废旧手机自动拆解回收方法及其自动化作业流水线装置

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.X

(22)申请日 2015.10.28

(71)申请人 上海大学

地址 200444 上海市宝山区上大路99号

(72)发明人 张建华 肖延毅 张俊 吴行阳

(74)专利代理机构 上海上大专利事务所(普通合伙)

代理人 顾勇华

(51)

(10)申请公布号 CN 105290081 A

(43)申请公布日 2016.02.03

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

废旧手机自动拆解回收方法及其自

动化作业流水线装置

(57)摘要

本发明公开了一种废旧手机自动拆

解回收方法及其自动化作业流水线装置，

以流水线的形式，采用真空吸盘吸附，拉

开的工艺。逐步分离手机后盖、手机电

池、手机屏幕总成和手机电路板。其中对

于拆除手机屏幕总成和电路板步骤采取了

用乙醇浸泡和夹具对手机加热的方式；手

机与电池相对夹具的位置由工位上方的黑

白CCD相机采样并传输至电脑进行计算处

理。本发明主要应用于电子类废弃物的资

源化回收处理领域，采用机械方式，实现

废旧手机的快速批量拆解，拆解效率高，

良率有保障，且易于操作，对环境无伤

害。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将回收来的废旧手机进行预处理，清理手机表面油污；

S2：手机经过在所述步骤S1中油污预清理后，使手机进入第一流水线，经正反面

识别和预定位系统按照主控制系统程序设定摆正手机的正反面，然后通过传送装置

将手机传送至第一流水线的手机装夹工位的夹具的起始作业位置上，此时主控制系

统控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，当手机被夹具夹紧后，在手机装夹

工位上设置的图像采集装置开始采集夹具和手机机体相对位置图像，并传输至主控

制系统进行存储，此时即在手机装夹工位上完成第一流水线的拆卸回收准备工作；

S3：在所述步骤S2中手机装夹工位上完成第一流水线的拆卸回收准备工作后，夹

具固定夹紧手机进入后续的第一流水线的手机后盖拆除工位，主控制系统根据对在

所述步骤S2中采集的图像的数据分析计算得出数据结果并形成指令信号，从而控

制吸盘完成吸附手机后盖的工序，将手机后盖和手机机身分离，回收手机后盖，剩

余的手机机身随夹具进入下一个工位；

S4：在所述步骤S3中手机后盖拆除工位上完成手机后盖拆除工作后，手机的电池

裸露出来，当夹具固定夹紧手机进入后续的第一流水线的手机电池拆除工位后，此

时在手机电池拆除工位上设置的图像采集装置开始采集手机机体和手机电池相对位

置图像，并传输至主控制系统，主控制系统根据对图像的分析计算得出数据结果并

形成指令信号，从而控制吸盘完成吸附手机电池的工序，将手机电池和手机机身分

离，回收手机电池，剩余的手机机身随夹具进入下一个工位；

S5：在所述步骤S4中手机后盖拆除工位上完成手机电池拆除工作后，夹具固定夹

紧手机到乙醇浸泡池上方，使剩余的手机机身随夹具运行位置到达第一流水线的返

回端位置处，此时主控制系统控制夹具的驱动机构使夹具松开手机机身，将剩余的

手机机身随重力下落入乙醇浸泡池进行预定时间的浸泡作业，使手机屏幕总成边框

与手机机身的连接部粘合材料膨胀并松软化，而完成第一流水线作业的空载的夹具

则由主控制系统控制，从第一流水线的返回端沿着预设回程路线运行到第一流水线

的手机装夹工位的夹具起始作业位置进行复位；

S6：在所述步骤S5中，剩余的手机机身在乙醇浸泡池中达到预定浸泡时间后，再

次经过手机正反面识别和预定位系统设定摆正手机机身的正反面，然后通过传送装

置将手机传送至第二流水线的手机装夹工位的夹具的指定位置上，此时主控制系统

控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，在手机装夹工位上完成第二流水线的

拆卸回收准备工作；

S7：在所述步骤S6中手机装夹工位上完成第二流水线的拆卸回收准备工作后，夹

具固定夹紧手机进入后续的第二流水线的屏幕总成拆除工位，此时主控制系统控制

启动夹具上设置的加热装置，开始对手机屏幕总成边框加热，在剩余的手机机身已

经经过所述步骤S5的处理后使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材料膨

胀并松软化的基础上，再使连接部粘合材料经过加热后进一步软化，使连接部粘合

材料的粘度降低到适应吸盘提供的吸附力能够实现对手机屏幕总成拆卸条件要求，

此时主控制系统控制吸盘完成吸附手机屏幕总成的工序，将手机屏幕总成和手机机

身分离，回收手机屏幕总成，剩余的手机机身即为手机电路板部分，手机机身随夹

具继续行进，使夹具运行到达第二流水线的返回端位置处，此时主控制系统控制夹

具的驱动机构使夹具松开手机机身，最后回收手机电路板，即完成废旧手机自动拆

解回收过程，而空载的夹具则由主控制系统控制，从第二流水线的返回端沿着预设

回程路线运行到第二流水线的手机装夹工位的夹具起始作业位置进行复位。

2.根据权利要求1所述废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于：所述主控制系统

为计算机，在所述步骤S2和S5中，手机正反面识别和预定位系统设有黑白CCD

相机，所述传送装置采用梯形传送斜面，经过所述主控制系统控制黑白CCD相机

识别手机正反面后，对镜头面没有朝向设定方向的手机通过所述主控制系统控制翻

转传送带进行选择性翻转作业，在通过翻转手机使手机镜头面保持朝向设定方向后，

手机继续进入梯形传送斜面，所述梯形传送斜面设有计数传感器，使手机依次单个

到达对应手机夹具要求预设的初始夹持位置处，在所述步骤S2和S4中，安装在

第一流水线的手机装夹工位上和手机后盖拆除工位上设置的图像采集装置皆为黑白

CCD相机，所述黑白CCD相机的数据端与所述计算机信号连接，在所述步骤S2

中利用所述黑白CCD相机采集手机与夹具的相对位置关系灰度图像后将图像数据

输送到计算机，并采用阈值分割算法处理灰度图像，而在所述步骤S4中利用所述

黑白CCD相机采集手机电池与手机机身的相对位置关系灰度图像将图像数据输送

到计算机，并采用阈值分割算法和边缘检测Canny算法处理灰度图像，在所述步

骤S2和S4中处理灰度图像时皆是在将灰度图像信息中无用的信息滤去后，来获

取夹具、手机外框轮廓、手机后盖平整角轮廓和手机电池轮廓在预设坐标系中的位

置坐标值及其相互位置关系值，并将计算数据存储至所述计算机中，在所述步骤

S3、S4和S7中，计算机根据存储的数据，对存储的手机尺寸大小数据、手机后盖

平整角数据、手机外框轮廓数据、电池外框数据与预设坐标系关系进行计算处理，

并根据坐标转换关系计算出对应流水线工位上的每个吸盘的定位坐标值，并转换成

驱动吸盘进行吸附作业的执行指令信号，然后计算机再通过通信接口将执行指令信

号传输给控制吸盘运动的相应的伺服电机，使伺服电机驱动吸盘执行对手机后盖、

手机电池和屏幕总成的吸附作业，在所述步骤S5和S7中，所述夹具提供对手机

的夹紧力采用的是气动方式，计算机还通过控制对应手机装夹工位的夹具在对应的

流水线返回端预设的行程开关，进而控制夹具上对应设置的气动阀，在夹具体达到

对应的流水线返回端位置处时，通过触动行程开关使气动阀卸压，夹具夹持的手机

机体由于重力作用自动滑落至预设工位的作业位置处。

3.根据权利要求2所述废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于：在所述步骤S3

和S4中，所述第一流水线的手机装夹工位与电池拆除工位设置的黑白CCD相机

的启动和图像采集作业均由计算机自动化控制，其控制与判断方式如下：

在所述步骤S3中，当手机通过梯形传送斜面传送到第一流水线的手机装夹工位时，

且此时手机装夹工位的压力传感器检测的夹具与手机机身接触压力达到预设压力夹

紧手机机体时，在手机装夹工位上设置的黑白CCD相机启动并开始采集夹具和手

机机体相对位置图像；

