CN104841683B - 处理厨余垃圾的仿生机器人及其垃圾处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的处理垃圾的仿生机器人通过EM菌对厨余垃圾首先进行分解，然后对分解后的固体垃圾和液体进行封装，全程均为自动化。经过处理厨余垃圾的仿生机器人处理后，厨余垃圾被分解为固体有机肥料和液体有机肥料，液体有机肥料可用来浇花种草，封装在塑料杯中的固体有机肥料可作花卉种植的营养罐，或作种植花卉的基肥使用，使生活垃圾变废为宝。这样不仅大量减少了政府处理城市垃圾的费用，还可建立家庭绿色生态系统，美化居家环境，剩余部分还可卖给城市花卉种植中心，为城市绿化工作作出贡献。

Description

处理厨余垃圾的仿生机器人及其垃圾处理方法

技术领域

本发明属于家用电器领域，特别是涉及处理厨余垃圾的仿生机器人及其垃圾处理方法。

背景技术

随着经济的发展，人口的增加以及人民生活水平的提高，城市生活垃圾的产量与日俱增，《中国二十一世纪议程》白皮书指出：“全国历年城市生活垃圾存量达60多亿吨，有200个城市陷入垃圾包围之中。”我国城市垃圾年产量近1.5亿吨，且每年以8%的速度增长，每年因垃圾造成的损失约近300亿元（运输费、处理费）等。

至今，许多城市的垃圾仍然采取市效裸露位置堆放处理，因其易腐烂、易发臭，带来的环境污染和人类聚居状况恶化等问题，也成为世界各国共同关心的问题。而家庭厨余垃圾在生活垃圾中所占比例超过50%以上，如果每个家庭都能把自己的生活垃圾作无害化处理干净，城市垃圾将减少一半， 那将会节约一笔很大的垃圾处理费以及大量减少对环境的污染。因此，本申请人曾于2013年12月12日申请过处理厨余垃圾的专利，该专利号为201310672027.0，名为《厨余垃圾仿生处理器》的发明专利，但该专利在使用的过程中发现还存在两个问题，一是自动化不高；二是仿生肠管内的垃圾分解后留下的固体残渣若不及时排出，会在仿生肠管壁上板结，影响下一次垃圾的处理。

发明内容

为了环保节能，更好地处理厨余垃圾，以及解决本申请人于2013年12月12日申请的名为《厨余垃圾仿生处理器》发明专利存在的上述问题，本发明人设计出了一种处理厨余垃圾的仿生机器人。

处理垃圾的仿生机器人包括箱体、垃圾盆、集成控制电路和液晶触摸控制屏组成的控制器、EM菌种培养箱，所述垃圾盆设置在箱体顶部，所述控制器和EM菌种培养箱分别置于箱体上部两侧，垃圾盆底部的下端与食物粉碎机的入口相连通，食物粉碎机内安装有垃圾物料传感器，食物粉碎机的出口与垃圾存储桶内的垃圾分解箱入口相连通；垃圾分解箱的四壁上有渗透孔并与垃圾存储桶内壁间留有缝隙，垃圾分解箱下方是漏斗状固体垃圾出口，该固体垃圾出口上端安装有垃圾排出电磁阀；垃圾存储桶底部安装有积液排出口，该积液排出口上端安装有积液排出电磁阀，在垃圾存储桶底部的一侧是与之相连通的积液箱，积液箱内安装有水位检测器，积液箱的一侧安装有水泵，水泵出水口通过水管与设在箱体上部的EM菌种培养箱相连， EM菌种培养箱的上端有一出口与垃圾入口相连通；在所述箱体内还安装有垃圾封装机和时间检测器，固体垃圾出口和积液排出口均对着垃圾封装机的待封装杯杯口，时间检测器是用于控制粉粹后的垃圾在垃圾分解箱内的分解时间，当垃圾在分解箱内的分解时间达到预定值时，垃圾排出电磁阀阀门打开，将分解后的残存固体垃圾排入待封装杯的杯中，垃圾物料传感器、食物粉碎机、垃圾排出电磁阀、积液排出电磁阀、水泵、时间检测器、垃圾封装机均与控制器电连接。

