件86、86’是(如在圖3中所示的由兩部分形成)從光源85向光 學箱體102的窗口構件103延伸的第一部分86 (將在下面進一步解釋)、以及到傾斜的反射 鏡87 (其中，光通過開孔86”并隨后通過光漫射器86射出)終止的第二部分86’。
攝像裝置97被配置成檢測從所述表面94反射并且未被物品95隱藏的任何光，從 而表征出物品95的圖像。工作電子器件98與所述光源85和所述圖像檢測攝像裝置97相 關聯(lián)。所述光源85、所述攝像裝置97和所述工作電子器件98都安裝在單個公共電路板99 上，所述光源85和所述攝像裝置97在公共電路板99上彼此橫向分開，如圖2中清楚所見。然而，主要的優(yōu)點在于，光源85和攝像裝置97在單個公共電路板99上，因此具有 穩(wěn)固的機械鏈接。進一步地，相比于裝置位于單獨電路板上的情況下需要的對準和調整，這 種結構以可忽略的或最小的調整實現(xiàn)了方便的安裝。另外，如果裝置85和97中的任何裝 置發(fā)生故障，或者對于電子器件98出現(xiàn)該情況，可以簡單地拔除整個電路板99并用新的單 元替換。電子器件98經由線纜100適當?shù)劓溄拥教幚砥?如，之前所提到的處理器81)， 處理器還能夠在其輸出傳送與物品95的圖像相關的數(shù)據(jù)。處理器81適當?shù)剡B接到圖像庫 101，以迅速地將檢測到的特性與庫中存在的圖像特性相比較。就維護而言的考慮是保持檢測系統(tǒng)的光學部件清潔。這種清潔可以是實質性的 挑戰(zhàn)，例如，當設備旨在用于在污染大氣中工作(如，存在于大城市中)時。在大多數(shù)情形 中，發(fā)熱電子器件和照明裝置位于光學系統(tǒng)(如，包括反射鏡和透鏡)的頂部區(qū)域。雖然這 種光學系統(tǒng)基本上會是封閉的，然而這種發(fā)熱組件的位置容易產生所提到的所謂的煙囪效 應，這暗示出灰塵和其它潛在污染顆粒通過光學系統(tǒng)被吸入并因而易于聚集在其中的光學 部件上。為了減少這種沾污情況并將任何清掃都減小到最小程度，電路板99位于封閉光 學器件箱體102的直立面102’外。封閉在本文中可以隱含是指封閉組件設施，該設施可以 是密封的、壓力補償?shù)摹⒒旧戏忾]的或者至少基本上防塵的。箱體102與所述電路板99 相鄰的部分可以由透明窗口構件103封閉、與所述空間92相鄰的部分可以由透鏡93封閉。 雖然可以使用其它的透鏡類型，但透鏡可以適當?shù)貫榉颇鶢柾哥R。因為這種透鏡構件對于 刮擦是易損壞的，所以在透鏡93與所述空間92之間放置保護性的透光面板104。面板以密 封方式適當?shù)刭N合到箱體102的外殼或框架以避免透鏡93與面板104之間的任何灰塵或 污染如以上所提到的，光源85和攝像裝置97面向所述窗口構件103以允許來自光源 85的光線穿過導光部件86、穿過窗口構件103、穿過導光部件86’、并隨后經過傾斜的反射 鏡87、漫射器88、并隨后進一步經過所述封閉的光學箱體103以及所述透鏡93和面板104 中的光路，攝像裝置97通過該窗口構件103能夠根據(jù)從反射表面94反射并且經過面板 104、所述透鏡93、封閉的光學器件箱體102、并經過45°傾斜的第二反射鏡105和窗口構件 103而到達攝像裝置97的光來接收物品95的圖像。透鏡的目的是提供通過空間92去往反射表面94的平行光線。因此，透鏡93與所 述空間92相鄰，并且將會使得從所述反射表面94反射的光線經由包括所述封閉的光學器 件箱體中相互傾斜的反射鏡91、90和89以及所述第二光重定向反射鏡105的光路延長器 聚焦到攝像裝置。本文中的術語“光路延長器”在光學器件領域中常常也稱作“折疊式反射 鏡”裝置。它僅僅是指通過反射鏡使光路折疊以延長光從輸入端到輸出端需要行進的總路 徑長度。雖然可以使用任何合適的透鏡或光線折射器，但本發(fā)明提供菲涅爾透鏡作為透鏡 構件93的優(yōu)選實施例。