在所述步骤S4中，当手机到达第一流水线的电池拆除工位时，且此时手机装夹工

位的压力传感器检测的夹具与手机机身接触压力依然保持预设压力夹紧手机机体时，

电池拆除工位上方黑白CCD相机启动。

4.根据权利要求2或3所述废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于：在所述步骤

S5和S7中，所述夹具上设有与皆所述主控系统信号连接的光电传感器和压力传感

器，当有手机进入夹具进行夹持时，所述光电传感器发送信号使气动阀加压从而自

动夹紧手机，当所述压力传感器检测到气动夹紧压力达到预设值时，停止增加气压。

5.根据权利要求2或3所述废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于：在所述步骤

S4中同时采用阈值分割算法和边缘检测Canny算法处理灰度图像时，至少将商标、

文字、内存卡插槽和摄像头中的任意几种图像中的干扰因素逐次排除，以获取手机

电池轮廓和手机外框轮廓在预设坐标系中的位置坐标值及其相互位置关系值。

6.根据权利要求2或3所述废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于：在所述步骤

S5中，剩余的手机机身在乙醇浸泡池中进行处理的预定浸泡时间至少为3小时。

7.一种废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装置，依次由主控制系统控制的第

一流水线（400）和第二流水线（410）连接组成，所述主控制系统采用电脑

（403），其特征在于：所述第一流水线（400）依次由第一正反面识别和预定位系

统、第一手机装夹工位（401）、手机后盖拆除工位（404）和手机电池拆除工位

（406）顺序连接而成，所述第一正反面识别和预定位系统由手机正反面识别系统

和传送装置组成，所述手机后盖拆除工位（404）的拆除件输出口对应后盖收集箱

（405）的入口，所述手机电池拆除工位（406）的拆除件输出口对应电池收集箱

（408）的入口，在所述第一流水线（400）的第一手机装夹工位（401）与手机电

池拆除工位（406）上分别固定设置第一黑白CCD相机（402）和第二黑白CCD

相机（407），所述第二流水线（410）依次由第二正反面识别和预定位系统、第二

手机装夹工位（411）和屏幕总成拆除工位（412）顺序连接而成，所述第二正反面

识别和预定位系统也由手机正反面识别系统和传送装置组成，所述屏幕总成拆除工

位（412）的两个拆除件输出口分别对应屏幕总成收集箱（414）的入口和电路板收

集箱（413）的入口，在第二手机装夹工位（411）的夹具上还设有加热装置，在所

述手机电池拆除工位（406）和所述第二手机装夹工位（411）之间还设有乙醇浸泡

池（409）处理工位，待拆分的废旧手机首先进入第一流水线，经所述第一正反面

识别和预定位系统按照所述电脑（403）程序设定摆正手机的正反面，然后通过所

述传送装置将手机传送至所述第一流水线（400）的第一手机装夹工位（401）的夹

具的起始作业位置上，此时所述电脑（403）控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹

紧手机，所述电脑（403）根据第一手机装夹工位（401）的夹具夹持手机到达预设

位置的位置信号来分别控制所述第一黑白CCD相机（402）和所述第二黑白CCD

相机（407）的启动和图像采集作业，所述第一黑白CCD相机（402）采集手机与

夹具的相对位置关系灰度图像，所述第二黑白CCD相机（407）采集手机电池与

手机机身的相对位置关系灰度图像，所述第一黑白CCD相机（402）和所述第二

黑白CCD相机（407）采集的灰度图像分别输送到所述电脑（403）进行存储，所

述电脑（403）根据存储的图像数据，进行分析计算得出数据结果并形成指令信号，

从而分别控制所述手机后盖拆除工位（404）和所述手机电池拆除工位（406）设置

的吸盘完成吸附手机后盖工序和吸附手机电池工序，在所述手机后盖拆除工位

（404）上设置的吸盘完成吸附手机后盖工序并将手机后盖和手机机身分离，使手

机的电池裸露出来，回收手机后盖进入所述后盖收集箱（405），剩余的手机机身

随第一手机装夹工位（401）的夹具进入后续的所述手机电池拆除工位（406），当

夹具固定夹紧手机进入所述手机电池拆除工位（406）后，在所述手机电池拆除工

位（406）上设置的吸盘完成吸附手机电池工序，并将手机电池和手机机身分离，

回收手机电池进入所述电池收集箱（408），在所述手机电池拆除工位（406）上完

成手机电池拆除工作后，再剩余的手机机身随第一手机装夹工位（401）的夹具到

达所述乙醇浸泡池（409）上方，使剩余的手机机身随第一手机装夹工位（401）的

夹具运行位置到达所述第一流水线（400）的返回端位置处，进入后续的乙醇浸泡

池（409）处理工位，此时所述电脑（403）控制第一手机装夹工位（401）的夹具

的驱动机构使夹具松开手机机身，将剩余的手机机身随重力下落入所述乙醇浸泡池

（409）进行预定时间的浸泡作业，使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合

材料膨胀并松软化，而完成所述第一流水线（400）作业的空载的第一手机装夹工

位（401）的夹具则由所述电脑（403）控制，从所述第一流水线（400）的返回端

沿着预设回程路线运行到所述第一流水线（400）的第一手机装夹工位（401）的夹

具起始作业位置进行复位，当剩余的手机机身在所述乙醇浸泡池（409）中达到预

定浸泡时间后，再次经过所述第二正反面识别和预定位系统设定摆正手机机身的正

反面，然后通过所述传送装置将手机传送至所述第二流水线（410）的第二手机装

夹工位（411）的夹具的指定位置上，此时所述电脑（403）控制所述第二手机装夹

工位（411）的夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，在所述第二手机装夹工位

（411）上完成所述第二流水线（410）的拆卸回收准备工作，此时所述电脑（403）

控制所述第二手机装夹工位（411）的夹具固定夹紧手机进入后续的所述屏幕总成

拆除工位（412），此时所述电脑（403）控制启动在所述第二手机装夹工位（411）

的夹具上设置的加热装置，开始对手机屏幕总成边框加热，在剩余的手机机身已经

经过乙醇浸泡池（409）处理工位处理后使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部

粘合材料膨胀并松软化的基础上，再使连接部粘合材料经过加热装置加热后进一步

软化，使连接部粘合材料的粘度降低到适应所述屏幕总成拆除工位（412）上设置

的吸盘提供的吸附力能够实现对手机屏幕总成拆卸的条件要求，此时所述电脑

（403）控制所述屏幕总成拆除工位（412）的吸盘完成吸附手机屏幕总成的工序，

将手机屏幕总成和手机机身分离，回收手机屏幕总成进入所述屏幕总成收集箱

（414），剩余的手机机身即为手机电路板部分，手机机身随所述第二手机装夹工

位（411）的夹具继续行进，使夹具运行到达所述第二流水线（410）的返回端位置

处，此时所述电脑（403）控制所述第二手机装夹工位（411）的夹具松开手机机身，

最后回收手机电路板进入所述电路板收集箱（413），即完成废旧手机自动拆解回

收过程，而完成第二流水线（410）作业的空载的第二手机装夹工位（411）的夹具

则由所述电脑（403）控制，从第二流水线（410）的返回端沿着预设回程路线运行

到第二流水线（410）的第二手机装夹工位（411）的夹具起始作业位置进行复位。

8.根据权利要求7所述废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装置，其特征在于：

在所述第一正反面识别和预定位系统和第二正反面识别和预定位系统中，手机正反

面识别系统皆由手机正反面识别工位（603）、黑白CCD相机装置（604）和所述

电脑（403）组成，所述传送装置皆由前部传送装置（601）、手机翻转工位（605）

和后部传送装置（602）形成预定位系统，所述后部传送装置（602）采用梯形斜面