所述垃圾封装机包括压膜装置、封装托盘和封装电机，压膜装置包括供膜筒、回收筒、封口膜、热压盘、封膜口，封装托盘安装在封装电机的输出轴上，使封装托盘在水平方向上能做圆周转动，封装托盘上有三个待封装杯的放置口，该三个放置口在水平方向上互成120度角度，当封装托盘静止时，一个待封装杯的放置口对准固体垃圾出口和积液排出口，一个对准封膜口，一个便于放置塑料杯而面朝操作者。封膜口的上面有封口膜，封口膜的上端有热压盘，热压盘的两边分别是供膜筒与回收筒，供膜筒与回收筒通过封口膜连接。

为了能使垃圾分解箱内的垃圾更好地分解，可在垃圾存储桶内壁安装恒温控制器，恒温控制器与控制器电连接。

为了避免垃圾异味溢出污染环境，可在箱体顶部的垃圾盆上部设置垃圾盖，垃圾盖上设置物体检测器，物体检测器与控制器电连接，当物体检测器检测到有物体时，垃圾盖自动打开，无物体时垃圾盖自动关闭。

垃圾分解箱的容积大小可因不同家庭人员的多少而设计，一般设计为20升左右，即可满足5口人的家庭需求。

为了处理厨余垃圾的仿生机器人具有行走功能，在箱体的底部呈等腰三角形安装有左轮及左轮电机，右轮及右轮电机，在二轮轴对称中心线上安装万向轮，并通过语音控制器控制左右轮的动作。

为了使EM菌种均匀拌入垃圾，可在EM菌种培养箱上端的出口处安装喷嘴，使含EM菌的水通过喷咀呈雾状进入食物垃圾粉碎机中。

为了更容易将垃圾送入搅碎机，垃圾盆设置成漏斗状。

此时的处理厨余垃圾的仿生机器人工作流程是：1、接通电源开启控制器，并将待处理垃圾移置到垃圾入口上方时，自动感应密封门打开，将垃圾倒入垃圾盆中，2、垃圾在自身重力作用下，进入食物粉粹机内，当垃圾物料传感器检测到食物粉碎机内有垃圾时，控制器开启食物粉粹机和水泵，3、菌种培养箱中的EM菌种在水泵的高压下成雾状喷入食物粉粹机中，在粉碎机的作用下，与垃圾充分混合，打碎后的垃圾在食物粉粹机的离心力、震动和自身的重力作用下进入垃圾分解箱，4、控制器开启时间检测器，当垃圾在分解箱内的分解时间达到预定值时，垃圾排出电磁阀阀门打开，定量将分解后的残存固体垃圾排入待封装杯的杯中，电磁阀阀门自动关闭，5、转动封装托盘，使装有垃圾的待封装杯对准垃圾封装机的封装口后，将其封装。在以上过程中，若积液箱内的水位检测器检测到水位达到预定值时，积液排出电磁阀阀门打开，定量将积液排入待封装杯的杯中，积液排出电磁阀阀门自动关闭，然后转动封装托盘，使装有积液的待封装杯对准垃圾封装机的封装口后，将其封装。

处理厨余垃圾的仿生机器人首次使用时，需先在待处理的厨余垃圾中拌入EM菌种，再打开控制器，启动食物垃圾粉碎机，食物垃圾粉碎机开始工作，待垃圾绞碎完后关闭食物垃圾粉碎机，由于食物垃圾粉碎机工作时会产生震动及强大的离心力，成糊状的食物垃圾沿出口进入垃圾分解箱中。垃圾在EM菌的作用下慢慢分解，分解后的固体垃圾留垃圾分解箱内，24小时后自动从垃圾出口排出进入封装机构，封装在塑料杯中进一步分解成有机肥料。分解形成的水通过垃圾分解箱的渗透膜渗出，汇集到积液箱内。此时积液箱内已含有大量EM菌，将积液箱中的水抽入EM菌种培养箱中。一段时间后，EM菌种培养箱中的EM菌大量繁殖。当再次处理厨余垃圾时，无需添加EM菌种，只需启动处理厨余垃圾的仿生机器人即可。

