1．目的及意义

伴随着人们生活水平的提高，塑料瓶的应用愈加广泛，据不完全统计我国每年大约有400万吨的废弃塑料瓶产生。如果这些废旧的饮料塑料瓶，如果不及时处理，会对环境造成很大的污染。过去的处理方式一般为焚烧，但焚烧处理将给环境造成严重的二次污染，塑料焚烧时，不但产生大量黑烟，而且会产生二恶英——迄今为止毒性最大的一类物质。二恶英进入土壤中，至少需15个月才能逐渐分解，它会危害植物及农作物；二恶英对动物的肝脏及脑有严重的损害作用。近几年由于环境问题日益严重，过去的老方法显然不再使用今天的实际生活。

一般塑料瓶子加工成的原材料叫聚酯纤维，也就是通常说的的涤纶和腈纶，这与我们现代人常穿的衣服其实是一种材质，所以这些废弃的塑料瓶回收加工再利用起来，然后重新应用于其他领域，可能有很多人不相信，但是这是一个事实，两个大的饮料瓶就可以做出一件夏天穿的运动衣，两个小的饮料瓶就可以制作成一顶帽子，还有很多做成了汽车座椅的衬子。

废弃塑料瓶的回收在我国其实已经进行多年，但收效甚微，整个塑料回收行业利用率只有25%，直接资源浪费高达280亿元/年，这其中废旧塑料瓶占到很大一部分比重。国家“十三五规划”指出“加强生活垃圾分类回收和再生资源回收的衔接”。因此，将回收的塑料瓶分类后作为原材料进行在加工，符合国情国策。

此次设计的废弃塑料瓶回收设备目的在于帮助废弃塑料瓶回收行业提高回收效率，有效分辨可以回收再利用的与无法再利用的废弃塑料瓶。

在西方国家，塑料瓶回收早在90年代时就已经经过了快速增长期，但进入21世纪，随着人工智能和视觉系统的开发不断深入，基于视觉系统的废旧塑料回收的生产线也有出现，同时对分类回收也有了更高的要求。

2007 年 Y Tachwali等人提出从塑料瓶的化学成分和颜色两方面进行分类识别。并使用近红外反射率的测量方法来识别瓶子的成分，以及使用基于灰度直方图的阈值分割对图像进行分割来检测瓶子的颜色。

2015 年 Ouml;zkan K 等人对回收塑料瓶图像进行各种预处理后，用形态学进行图像分割，依据图像的像素分别用主成分分析、核主成分分析、Fisher 线性判别分析法、奇异值分解法和拉普拉斯特征映射法进行特征提取，之后用支持向量机实现分类任务。

就国内而言，在2017年浙江大学贺向宇针对废旧塑料瓶回收提出了一整套的硬件以及软件的解决方案，并详细介绍了塑料瓶回收智能识别分类系统的硬件结构组成和具体的工作流程，基于双阈值分割的图像感兴趣区域提取方法基于轮廓点空间位置关系的形状匹配方法和基于K均值聚类的颜色分类方法。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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机械设备整体可以分为四部分，包括下料装置、输送装置、分拣分选设备、收集容器。图像处理部分属于采购范围不进行设计。调速传送机构将塑料瓶输送至暗箱识别区域，利用工业照相机采集实时图像，并将图像传送到 PC 机上进行处理，然后将处理信息发送给下位机，最终在分拣机构上实现对有色塑料瓶的精确分离，并进入不同的容器内。

下料装置选用电机振动给料机。振动给料机振动平稳、工作可靠、寿命长；可以调节激振力，可随时改变和控制流量，调节方便稳定；振动电机为激振源，耗电小、调节性能好，给料连续均匀，无冲料现象。结构简单、运行可靠、维护保养方便。

输送装置选用一款速度可调节的传送装置。该装置采用黑色传送带，增加了塑料瓶图像的对比度，便于图像处理。在该装置上安装了一种适用于颜色检测的暗箱。通过调节该装置的无级调速旋钮，可以对分拣速度进行有效控制。