传送装置，所述梯形斜面传送装置的长边位于所述手机正反面识别工位（603）的

传送带后作为入口，用于接收经过识别的手机，所述梯形斜面传送装置的窄边作为

出口并位于各所述夹具的正上方，完成手机进入手机装夹系统的夹具的准备，用于

在夹具夹持手机之前进行预定位手机，各所述黑白CCD相机装置（604）分别采

集进入第一手机装夹工位（401）和第二手机装夹工位（411）中的手机正反面信息

图像，并将采集的手机正反面信息图像输送到所述电脑（403）进行存储，所述电

脑（403）根据存储的图像信息进行分析计算，判断镜头面是否向上，若镜头面不

朝上，则将手机输送至所述手机翻转工位（605），将手机翻转后，再使手机从所

述梯形斜面传送装置的长边进入所述后部传送装置（602），若镜头面朝上，则手

机直接从所述梯形斜面传送装置的长边进入所述后部传送装置（602），进入所述

后部传送装置（602）的手机逐渐调整摆放方向，在到达所述后部传送装置（602）

的窄边位置处使手机实现预定位。

9.根据权利要求8所述废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装置，其特征在于：

在所述后部传送装置（602）的预定位梯形斜面上设有计数传感器与制动挡板，控

制一次仅预定位一个手机于所述后部传送装置（602）的预定位梯形斜面窄边出口

处，使各所述夹具每次夹持作业只完成对一个手机的夹持。

10.根据权利要求7～9中任意一项所述废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装

置，其特征在于：所述第一手机装夹工位（401）和所述第二手机装夹工位（411）

的夹具皆主要由夹具基座（510）、夹具移动端（520）和气动阀（530）组成，采

用一侧固定另一侧移动的方式，夹紧方式采取气动夹紧，所述夹具基座（510）包

含一条手机固定压槽和两个相互平行的夹具移动端（520）的导向槽，所述夹具移

动端（520）的导向槽与手机固定压槽垂直固定连接，所述夹具移动端（520）包含

另一个手机固定压槽和两个导向轮，所述夹具移动端（520）通过两个导向轮沿着

所述夹具基座（510）的导向槽移动，所述夹具移动端（520）的手机固定压槽和所

述夹具基座（510）的手机固定压槽之间形成适应手机尺寸的活动夹持开口，所述

气动阀（530）为夹具提供所需夹紧力，所述气动阀（530）的推力输出端通过螺杆

作用于所述夹具移动端（520），驱动所述夹具移动端（520）相对所述夹具基座

（510）的手机固定压槽之间进行开合运动，另外，在所述第二流水线（410）的第

二手机装夹工位（411）的夹具基座（510）和夹具移动端（520）的两个手机固定

压槽中设置恒温加热电阻丝形成加热装置，所述电脑（403）控制恒温加热电阻丝

对手机的接触侧面进行加热，使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材料经

过恒温加热电阻丝加热后软化，并降低连接部粘合材料的粘度。

11.根据权利要求10所述废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装置，其特征在

于：所述夹持手机的夹具基座（510）采用左侧面手机固定压槽、底面手机固定压

槽和夹具移动端（520）的右侧面移动压槽形式，在定位手机的同时，给予手机朝

向夹具基座（510）的夹紧力。

说 明 书

技术领域

本发明涉及一种电子类废弃物的回收处理方法及装备，特别是涉及一种废旧手机回

收处理方法及装置，应用于电子垃圾无害化处理和额废弃物的资源化回收处理技术

领域。

背景技术

随着手机设备的更新换代周期缩短，全球每年新增废弃手机约4亿部，其中我国占

到近1亿部。现代社会，因电子产品更新换代而产生的废弃物品越来越多，但却很

少有人关注其对环境所带来的负面影响。废弃电子物品的主要负面影响是对环境的

污染，而这种污染又具有潜伏性。1亿部废弃手机中可提取1500公斤黄金、100万

公斤铜和3万公斤银。一部手机中钢铁占54%，铜铝占20%，塑料占17%，线路

板中还含有贵重的金、银、铂、钯、铑等金属。几乎所有手机部件，甚至包装材料

都可供“再循环”，制造新产品。

另一方面，由于手机电池和其他组件中含有有毒的化学物质，包括不能被环境所吸

收的有毒金属砷、铬、铅、镍和锌等，这些有毒物质如果只是通过简单的掩埋或者

焚烧来处理，将导致手机中有害金属物质渗漏从而污染土壤和地下水资源，并有可

能渗入食物链，危及人类健康，对环境造成极大的影响。废旧手机回收利用，既可

以减少电子垃圾污染，又可以回收有用的材料，实现资源的循环利用，使用再生材

料代替原材料还可以大大的节约能源，符合我国的大力发展循环经济、建设节约型

社会的现实目标。对废旧手机成功的回收、利用必将产生良好的环境和经济效应。

普通手机的组成包括如下部分：1、塑料：一般由PC、ABS和PC+ABS三大类构

成。2、电路板：根据型号不同，其结构和大小有所不同，主要由电木板、玻璃纤

维、塑胶、树脂、铜、锡、铅锡合金、金、银等构成。3、屏幕：主要由荧光管、

导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。

4、电池：一般由锂电池构成。

从国内已有的废旧手机分离技术来看，目前基本处于初级阶段，其回收途径主要由

以下四个方面构成：1、不规范的二手回收市场。在大街上随处可见街头小贩回收

废旧手机，对旧手机进行翻新之后再卖出去，或者对一些有用的零部件进行简单的

拆开后就将其余部件当作垃圾扔掉、焚烧。这样对环境造成污染；2、当作一般垃

圾回收。手机由于寿命较短，且产品更新快，在我国废旧手机数量十分巨大，这些

手机绝大部分被当作废弃物丢弃，只是现阶段还没有大规模丢弃废旧手机的现象；

3、简单的拆卸作坊回收。现有手机拆卸工艺基本处于手工作业阶段，没有形成规

模化和机械化操作，而且大多数拆卸作业都是家庭作坊，极易造成二次污染；4、

生产商和移动运营商的自发回收。中国移动和诺基亚等联合发起“绿箱子环保计划”，

但其影响和成效都十分有限，手机的回收方式过于单一化，而且该计划重点关注手

机的回收，还没涉及到废旧手机的资源化利用。

现有专利技术中，公开号为CN203125073U的专利采用下压气缸、摆动气缸和吸

盘的构造。拉开屏幕和手机；公开号为CN203738714U的专利采用下压手机，顶

住屏幕，压离外框；公开号为CN203371469U的专利采用加热后使用两个不同真

空夹具相对远离的方式分开屏幕与手机；公开号为CN103552107A的专利采用匀

速横向与纵向运动的钢丝去切割手机与屏幕之间的光学胶从而分离手机与屏幕；公

开号分别为CN203739379U和CN103909722A的专利采用加热屏幕后，使用与手

机相对移动的金属线切割光学胶从而分离手机与屏幕；公开号为CN203679654U

的专利采用加热屏幕后，直接使夹具相对水平移动的方式分离手机与屏幕；公开号

分别为CN103465604A、CN103170491A、CN102629173A的专利采用将触摸屏放

入液氮中，一段时间后取出，通过固体光学胶在急剧温度变化中粘性减弱的特点拆

开触摸屏。上述回收处理工艺多数集中在对手机某个特点部分的单独回收。而对屏

幕部分、塑料部分、电池部分及其他有价值部分的综合回收问题涉及很少。因此，

开发一种综合回收手机中的屏幕、塑料、电池、电路板的工艺方法及其相应设备，

成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种废

旧手机自动拆解回收方法及其自动化作业流水线装置，采用流水线的拆解回收处理

方式，逐步将手机的各个有用部分拆解分类，而且达到手机电池、塑料壳体、电路

板、屏幕总成的分离与回收。本发明工艺简单，回收成本低，回收率高，工艺流程

方法合理且经济实用。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种废旧手机自动拆解回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将回收来的废旧手机进行预处理，清理手机表面油污；

