RAISE：面向报废手机的机器人辅助选择性拆解与分选系统及其在循环经济中的价值

本文提出了一种低成本、易部署的报废手机自动化选择性拆解与分选系统RAISE，该系统集成了自适应切割、视觉引导机器人分选及电池移除子系统，每小时可处理超过120部手机，平均拆解成功率达98.9%，有效提升了电子废弃物回收的经济性与可持续性，为循环经济提供了可靠的自动化解决方案。

　　

研究亮点

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  自动化切割系统：一种自适应切割系统，能够处理多种手机型号，实现有效且无风险的层分离，并对主要部件造成最小损伤，使手机为后续工序做好准备。
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  基于视觉的机器人分选系统：一种基于手眼视觉和深度学习的机器人分选系统，在实时决策和拆解过程规划中达到98.9%的准确率。该系统决定了输出的一致性和质量。
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  电池移除系统：一种结合热风冷却和机械摆锤的系统，可快速安全地分离电池。
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  数据集：一个包含来自五种不同类型手机的2300多张图像及其像素级分割掩码的数据集。该数据集可作为视觉引导的报废产品拆解系统中分割模型评估的基准。

相关研究

本节回顾了针对不同报废产品的现有拆解方法，并强调了对报废手机自动化拆解解决方案的需求。完全拆解可以 dismantle 所有部件，但通常成本高昂且对大多数报废产品而言并非必要。选择性拆解通过针对高价值和有害部件，然后将它们有效地分选出来用于下游工序，提供了一种实用的折衷方案。

提出的拆解与分选系统

所提出的拆解系统在部署成本、法规遵从性和操作灵活性之间取得了平衡，符合当前报废手机回收实践的需求。整个拆解系统包含三个子系统，构建了一个可扩展的、全自动化的解决方案。半破坏性的自适应切割系统能够安全高效地分离不同型号的手机层。机器人分选系统应用视觉和深度学习...

切割系统

该系统自动将收集的报废手机从收集单元转移到切割系统。手机以正确的方向放置在收集单元内。最初，手机通过自适应夹具稳定在L形传送带的第一段。夹具的弹簧机构可以在切割过程中牢固地固定不同尺寸的手机。值得注意的是，圆锯片模块可以与夹具一起移动以匹配尺寸，实现同步切割。

结论与讨论

本文介绍了一种用于报废手机的完全自动化选择性拆解和分选系统，它集成了三个核心过程：(i) 一种有效分离手机层的自适应切割机制，(ii) 一个采用深度学习进行精确部件检测和定位的基于视觉的机器人分拣模块，以及 (iii) 一个利用冷却器结合力机制进行安全电池取出的电池移除系统。实验验证证明了检测...