经过处理厨余垃圾的仿生机器人处理后，厨余垃圾被分解为固体有机肥料和液体有机肥料，液体有机肥料可用来浇花种草，封装在塑料杯中的固体有机肥料可作花卉种植的营养罐，或作种植花卉的基肥使用，使生活垃圾变废为宝。这样不仅大量减少了政府处理城市垃圾的费用，还可建立家庭绿色生态系统，美化居家环境，剩余部分还可卖给城市花卉种植中心，为城市绿化工作作出贡献。

利用生物技术、自动化控制理论并结合仿生学原理实现厨余垃圾就地处理的装置——处理厨余垃圾的仿生机器人，它既可以处理生活中令人讨厌的食物垃圾，还可以利用处理过程中产生的固态有机肥料、液态有机肥料种花养草，为建立家庭绿色生态系统提供保障，从而达到环保节能的目的。

另外，该处理厨余垃圾的仿生机器人制作简单，它的所有零部件均可在市场上购买，其控制器的控制程序只需普通的程序员按照上述的工作流程要求写入控制器即可，而且成本低廉。

附图说明

附图为本发明实施例的结构示意图。

附图中1、箱体，2、垃圾盆，3、控制器，4、EM菌种培养箱，5、食物粉碎机，6、垃圾物料传感器，7、垃圾存储桶，8、垃圾分解箱，9、固体垃圾出口，10、垃圾排出电磁阀，11、积液排出口，12、积液排出电磁阀，13、积液箱，14、水位检测器，15、水泵，16、时间检测器，17、封装托盘，18、封装电机，19、供膜筒，20、回收筒，21、封口膜，22、热压盘，23、待封装杯的放置口，24、恒温控制器，25、垃圾盖，26、物体检测器，27、左轮，28、右轮，29、万向轮，30、喷嘴，31、渗透孔，32、待封装杯。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在附图中，处理垃圾的仿生机器人包括箱体1、垃圾盆2、集成控制电路和液晶触摸控制屏组成的控制器3、EM菌种培养箱4，垃圾盆设置在箱体1顶部，其形状为漏斗状，垃圾盆上部设置有垃圾盖25，垃圾盖25上设置物体检测器26，控制器3和EM菌种培养箱4分别置于箱体1上部两侧，垃圾盆2底部的下端与食物粉碎机5的入口相连通，食物粉碎机5内安装有垃圾物料传感器6，食物粉碎机5的出口与垃圾存储桶7内的垃圾分解箱8入口相连通，垃圾存储桶内壁安装恒温控制器24，垃圾分解箱8的容积大小为20升，垃圾分解箱8的四壁上有渗透孔31并与垃圾存储桶7内壁间留有缝隙，垃圾分解箱8下方是漏斗状固体垃圾出口9，该固体垃圾出口9上端安装有垃圾排出电磁阀10；垃圾存储桶7底部安装有积液排出口11，该积液排出口11上端安装有积液排出电磁阀12，在垃圾存储桶7底部的一侧是与之相连通的积液箱13，积液箱13内安装有水位检测器14，积液箱的一侧安装有水泵15，水泵15出水口通过水管与设在箱体上部的EM菌种培养箱4相连， EM菌种培养箱4的上端有一出口与垃圾入口相连通，该出口上安装有喷嘴30，使含EM菌的水通过喷嘴30呈雾状进入食物垃圾粉碎机5中；在所述箱体1内还安装有垃圾封装机和时间检测器16，固体垃圾出口9和积液排出口11均对着垃圾封装机的待封装杯32的杯口，时间检测器16是用于控制粉粹后的垃圾在垃圾分解箱8内的分解时间，当垃圾在分解箱8内的分解时间达到预定值时，垃圾排出电磁阀10阀门打开，将分解后的残存固体垃圾定量排入待封装杯的杯中，垃圾封装机包括压膜装置、封装托盘17和封装电机18，压膜装置包括供膜筒19、回收筒20、封口膜21、热压盘22、封膜口，封装托盘17安装在封装电机18的输出轴上，使封装托盘在水平方向上做圆周转动，封装托盘上有三个待封装杯的放置口23，该三个放置口23在水平方向上互成120度角度，当封装托盘17静止时，一个待封装杯的放置口对准固体垃圾出口9和积液排出口11，一个对准封膜口，一个便于放置塑料杯而面朝操作者。封膜口的上面有封口膜21，封口膜21的上端有热压盘22；热压盘22的两边分别是供膜筒19与回收筒20，供膜筒19与回收筒20通过封口膜21连接，在箱体的底部呈等腰三角形安装有27左轮及左轮电机，28右轮及右轮电机，在二轮轴对称中心线上安装万向轮29，并通过语音控制器控制左右轮的动作。食物粉碎机5、垃圾物料传感器6、垃圾排出电磁阀10、积液排出电磁阀12、水位检测器14、水泵15、时间检测器16、封装电机18、热压盘22、恒温控制器24、物体检测器26均与控制器电连接。