S2：手机经过在步骤S1中油污预清理后，使手机进入第一流水线，经正反面识别

和预定位系统按照主控制系统程序设定摆正手机的正反面，然后通过传送装置将手

机传送至第一流水线的手机装夹工位的夹具的起始作业位置上，此时主控制系统控

制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，当手机被夹具夹紧后，在手机装夹工位

上设置的图像采集装置开始采集夹具和手机机体相对位置图像，并传输至主控制系

统进行存储，此时即在手机装夹工位上完成第一流水线的拆卸回收准备工作；

S3：在步骤S2中手机装夹工位上完成第一流水线的拆卸回收准备工作后，夹具固

定夹紧手机进入后续的第一流水线的手机后盖拆除工位，主控制系统根据对在步骤

S2中采集的图像的数据分析计算得出数据结果并形成指令信号，从而控制吸盘完

成吸附手机后盖的工序，将手机后盖和手机机身分离，回收手机后盖，剩余的手机

机身随夹具进入下一个工位；

S4：在步骤S3中手机后盖拆除工位上完成手机后盖拆除工作后，手机的电池裸露

出来，当夹具固定夹紧手机进入后续的第一流水线的手机电池拆除工位后，此时在

手机电池拆除工位上设置的图像采集装置开始采集手机机体和手机电池相对位置图

像，并传输至主控制系统，主控制系统根据对图像的分析计算得出数据结果并形成

指令信号，从而控制吸盘完成吸附手机电池的工序，将手机电池和手机机身分离，

回收手机电池，剩余的手机机身随夹具进入下一个工位；

S5：在步骤S4中手机后盖拆除工位上完成手机电池拆除工作后，夹具固定夹紧手

机到乙醇浸泡池上方，使剩余的手机机身随夹具运行位置到达第一流水线的返回端

位置处，此时主控制系统控制夹具的驱动机构使夹具松开手机机身，将剩余的手机

机身随重力下落入乙醇浸泡池进行预定时间的浸泡作业，使手机屏幕总成边框与手

机机身的连接部粘合材料膨胀并松软化，而完成第一流水线作业的空载的夹具则由

主控制系统控制，从第一流水线的返回端沿着预设回程路线运行到第一流水线的手

机装夹工位的夹具起始作业位置进行复位；

S6：在步骤S5中，剩余的手机机身在乙醇浸泡池中达到预定浸泡时间后，再次经

过手机正反面识别和预定位系统设定摆正手机机身的正反面，然后通过传送装置将

手机传送至第二流水线的手机装夹工位的夹具的指定位置上，此时主控制系统控制

夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，在手机装夹工位上完成第二流水线的拆卸

回收准备工作；

S7：在步骤S6中手机装夹工位上完成第二流水线的拆卸回收准备工作后，夹具固

定夹紧手机进入后续的第二流水线的屏幕总成拆除工位，此时主控制系统控制启动

夹具上设置的加热装置，开始对手机屏幕总成边框加热，在剩余的手机机身已经经

过步骤S5的处理后使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材料膨胀并松软

化的基础上，再使连接部粘合材料经过加热后进一步软化，使连接部粘合材料的粘

度降低到适应吸盘提供的吸附力能够实现对手机屏幕总成拆卸条件要求，此时主控

制系统控制吸盘完成吸附手机屏幕总成的工序，将手机屏幕总成和手机机身分离，

回收手机屏幕总成，剩余的手机机身即为手机电路板部分，手机机身随夹具继续行

进，使夹具运行到达第二流水线的返回端位置处，此时主控制系统控制夹具的驱动

机构使夹具松开手机机身，最后回收手机电路板，即完成废旧手机自动拆解回收过

程，而空载的夹具则由主控制系统控制，从第二流水线的返回端沿着预设回程路线

运行到第二流水线的手机装夹工位的夹具起始作业位置进行复位。

作为本发明优选的技术方案，主控制系统为计算机，在步骤S2和S5中，手机正

反面识别和预定位系统设有黑白CCD相机，传送装置采用梯形传送斜面，经过主

控制系统控制黑白CCD相机识别手机正反面后，对镜头面没有朝向设定方向的手

机通过主控制系统控制翻转传送带进行选择性翻转作业，在通过翻转手机使手机镜

头面保持朝向设定方向后，手机继续进入梯形传送斜面，梯形传送斜面设有计数传

感器，使手机依次单个到达对应手机夹具要求预设的初始夹持位置处，在步骤S2

和S4中，安装在第一流水线的手机装夹工位上和手机后盖拆除工位上设置的图像

采集装置皆为黑白CCD相机，黑白CCD相机的数据端与计算机信号连接，在步

骤S2中利用黑白CCD相机采集手机与夹具的相对位置关系灰度图像后将图像数

据输送到计算机，并采用阈值分割算法处理灰度图像，而在步骤S4中利用黑白

CCD相机采集手机电池与手机机身的相对位置关系灰度图像将图像数据输送到计

算机，并采用阈值分割算法和边缘检测Canny算法处理灰度图像，在步骤S2和S4

中处理灰度图像时皆是在将灰度图像信息中无用的信息滤去后，来获取夹具、手机

外框轮廓、手机后盖平整角轮廓和手机电池轮廓在预设坐标系中的位置坐标值及其

相互位置关系值，并将计算数据存储至计算机中，在步骤S3、S4和S7中，计算

机根据存储的数据，对存储的手机尺寸大小数据、手机后盖平整角数据、手机外框

轮廓数据、电池外框数据与预设坐标系关系进行计算处理，并根据坐标转换关系计

算出对应流水线工位上的每个吸盘的定位坐标值，并转换成驱动吸盘进行吸附作业

的执行指令信号，然后计算机再通过通信接口将执行指令信号传输给控制吸盘运动

的相应的伺服电机，使伺服电机驱动吸盘执行对手机后盖、手机电池和屏幕总成的

吸附作业，在步骤S5和S7中，夹具提供对手机的夹紧力采用的是气动方式，计

算机还通过控制对应手机装夹工位的夹具在对应的流水线返回端预设的行程开关，

进而控制夹具上对应设置的气动阀，在夹具体达到对应的流水线返回端位置处时，

通过触动行程开关使气动阀卸压，夹具夹持的手机机体由于重力作用自动滑落至预

设工位的作业位置处。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，在步骤S3和S4中，第一流水线的

手机装夹工位与电池拆除工位设置的黑白CCD相机的启动和图像采集作业均由计

算机自动化控制，其控制与判断方式如下：

在步骤S3中，当手机通过梯形传送斜面传送到第一流水线的手机装夹工位时，且

此时手机装夹工位的压力传感器检测的夹具与手机机身接触压力达到预设压力夹紧

手机机体时，在手机装夹工位上设置的黑白CCD相机启动并开始采集夹具和手机

机体相对位置图像；

在步骤S4中，当手机到达第一流水线的电池拆除工位时，且此时手机装夹工位的

压力传感器检测的夹具与手机机身接触压力依然保持预设压力夹紧手机机体时，电

池拆除工位上方黑白CCD相机启动。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，在步骤S5和S7中，夹具上设有与

皆主控系统信号连接的光电传感器和压力传感器，当有手机进入夹具进行夹持时，

光电传感器发送信号使气动阀加压从而自动夹紧手机，当压力传感器检测到气动夹

紧压力达到预设值时，停止增加气压。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，在步骤S4中同时采用阈值分割算法

和边缘检测Canny算法处理灰度图像时，至少将商标、文字、内存卡插槽和摄像

头中的任意几种图像中的干扰因素逐次排除，以获取手机电池轮廓和手机外框轮廓

在预设坐标系中的位置坐标值及其相互位置关系值。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，在步骤S5中，剩余的手机机身在乙