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通過查看
圖1將會明白，透鏡93的焦點將會超出圖面的右手側。由于使整個設備 盡可能緊湊是重要的，所以使用光路延長器是必要的。本文中的基本方面還在于確保來自光源85的光在到達箱體102之前不被散射開， 并且還在于光在進入了箱體時被正確地導向以在其中呈現(xiàn)小而強的光源。因此，圍繞光源 85的導光部件86從電路板99向窗口構件103的面延伸。如果不存在導光部件86，則除了 使雜散光穿過而進入到箱體中之外，窗口構件還將會使來自光源85的光的大量部分散射 回到電路板。因此，在窗口構件的另一側上使用導光部件86’對于提供朝向傾斜反射鏡87 的集中光束也是關鍵的。為了實現(xiàn)光學系統(tǒng)變得盡可能緊湊，在所選取的包括三個反射鏡89-91 (相對于 彼此并且相對于水平方向傾斜)的實例中，需要提供光路延長器89-91。如
圖1和圖2中所 見，延長器位于反射鏡87與其下游的漫射器88和透鏡93之間的光路中。如所提到的，使 用光路延長器在光學器件領域中是公知的。使用位于第一光重定向反射鏡87下游的光漫射器88將會形成具有小的或有限的
延伸、但大于點光源的光源。鑒于如下事實透鏡的聚焦點將會根據(jù)環(huán)境溫度改變(可能
影響透鏡材料)而略微改變，在查看漫射器88時所見的提供的光源將實現(xiàn)對這些偏差的補 m
te ο光源的尺寸(在此情形中，如從漫射器出現(xiàn)的光)越大將會使得光學系統(tǒng)耐受溫 度變化的能力越強，但是如果尺寸變得太大，則光源的效率將變得較小。問題因此變成在對 溫度偏差的耐受性與光源效率之間的折衷。鑒于攝像裝置97在電路板上與光85不在同一處，實現(xiàn)將反射圖像導向到攝像裝 置是關鍵的。因此，第二個45°放置的光重定向反射鏡裝置105是半透明的以作為光束分 光器來工作，并且位于所述漫射器88與光路延長器89-91的第一部件89之間的光路中?？?以根據(jù)GB專利2，288，016等來知道光束分光器的使用。將會明白，就使光以平行光線的形式通過空間92而言，使用透鏡93是優(yōu)選的。然 而，如果不使用透鏡，則這將會隱含是指以透視圖的方式查看物品。這在假定物品的位置在 空間中將會總是精確的情況下是可接受的，但是尺寸誤差和其它誤差會容易出現(xiàn)。進一步 地，對檢測到圖像的處理將會較復雜，并且反射表面94的類型可能不得不被限制為向后反 射表面。為了能夠檢測例如與攝像裝置97可檢測的輪廓圖像不相關的物品的其它特征， 可以提供額外的攝像裝置106、107，如圖2中更清楚所見。這些攝像裝置將能夠經由45° 傾斜的第三反射鏡108從上方查看物品95，如
圖1和圖2中所見。這些攝像裝置可以例如 查看物品95以檢測物品95上存在的條形碼109或其它特征。通過一對光源110、110，或 者其它的光源適當?shù)貙ξ锲愤M行照明。為清楚起見，圖2中未示出這些光源。如果使反射 鏡108半透明，則可以在反射鏡108上放置一個或更多個光源。進一步地，為了能夠檢測物品95中或物品95上金屬的存在，或者為了檢測物品是 否是通過金屬制成的，如，在罐的情形中，金屬檢測器111可以被配置成基本沿反射表面94 后側的長度延伸。至此所公開的本發(fā)明的設備完全可用于處理未拆解的物品以及用于處理要拆解 的物品，即，在正確的材料和/或形狀或印戳檢測之后的任何情形中。