醇浸泡池中进行处理的预定浸泡时间至少为3小时。

本发明还提供一种废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装置，依次由主控制系

统控制的第一流水线和第二流水线连接组成，主控制系统采用电脑，第一流水线依

次由第一正反面识别和预定位系统、第一手机装夹工位、手机后盖拆除工位和手机

电池拆除工位顺序连接而成，第一正反面识别和预定位系统由手机正反面识别系统

和传送装置组成，手机后盖拆除工位的拆除件输出口对应后盖收集箱的入口，手机

电池拆除工位的拆除件输出口对应电池收集箱的入口，在第一流水线的第一手机装

夹工位与手机电池拆除工位上分别固定设置第一黑白CCD相机和第二黑白CCD

相机，第二流水线依次由第二正反面识别和预定位系统、第二手机装夹工位和屏幕

总成拆除工位顺序连接而成，第二正反面识别和预定位系统也由手机正反面识别系

统和传送装置组成，屏幕总成拆除工位的两个拆除件输出口分别对应屏幕总成收集

箱的入口和电路板收集箱的入口，在第二手机装夹工位的夹具上还设有加热装置，

在手机电池拆除工位和第二手机装夹工位之间还设有乙醇浸泡池处理工位，待拆分

的废旧手机首先进入第一流水线，经第一正反面识别和预定位系统按照电脑程序设

定摆正手机的正反面，然后通过传送装置将手机传送至第一流水线的第一手机装夹

工位的夹具的起始作业位置上，此时电脑控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手

机，电脑根据第一手机装夹工位的夹具夹持手机到达预设位置的位置信号来分别控

制第一黑白CCD相机和第二黑白CCD相机的启动和图像采集作业，第一黑白

CCD相机采集手机与夹具的相对位置关系灰度图像，第二黑白CCD相机采集手机

电池与手机机身的相对位置关系灰度图像，第一黑白CCD相机和第二黑白CCD

相机采集的灰度图像分别输送到电脑进行存储，电脑根据存储的图像数据，进行分

析计算得出数据结果并形成指令信号，从而分别控制手机后盖拆除工位和手机电池

拆除工位设置的吸盘完成吸附手机后盖工序和吸附手机电池工序，在手机后盖拆除

工位上设置的吸盘完成吸附手机后盖工序并将手机后盖和手机机身分离，使手机的

电池裸露出来，回收手机后盖进入后盖收集箱，剩余的手机机身随第一手机装夹工

位的夹具进入后续的手机电池拆除工位，当夹具固定夹紧手机进入手机电池拆除工

位后，在手机电池拆除工位上设置的吸盘完成吸附手机电池工序，并将手机电池和

手机机身分离，回收手机电池进入电池收集箱，在手机电池拆除工位上完成手机电

池拆除工作后，再剩余的手机机身随第一手机装夹工位的夹具到达乙醇浸泡池上方，

使剩余的手机机身随第一手机装夹工位的夹具运行位置到达第一流水线的返回端位

置处，进入后续的乙醇浸泡池处理工位，此时电脑控制第一手机装夹工位的夹具的

驱动机构使夹具松开手机机身，将剩余的手机机身随重力下落入乙醇浸泡池进行预

定时间的浸泡作业，使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材料膨胀并松软

化，而完成第一流水线作业的空载的第一手机装夹工位的夹具则由电脑控制，从第

一流水线的返回端沿着预设回程路线运行到第一流水线的第一手机装夹工位的夹具

起始作业位置进行复位，当剩余的手机机身在乙醇浸泡池中达到预定浸泡时间后，

再次经过第二正反面识别和预定位系统设定摆正手机机身的正反面，然后通过传送

装置将手机传送至第二流水线的第二手机装夹工位的夹具的指定位置上，此时电脑

控制第二手机装夹工位的夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，在第二手机装夹

工位上完成第二流水线的拆卸回收准备工作，此时电脑控制第二手机装夹工位的夹

具固定夹紧手机进入后续的屏幕总成拆除工位，此时电脑控制启动在第二手机装夹

工位的夹具上设置的加热装置，开始对手机屏幕总成边框加热，在剩余的手机机身

已经经过乙醇浸泡池处理工位处理后使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合

材料膨胀并松软化的基础上，再使连接部粘合材料经过加热装置加热后进一步软化，

使连接部粘合材料的粘度降低到适应屏幕总成拆除工位上设置的吸盘提供的吸附力

能够实现对手机屏幕总成拆卸的条件要求，此时电脑控制屏幕总成拆除工位的吸盘

完成吸附手机屏幕总成的工序，将手机屏幕总成和手机机身分离，回收手机屏幕总

成进入屏幕总成收集箱，剩余的手机机身即为手机电路板部分，手机机身随第二手

机装夹工位的夹具继续行进，使夹具运行到达第二流水线的返回端位置处，此时电

脑控制第二手机装夹工位的夹具松开手机机身，最后回收手机电路板进入电路板收

集箱，即完成废旧手机自动拆解回收过程，而完成第二流水线作业的空载的第二手

机装夹工位的夹具则由电脑控制，从第二流水线的返回端沿着预设回程路线运行到

第二流水线的第二手机装夹工位的夹具起始作业位置进行复位。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，在第一正反面识别和预定位系统和第

二正反面识别和预定位系统中，手机正反面识别系统皆由手机正反面识别工位、黑

白CCD相机装置和电脑组成，传送装置皆由前部传送装置、手机翻转工位和后部

传送装置形成预定位系统，后部传送装置采用梯形斜面传送装置，梯形斜面传送装

置的长边位于手机正反面识别工位的传送带后作为入口，用于接收经过识别的手机，

梯形斜面传送装置的窄边作为出口并位于各夹具的正上方，完成手机进入手机装夹

系统的夹具的准备，用于在夹具夹持手机之前进行预定位手机，各黑白CCD相机

装置分别采集进入第一手机装夹工位和第二手机装夹工位中的手机正反面信息图像，

并将采集的手机正反面信息图像输送到电脑进行存储，电脑根据存储的图像信息进

行分析计算，判断镜头面是否向上，若镜头面不朝上，则将手机输送至手机翻转工

位，将手机翻转后，再使手机从梯形斜面传送装置的长边进入后部传送装置，若镜

头面朝上，则手机直接从梯形斜面传送装置的长边进入后部传送装置，进入后部传

送装置的手机逐渐调整摆放方向，在到达后部传送装置的窄边位置处使手机实现预

定位。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，在后部传送装置的预定位梯形斜面上

设有计数传感器与制动挡板，控制一次仅预定位一个手机于后部传送装置的预定位

梯形斜面窄边出口处，使各夹具每次夹持作业只完成对一个手机的夹持。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，上述第一手机装夹工位和第二手机装

夹工位的夹具皆主要由夹具基座、夹具移动端和气动阀组成，采用一侧固定另一侧

移动的方式，夹紧方式采取气动夹紧，夹具基座包含一条手机固定压槽和两个相互

平行的夹具移动端的导向槽，夹具移动端的导向槽与手机固定压槽垂直固定连接，

夹具移动端包含另一个手机固定压槽和两个导向轮，夹具移动端通过两个导向轮沿

着夹具基座的导向槽移动，夹具移动端的手机固定压槽和夹具基座的手机固定压槽

之间形成适应手机尺寸的活动夹持开口，气动阀为夹具提供所需夹紧力，气动阀的

推力输出端通过螺杆作用于夹具移动端，驱动夹具移动端相对夹具基座的手机固定

压槽之间进行开合运动，另外，在第二流水线的第二手机装夹工位的夹具基座和夹

具移动端的两个手机固定压槽中设置恒温加热电阻丝形成加热装置，电脑控制恒温

加热电阻丝对手机的接触侧面进行加热，使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部

粘合材料经过恒温加热电阻丝加热后软化，并降低连接部粘合材料的粘度。

作为上述技术方案中进一步优选的技术方案，夹持手机的夹具基座采用左侧面手机

固定压槽、底面手机固定压槽和夹具移动端的右侧面移动压槽形式，在定位手机的

同时，给予手机朝向夹具基座的夹紧力。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明工艺流程可处理各种类型的可拆卸电池类型手机，使用所开发的技术工艺

能使报废手机中的塑料物质回收率大于90%，电池回收率达到100%，屏幕各种成

分回收率达到100%，电路板中各种元素回收率达到90%；

2.本发明采用机械拆解方式，避免了传统工艺中回收手机金属采用液态铅提取的方

式，减少了能源消耗，提供了更加经济、高效、环保的废旧手机回收方式；

3.本发明未采用任何破坏性操作，避免了传统回收工艺中破坏性操作造成回收率降

低的弊端，最大程度上回收手机各个部分。

附图说明

图1是本发明优选实施例废旧手机自动拆解回收方法的工艺流程简图。

图2是本发明优选实施例的手机后盖吸盘定位点设置流程图。

图3是本发明优选实施例的手机电池吸盘定位点设置流程图。

图4是本发明优选实施例的废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装置功能模块

信号连接关系示意图。

图5是本发明优选实施例的夹具体的结构简图。

图6是图5中A向视图。

图7是本发明优选实施例的手机识别传送系统流程图。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下：

在本实施例中，参见图1～图7，一种废旧手机自动拆解回收自动化作业流水线装

置，依次由主控制系统控制的第一流水线400和第二流水线410连接组成，主控制

系统采用电脑403，第一流水线400依次由第一正反面识别和预定位系统、第一手

机装夹工位401、手机后盖拆除工位404和手机电池拆除工位406顺序连接而成，

第一正反面识别和预定位系统由手机正反面识别系统和传送装置组成，手机后盖拆

除工位404的拆除件输出口对应后盖收集箱405的入口，手机电池拆除工位406的

拆除件输出口对应电池收集箱408的入口，在第一流水线400的第一手机装夹工位

401与手机电池拆除工位406上分别固定设置第一黑白CCD相机402和第二黑白

CCD相机407，第二流水线410依次由第二正反面识别和预定位系统、第二手机装

夹工位411和屏幕总成拆除工位412顺序连接而成，第二正反面识别和预定位系统

也由手机正反面识别系统和传送装置组成，屏幕总成拆除工位412的两个拆除件输

出口分别对应屏幕总成收集箱414的入口和电路板收集箱413的入口，在第二手机

装夹工位411的夹具上还设有加热装置，在手机电池拆除工位406和第二手机装夹

工位411之间还设有乙醇浸泡池409处理工位，待拆分的废旧手机首先进入第一流

水线，经第一正反面识别和预定位系统按照电脑403程序设定摆正手机的正反面，

然后通过传送装置将手机传送至第一流水线400的第一手机装夹工位401的夹具的

起始作业位置上，此时电脑403控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，电脑

403根据第一手机装夹工位401的夹具夹持手机到达预设位置的位置信号来分别控

制第一黑白CCD相机402和第二黑白CCD相机407的启动和图像采集作业，第一

黑白CCD相机402采集手机与夹具的相对位置关系灰度图像，第二黑白CCD相机

407采集手机电池与手机机身的相对位置关系灰度图像，第一黑白CCD相机402

和第二黑白CCD相机407采集的灰度图像分别输送到电脑403进行存储，电脑

403根据存储的图像数据，进行分析计算得出数据结果并形成指令信号，从而分别

控制手机后盖拆除工位404和手机电池拆除工位406设置的吸盘完成吸附手机后盖

工序和吸附手机电池工序，在手机后盖拆除工位404上设置的吸盘完成吸附手机后

盖工序并将手机后盖和手机机身分离，使手机的电池裸露出来，回收手机后盖进入

后盖收集箱405，剩余的手机机身随第一手机装夹工位401的夹具进入后续的手机

电池拆除工位406，当夹具固定夹紧手机进入手机电池拆除工位406后，在手机电

池拆除工位406上设置的吸盘完成吸附手机电池工序，并将手机电池和手机机身分

离，回收手机电池进入电池收集箱408，在手机电池拆除工位406上完成手机电池

拆除工作后，再剩余的手机机身随第一手机装夹工位401的夹具到达乙醇浸泡池

409上方，使剩余的手机机身随第一手机装夹工位401的夹具运行位置到达第一流

水线400的返回端位置处，进入后续的乙醇浸泡池409处理工位，此时电脑403控

制第一手机装夹工位401的夹具的驱动机构使夹具松开手机机身，将剩余的手机机

身随重力下落入乙醇浸泡池409进行预定时间的浸泡作业，使手机屏幕总成边框与

手机机身的连接部粘合材料膨胀并松软化，而完成第一流水线400作业的空载的第

一手机装夹工位401的夹具则由电脑403控制，从第一流水线400的返回端沿着预

设回程路线运行到第一流水线400的第一手机装夹工位401的夹具起始作业位置进

行复位，当剩余的手机机身在乙醇浸泡池409中达到预定浸泡时间后，再次经过第

二正反面识别和预定位系统设定摆正手机机身的正反面，然后通过传送装置将手机

传送至第二流水线410的第二手机装夹工位411的夹具的指定位置上，此时电脑

403控制第二手机装夹工位411的夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，在第二

手机装夹工位411上完成第二流水线410的拆卸回收准备工作，此时电脑403控制

第二手机装夹工位411的夹具固定夹紧手机进入后续的屏幕总成拆除工位412，此

时电脑403控制启动在第二手机装夹工位411的夹具上设置的加热装置，开始对手

机屏幕总成边框加热，在剩余的手机机身已经经过乙醇浸泡池409处理工位处理后

使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材料膨胀并松软化的基础上，再使连

接部粘合材料经过加热装置加热后进一步软化，使连接部粘合材料的粘度降低到适

应屏幕总成拆除工位412上设置的吸盘提供的吸附力能够实现对手机屏幕总成拆卸

的条件要求，此时电脑403控制屏幕总成拆除工位412的吸盘完成吸附手机屏幕总

成的工序，将手机屏幕总成和手机机身分离，回收手机屏幕总成进入屏幕总成收集

箱414，剩余的手机机身即为手机电路板部分，手机机身随第二手机装夹工位411

的夹具继续行进，使夹具运行到达第二流水线410的返回端位置处，此时电脑403

控制第二手机装夹工位411的夹具松开手机机身，最后回收手机电路板进入电路板

收集箱413，即完成废旧手机自动拆解回收过程，而完成第二流水线410作业的空

载的第二手机装夹工位411的夹具则由电脑403控制，从第二流水线410的返回端

沿着预设回程路线运行到第二流水线410的第二手机装夹工位411的夹具起始作业

位置进行复位；本实施例吸盘材料选用丁腈橡胶，吸盘直径选择25mm，真空度为

70kPa，理论吸盘吸力为22N，可靠系数为1.3。

在本实施例中，参见图4和图7，在第一正反面识别和预定位系统和第二正反面识

别和预定位系统中，手机正反面识别系统皆由手机正反面识别工位603、黑白

CCD相机装置604和电脑403组成，传送装置皆由前部传送装置601、手机翻转工

位605和后部传送装置602形成预定位系统，后部传送装置602采用梯形斜面传送

装置，梯形斜面传送装置的长边位于手机正反面识别工位603的传送带后作为入口，

用于接收经过识别的手机，梯形斜面传送装置的窄边作为出口并位于各夹具的正上

方，用于预定位手机，完成手机进入手机装夹系统的夹具的准备，用于在夹具夹持

手机之前进行预定位手机，各黑白CCD相机装置604分别采集进入第一手机装夹

工位401和第二手机装夹工位411中的手机正反面信息图像，并将采集的手机正反

面信息图像输送到电脑403进行存储，电脑403根据存储的图像信息进行分析计算，

判断镜头面是否向上，若镜头面不朝上，则将手机输送至手机翻转工位605，将手

机翻转后，再使手机从梯形斜面传送装置的长边进入后部传送装置602，若镜头面

朝上，则手机直接从梯形斜面传送装置的长边进入后部传送装置602，进入后部传

送装置602的手机逐渐调整摆放方向，在到达后部传送装置602的窄边位置处使手

机实现预定位。在本实施例中，参见图4和图7，预处理后的手机经过梯形斜面传

送装置进入手机正反面识别工位603，工位上方黑白CCD相机装置604采集工位

中手机正反面信息，判断镜头面是否向上，本实施例梯形斜面传送装置的出口位于