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然而，為了得到與接收到和檢測到物品的數(shù)量相關的最佳儲藏容量，本發(fā)明提供 了用于接收和拆解可收集物品的設備和方法，該設備在設備出口處具有至少一個物品拆解 器112、113。圖4和圖5中更詳細示出了該設備。該設備具有物品接收底板114以及往復 地且可滑動地沿底板114移動的物品推進器115。適當?shù)靥峁┝巳缦略幚砥?1及其 輸出83，用于移動驅動電機116以相應地驅動推進器115在底板114上被置于恰當位置，以 使得推進器115可以移動物品95去往指定出口并從而進入到相關拆解裝置(例如，拆解裝 置112或113)中。因此，當物品95被放置于底板114上時，根據(jù)與處理器81協(xié)作的攝像裝置106、 107所進行任何檢測以及攝像裝置97所進行的圖像檢測，物品95將有選擇地與推進器115 的一個或其它側表面嚙合并且被推進以去往和進入到與所述拆解器112或113的嚙合中。 為設備提供了 推進器驅動元件117，以機械方式被配置成隨著其靠近拆解器112、113而在 物品95上提供逐漸增加的推進力。推進器驅動元件117包括所述驅動電機116，第一鏈接件對118、第二鏈接件對119 和第三鏈接件對120以及鏈接配合元件121、121’、121”。所述第一鏈接件118中的每個第 一鏈接件在其一端118’經由齒輪116”和122’以及驅動鏈96以樞軸方式與驅動軸122(從 電機116的驅動軸116’供給動力)互操作，并在另一端118”以樞軸方式連接到第二鏈接 件119中的相關聯(lián)第二鏈接件的一端119’。所述第二鏈接件119中的每個第二鏈接件在其 另一端119”以樞軸方式鏈接到第三鏈接件中的相關聯(lián)的第三鏈接件120(在其端部120’、 120”之間的位置)，并在端部119’、119”之間的位置119”’以樞軸方式附著到設備外殼的 一部分。所述第三鏈接件120中的每個第三鏈接件在一端120’以樞軸方式附著到推進器 115，并在其另一端120”分叉成型，以在推進器115沿底板114從一端位置移動到另一端位 置時與形成所述鏈接配合元件的配合栓121、121’、121”順序嚙合。分叉成型端120”與栓 121-121”之間的相互作用在電機軸122旋轉時實現(xiàn)了推進器115受控、往復的移動。如前面所提到的，一旦對物品95進行了正確的檢測，旋轉輥子79、79’可彼此移 開，從而使物品下降到底板114上。雖然圖4和圖5中未示出，但可以為底板114提供陷落 門機構以實現(xiàn)物品恰好通過底板下降到底板下方的容器或其它處理裝備，而不是一定要拆 解物品。拆解器被配置成拆解以空飲料盒(具體是塑料材料或金屬(例如，鋁)制成的盒) 形式的任何可收集物品。適當?shù)?，拆解?12、113從如下的組中選出物品夯壓器、物品壓 平器、物品切碎器、物品切割器、物品壓碎器以及物品粉碎器。在圖4和圖5中還示出了 作為適當?shù)目刂泼姘?例如，鍵盤)的附圖標記123; 以及表示用于為返回物品提供代幣的打印機的附圖標記124。圖6提供了要受處理器81控制或者至少與處理器81協(xié)作的電學和電子組件及單 元的概要圖。將會認識到，拆解器適當?shù)赜扇缦碌碾姍C供給動力連續(xù)運轉的電機、或者至 少在從物品進入以進行檢測的時間點直到最終物品進入并最終被處理期間工作的電機。還 會認識到，在處理器內，存在用以在需要高功率與低功率的單元之間提供鏈接的電路、連接 和接口以及任何的邏輯電路。雖然未示出，但將會理解，處理器及其相關的協(xié)作單元可連接 到外部電源。除了使得對收集到的物品進行拆解之外，所公開的設備還能夠有效地作為物品分
8類器來工作。雖然該設備特別適合于作為已公開的發(fā)明設備的一部分，但該設備同樣適合 于用作其中需要拆解的分類機構。因此，該設備適合用于反向自動販賣機，但其并不限于在 反向自動販賣機中或與反向自動販賣機一起使用。
權利要求