手机夹具的上方，以便手机落入夹具指定位置，而当处理第二流水线的机体时，仅

需将设定程序的判断语句倒置，即可符合第二流水线的工作需求。

在本实施例中，参见图4和图7，在后部传送装置602的预定位梯形斜面上设有计

数传感器与制动挡板，控制一次仅预定位一个手机于后部传送装置602的预定位梯

形斜面窄边出口处，使各夹具每次夹持作业只完成对一个手机的夹持。

在本实施例中，参见图4～图6，第一手机装夹工位401和第二手机装夹工位411

的夹具皆主要由夹具基座510、夹具移动端520和气动阀530组成，采用一侧固定

另一侧移动的方式，夹紧方式采取气动夹紧，定位方式为一面一边，与夹具固定侧

垂直另一边为辅助支承，夹具基座510包含一条手机固定压槽和两个相互平行的夹

具移动端520的导向槽，夹具移动端520的导向槽与手机固定压槽垂直固定连接，

夹具移动端520包含另一个手机固定压槽和两个导向轮，夹具移动端520通过两个

导向轮沿着夹具基座510的导向槽移动，夹具移动端520的手机固定压槽和夹具基

座510的手机固定压槽之间形成适应手机尺寸的活动夹持开口，气动阀530为夹具

提供所需夹紧力，气动阀530的推力输出端通过螺杆作用于夹具移动端520，驱动

夹具移动端520相对夹具基座510的手机固定压槽之间进行开合运动，另外，在第

二流水线410的第二手机装夹工位411的夹具基座510和夹具移动端520的两个手

机固定压槽中设置恒温加热电阻丝形成加热装置，电脑403控制恒温加热电阻丝对

手机的接触侧面进行加热，使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材料经过

恒温加热电阻丝加热后软化，并降低连接部粘合材料的粘度。在在本实施例中，在

流水线410中的夹具则在三个固定压槽中加入了恒温加热电阻丝，以便使屏幕总成

与机体粘连的光学胶在加热的情况下减小粘度，方便拆除屏幕总成。手机夹具夹紧

力的提供采用气动方式，从而可以迅速快捷的将手机定位夹紧，并且便于在卸去夹

紧力的情况下取出手机。手机夹持夹具采用左、下固定压槽和右侧移动压槽形式，

在定位手机的同时，给予手机朝向夹具基座510的夹紧力。在两条流水线的返回端

均设有行程开关，可控制夹具移动端气动阀卸去气压，从而使机体根据重力滑落至

指定位置，减少两个拆除手机工位。

在本实施例中，参见图4～图6，夹具基座510采用左侧面手机固定压槽、底面手

机固定压槽和夹具移动端520的右侧面移动压槽形式，在定位手机的同时，给予手

机朝向夹具基座510的夹紧力。

在本实施例中，参见图1～图7，一种废旧手机自动拆解回收方法，包括以下步骤：

S1：将回收来的废旧手机进行预处理，清理手机表面油污，在本步骤中对回收的

手机经过简单的表面处理是为后续步骤中使用吸盘操作的情况下，吸盘能够顺利产

生预期设定真空度，达到吸附后盖，电池，屏幕总成的目的；

S2：手机经过在步骤S1中油污预清理后，使手机进入第一流水线400，经第一正

反面识别和预定位系统按照电脑403程序设定摆正手机的正反面，然后通过对应的

后部传送装置602将手机传送至第一流水线400的第一手机装夹工位401的夹具的

起始作业位置上，此时电脑403控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，当手

机被夹具夹紧后，在第一手机装夹工位401上设置的第一黑白CCD相机402开始

采集夹具和手机机体相对位置图像，并传输至电脑403进行存储，此时即在第一手

机装夹工位401上完成第一流水线400的拆卸回收准备工作；在本步骤中，将手机

放置于第一正反面识别和预定位系统中，经过黑白CCD相机装置604识别手机正

反面，对于非镜头面朝上手机则进入手机翻转工位605的手机翻转传送带，翻转手

机使手机保持镜头面朝上进入梯形传送斜面，梯形传送斜面具有计数传感器，可使

手机依次单个落入手机夹具中指定位置；在本步骤中，经梯形传送斜面的手机到达

手机夹具中的夹具基座510上，光电传感器发出信号，使气动阀530加压，准备进

行拆卸回收工作，夹具右侧为夹具移动端520，左侧、下侧为固定端；夹具结构简

图如图5和图6所示，夹持手机各边均有15°的倾斜角，以起到辅助固定的作用，

夹具基座510上有两个导向槽和两个固定压槽，导向槽是保持夹具移动端520进行

平行移动而不产生倾斜现象，左侧固定压槽和夹具基座510平面是起定位手机的作

用，下侧固定压槽是辅助支承手机和辅助夹具移动端导向的作用，夹具移动端520

有两个导向轮一个气动压力杆和一个压力传感器，导向轮的作用是让夹具移动端

520在两个固定槽的引导下平稳的移动，气动压力杆的作用是传递气动装置产生的

夹紧力，压力传感器是为了使夹具达到压力预设值时停止气动阀530加压，气动阀

530固定在夹具基座510上，用来提供夹具夹紧力；在本步骤中，在夹具固定夹紧

手机后，即夹具中压力传感器达到预设压力时，第一手机装夹工位401上方的黑白

CCD相机装置604启动，采集夹具和手机相对位置图像，并传输至电脑403；

S3：在步骤S2中第一手机装夹工位401上完成第一流水线400的拆卸回收准备工

作后，夹具固定夹紧手机进入后续的第一流水线400的手机后盖拆除工位404，电

脑403根据对在步骤S2中采集的图像的数据分析计算得出数据结果并形成指令信

号，从而控制手机后盖拆除工位404的正空吸盘完成吸附手机后盖的工序，将手机

后盖和手机机身分离，回收手机后盖，剩余的手机机身随夹具进入下一个工位；在

本步骤中，在夹具固定夹紧手机后，即夹具中压力传感器达到预设压力时，工位上

方第一黑白CCD相机402启动，采集夹具和手机相对位置图像，并传输至电脑

403；在本步骤中，电脑403调用预设程序，采用阈值分割算法，处理第一黑白

CCD相机402采集的灰度图片；在本步骤中，电脑403中的预设程序识别图像中

夹具体与手机外框位置；在本步骤中，根据电脑403中的程序所提取的信息进行计

算，计算手机尺寸大小、手机相对夹具基座510位置值，识别手机后盖图像，选取

四角中一个平整的角落，计算吸盘定位位置值，并将位置信息输出给控制吸盘的伺

服电机；在本步骤中，根据吸盘定位位置值，伺服电机控制吸盘达到目标位置，吸

盘下落，真空泵启动，吸盘完成吸附工序后，向上移动，而整个机身固定在夹具上，

从而带动后盖和机身分离，机身随夹具进入下一个工位，手机后盖随吸盘移动至后

盖收集箱405处后卸掉气压脱落；在本步骤中，将废弃手机后盖拆解包括设置吸盘

吸附定位点、用吸盘拉开两步，设置吸附定位点是根据第一黑白CCD相机402采

集的图像，定位到手机的选定平整角，与手机两边均相距20mm；用吸盘拉开步骤

根据上述定位点，吸盘吸附手机后，向上抬起拉开手机后盖，后盖在用吸盘拉开后，

随吸盘移动至后盖收集箱405上部，吸盘卸去真空度，后盖随重力下落，归类于手

机后盖收集箱405；

S4：在步骤S3中手机后盖拆除工位404上完成手机后盖拆除工作后，手机的电池

裸露出来，当夹具固定夹紧手机进入后续的第一流水线400的手机电池拆除工位

406后，此时在手机电池拆除工位406上设置的第二黑白CCD相机407开始采集

夹具和手机电池相对位置图像，并传输至电脑403，电脑403根据对图像的分析计

算得出数据结果并形成指令信号，从而控制手机电池拆除工位406的真空吸盘完成

吸附手机电池的工序，将手机电池和手机机身分离，回收手机电池，剩余的手机机

身随夹具进入下一个工位；在本步骤中，在后盖被拆除后，机体随夹具进入手机电

池拆除工位406，当夹具到达预设工位，触动行程开关，第二黑白CCD相机407

启动，采集电池与机体相对位置图片，第二黑白CCD相机407将采集到的灰度图

片传输至电脑403，电脑403采用阈值分割和边缘检测(Canny)算法，处理图片,将

获得手机电池与机体的相对位置信息进行处理并存储,计算出电池相对于夹具基座

510的相对位置关系，并计算出吸盘定位位置值,根据设置的吸盘定位位置值，伺服

电机控制吸盘达到目标位置，吸盘下落，真空泵启动,吸盘完成吸附工序后，向上

移动，从而带动电池与机体分离,机身随夹具进入下一个工位,电池随吸盘移动至电

池收集箱408处后卸掉气压脱落；在本步骤中，根据第二黑白CCD相机407采集

到的灰度图像，采用阈值分割和边缘检测(Canny)算子方法，识别电池在手机中的

相对位置，选取电池中心点为吸盘吸附点，吸盘吸附电池后，向上抬起将电池与机

体拆开，后续步骤与拆除后盖步骤相同，而电池归类于电池收集箱408；

S5：在步骤S4中手机电池拆除工位406上完成手机电池拆除工作后，夹具固定夹

紧手机到乙醇浸泡池409上方，使剩余的手机机身随夹具运行位置到达第一流水线

400的返回端位置处，此时电脑403控制夹具的驱动机构，触动行程开关，夹具气

动阀530卸去压力，使夹具松开手机机身，将剩余的手机机身随重力下落入乙醇浸

泡池409进行3小时的浸泡作业，使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部粘合材

料膨胀并松软化，而完成第一流水线400作业的空载的夹具则由电脑403控制，从

第一流水线400的返回端沿着预设回程路线运行到第一流水线400的第一手机装夹

工位401的夹具起始作业位置进行复位；在本步骤中，手机屏幕总成边框与手机机

身的连接部粘合材料为固体光学胶，拆卸屏幕总成时采用乙醇浸泡，使固体光学胶

膨胀和加热固体光学胶使其粘度下降相结合的方式，将光学胶的粘度降低到最低的

程度从而便于拆卸；

S6：在步骤S5中，剩余的手机机身在乙醇浸泡池409中达到浸泡3小时后，再次

经过第二手机正反面识别和预定位系统设定摆正手机机身的正反面，然后通过对应

的后部传送装置602将手机传送至第二流水线410的第二手机装夹工位411的夹具

的指定位置上，此时电脑403控制夹具的驱动机构，使夹具固定夹紧手机，在第二

手机装夹工位411上完成第二流水线410的拆卸回收准备工作；在本步骤中，将机

身放置于第二手机正反面识别和预定位系统中，经过另一个黑白CCD相机装置

604识别手机正反面，对于镜头面朝上手机则进入手机翻转传送带，翻转手机使手

机保持非镜头面朝上进入梯形传送斜面，梯形传送斜面具有计数传感器，使手机依

次单个落入手机夹具中指定位置；

S7：在步骤S6中第二手机装夹工位411上完成第二流水线410的拆卸回收准备工

作后，夹具固定夹紧手机进入后续的第二流水线410的屏幕总成拆除工位412，此

时电脑403控制启动夹具上设置的加热装置，开始对手机屏幕总成边框加热，在剩

余的手机机身已经经过步骤S5的处理后使手机屏幕总成边框与手机机身的连接部

粘合材料膨胀并松软化的基础上，再使连接部粘合材料经过加热后进一步软化，使

连接部粘合材料的粘度降低到适应屏幕总成拆除工位412的真空吸盘提供的吸附力

能够实现对手机屏幕总成拆卸条件要求，此时电脑403控制屏幕总成拆除工位412

的真空吸盘完成吸附手机屏幕总成的工序，将手机屏幕总成和手机机身分离，回收

手机屏幕总成，剩余的手机机身即为手机电路板部分，手机机身随夹具继续行进，

使夹具运行到达第二流水线410的返回端位置处，此时电脑403控制夹具的驱动机

构使夹具松开手机机身，最后回收手机电路板，即完成废旧手机自动拆解回收过程，

而空载的夹具则由电脑403控制，从第二流水线410的返回端沿着预设回程路线运

行到第二流水线410的第二手机装夹工位411的夹具起始作业位置进行复位；在本

步骤中，经梯形传送斜面的手机到达手机夹具中的夹具基座510上，光电传感器发

出信号，使气动阀530加压，准备进行屏幕总成拆卸回收工作，第二流水线410的

夹具与第一流水线400的夹具不同，在第一流水线400的基础上，第二流水线410

的夹具在左、右、下侧的夹持部位内增加了加热装置，在启动气动阀530夹紧手机

的同时，第二流水线410的夹具左、右、下侧中的电阻加热装置启动，加热屏幕总

成边框，便于吸盘吸起屏幕总成进行拆卸；在本步骤中，根据第一黑白CCD相机

402采集的手机外框和夹具体相对位置关系，电脑403计算出吸盘定位位置值，并

传输给伺服电机，吸盘到达指定位置后下落，真空泵启动，吸盘完成吸附工序后，

向上移动，而整个机身固定在夹具上，从而带动屏幕总成和机身分离，机身随夹具

继续行进移动，屏幕总成随吸盘移动至屏幕总成收集箱414处后卸掉气压脱落；在

本步骤中，机身随夹具体运动至第二流水线410的传送带返回处，触动行程开关，

夹具气动阀530卸去压力，机身随重力下落至下部电路板收集箱413；在本步骤中

拆除屏幕总成采用两个吸盘同时吸住手机屏幕的上、下两部分，之后两个吸盘同时

向上拉起，手机机体则固定于夹具上；屏幕总成随两吸盘行走至手机屏幕总成收集

箱414上方，吸盘卸去真空度，手机屏幕总成随重力下落，归类于屏幕总成收集箱

414中，机体随夹具体继续行走，行至滚回端时，触动行程开关，夹紧装置卸去夹

紧力，机体随重力下落，归类于电路板收集箱413中；在本实施例中，第二流水线

410上的夹具采用三边压槽中内置加热电阻丝的方式，便于在乙醇浸泡后光学胶膨

胀的情况下，加热已膨胀光学胶，使其进一步加热减小粘度，使拆卸屏幕总成更加

便捷且可靠。

另外在本实施例中，上述步骤S2中，定位坐标系以夹具基座510的左下角为坐标

系原点，系统设定阶段，黑白CCD相机工作前需要对坐标原点进行标定，将实际

长度与图像长度进行比例换算。同样的，步骤S154中也是以夹具基座510的左下

角为坐标轴原点。

在本实施例中，参见图4，第一流水线400和第二流水线410分别为拆卸后盖、电

池流水线和拆卸屏幕总成流水线。图中空心箭头表示废旧手机物料移动流向，实心

细箭头表示信息流走向。废旧手机在流水线400的第一手机装夹工位401处固定，

经过黑白CCD相机装置402采集位置信息后，发送至电脑403分析存储。夹具进

入手机后盖拆除工位404，电脑403传递处理好的信息至控制吸盘的伺服电机。拆

除后盖后，吸盘运动至后盖收集箱405上方，卸去已拆除后盖。机体随夹具进去电

池拆除工位406，第一黑白CCD相机407采集信息传输至电脑403分析处理后，

传输数据至控制吸盘的伺服电机。拆除电池后，吸盘运动至电池收集箱408上方后

卸去已拆除电池。机体随夹具运动至第一流水线400返回处，触动行程开关，夹具

气动阀530卸去压力，机体落入乙醇浸泡池409，3小时后，取出机体，安装于第

二手机装夹工位411。第二流水线410在气动阀530夹紧手机后开始运行，夹具进

入屏幕总成拆除工位412，电脑403根据黑白CCD相机402采集的信息，将吸盘

定位信息传输至控制吸盘伺服电机，吸盘拆除屏幕总成后运动至屏幕总成收集箱

414上方，卸去已拆卸屏幕总成，机体随夹具运动至第二流水线410返回处，触动

行程开关，夹具气动阀530卸去压力，机体落入电路板收集箱413。

本实施例回收处理废旧手机的方法，将手机放置于正反面识别系统中，使手机镜头

面朝上；手机经过预定位，传送至手机夹具上，流水线开启；用吸盘将手机后盖吸

起，并将后盖归类回收至后盖收集箱；用吸盘将手机电池吸起，并将电池归类回收

至电池收集箱；将拆除后盖和电池的机体放置乙醇浸泡池；手机再次经过正反面识

别系统和预定位系统，使手机非镜头面朝上，传送至手机夹具上；用吸盘将屏幕总

成吸起，并将屏幕总成归类回收至屏幕总成收集箱，将余下机体收集至电路板收集

箱。

本实施例废旧手机自动化拆解回收的装置及拆解方法，以流水线的形式，采用真空

吸盘吸附，拉开的工艺。逐步分离手机后盖、手机电池、手机屏幕总成和手机电路

板。其中对于拆除手机屏幕总成和电路板步骤采取了用乙醇浸泡和夹具对手机加热

的方式；手机与电池相对夹具的位置由工位上方的黑白CCD相机采样并传输至电

脑进行计算处理。本实施例适合应用于电子类废弃物的资源化回收处理领域，采用

机械方式，实现废旧手机的快速批量拆解，拆解效率高，良率有保障，且易于操作，

对环境无伤害。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根

据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原

理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发

明的发明目的，只要不背离本发明废旧手机自动拆解回收方法及其自动化作业流水

线装置的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。