一種用于接收和拆解可收集物品的設備，所述設備在設備出口處具有至少一個物品拆解器，所述設備包括 物品接收底板； 可沿底板往復滑動的物品推進器，以及 用于使得物品在被置于底板上時與推進器的表面嚙合并且被推進以去往和進入到與所述拆解器的嚙合中的元件， 其中，所述物品推進器的驅動元件被配置成在沿底板去往拆解器的物品上提供逐漸增加的推進力，以及 其中，所述推進器驅動元件包括驅動電機和推進力機構。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述設備進一步包括_用于有選擇地使得物品在被置于底板上時經由陷落門裝置通過底板離開或者與推進 器嚙合并被推進以去往和進入到與所述拆解器的嚙合中的元件。
3.如權利要求1所述的設備，其中，所述推進力機構包括-第一、第二和第三鏈接件對；以及-鏈接配合元件，_所述第一鏈接件中的每個第一鏈接件在其一端以樞軸方式與電機的驅動軸協(xié)作，并 在另一端以樞軸方式連接到第二鏈接件的一個相關聯(lián)的第二鏈接件的一端，_所述第二鏈接件中的每個第二鏈接件在其另一端以樞軸方式鏈接到在其端部之間的 第三鏈接件中一個相關聯(lián)的第三鏈接件，并在其端部之間的位置處以樞軸方式附著到設備 的外殼，以及_所述第三鏈接件中的每個第三鏈接件在一端以樞軸方式附著到推進器，并在其另一 端分叉成型以在推進器沿底板從一端位置移動到另一端位置時與形成所述鏈接配合元件 的配合栓連續(xù)嚙合。
4.如權利要求2所述的設備，其中，物品拆解器位于所述陷落門裝置下方。
5.如權利要求1-4中任一項權利要求所述的設備，其中，拆解器被配置成拆解空飲料 容器形式的任何可收集物品。
6.如權利要求1-5中任一項權利要求所述的設備，其中，所述設備形成反向自動販賣 機的一部分。
7.如權利要求1-6中任一項權利要求所述的設備，其中，所述拆解器從如下組中選擇 物品夯壓器、物品壓平器、物品切碎器、物品切割器、物品壓碎器以及物品粉碎器。
8.如權利要求1-7中任一項權利要求所述的設備，其中，所述設備被提供有至少兩個 拆解器，其中，推進器元件的一側表面被配置成推進物品去往拆解器中的第一個，而推進器 元件的另一側表面被配置成推進物品去往拆解器中的第二個。
9.如權利要求8所述的設備，其中，所述第一拆解器和所述第二拆解器位于所述臺面 的各個端部區(qū)域。
10.一種用于接收和拆解可收集物品的方法，所述方法包括-使得物品在被置于物品接收底板上時與可沿底板往復滑動的推進器的表面嚙合，并 通過推進器推進物品以去往和進入到與位于底板端部區(qū)域處的拆解器的嚙合中以通過拆 解器拆解物品，其中，通過在去往拆解器的物品上使用逐漸增加的推進力來執(zhí)行推進，或者_使得物品在被置于物品接收底板上時通過底板中的陷落門裝置離開并隨后在物品通 過底板離開后將物品傳遞到拆解器。
11.如權利要求10所述的方法，其中，所述拆解通過使用如下內容中的一項來進行物 品夯壓、物品壓平、物品切碎、物品切割、物品壓碎、以及物品粉碎。
12.如權利要求10或11所述的方法，其中，所述拆解可在空飲料容器形式的物品上執(zhí)行。
全文摘要
一種用于接收和拆解可收集物品的設備，所述設備在設備出口處具有至少一個物品拆解器(112、113)。所述設備包括物品接收底板(114)；可沿底板往復滑動的物品推進器(115)以及用于使得物品在被置于底板上時與推進器的一側或另一側嚙合并且被推進以去往和進入到與所述拆解器的嚙合的元件，以及被配置成在去往拆解器的物品上提供逐漸增加的推進力的推進器驅動元件(117)?？梢蕴峁┮韵略溆糜谟羞x擇地使得物品在被置于底板上時經由陷落門裝置通過底板離開或者被推進器的一側或另一側嚙合并被推進以去往和進入到與所述拆解器的嚙合中。
文檔編號B02C18/22GK101971217SQ200880124094
公開日2011年2月9日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權日2007年11月7日
發(fā)明者湯姆·倫德, 羅阿爾·亞伯拉罕松 申請人:托姆拉系統(tǒng)公司