Claims (9)

1.处理垃圾的仿生机器人，包括箱体、垃圾盆、集成控制电路和液晶触摸控制屏组成的控制器、EM菌种培养箱，所述垃圾盆设置在箱体顶部，所述控制器和EM菌种培养箱分别置于箱体上部两侧，其特征在于：垃圾盆底部的下端与食物粉碎机的入口相连通，食物粉碎机内安装有垃圾物料传感器，食物粉碎机的出口与垃圾存储桶内的垃圾分解箱入口相连通；垃圾分解箱的四壁上有渗透孔并与垃圾存储桶内壁间留有缝隙，垃圾分解箱下方是漏斗状固体垃圾出口，该固体垃圾出口上端安装有垃圾排出电磁阀；垃圾存储桶底部安装有积液排出口，该积液排出口上端安装有积液排出电磁阀，在垃圾存储桶底部的一侧是与之相连通的积液箱，积液箱内安装有水位检测器，积液箱的一侧安装有水泵，水泵出水口通过水管与设在箱体上部的EM菌种培养箱相连， EM菌种培养箱的上端有一出口与垃圾入口相连通；在所述箱体内还安装有垃圾封装机和时间检测器，固体垃圾出口和积液排出口均对着垃圾封装机的待封装杯的杯口，时间检测器是用于控制粉粹后的垃圾在垃圾分解箱内的分解时间，当垃圾在分解箱内的分解时间达到预定值时，垃圾排出电磁阀阀门打开，将分解后的残存固体垃圾排入待封装杯的杯中，垃圾物料传感器、食物粉碎机、垃圾排出电磁阀、积液排出电磁阀、水泵、时间检测器、垃圾封装机均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述垃圾封装机包括压膜装置、封装托盘和封装电机，压膜装置包括供膜筒、回收筒、封口膜、热压盘、封膜口，封装托盘安装在封装电机的输出轴上，使封装托盘在水平方向上能做圆周转动，封装托盘上有三个待封装杯的放置口，该三个放置口在水平方向上互成120度角度，当封装托盘静止时，一个待封装杯的放置口对准固体垃圾出口和积液排出口，一个对准封膜口，一个便于放置塑料杯而面朝操作者，封膜口的上面有封口膜，封口膜的上端有热压盘；热压盘的两边分别是供膜筒与回收筒，供膜筒与回收筒通过封口膜连接。

3.根据权利要求1或2所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述垃圾存储桶内壁安装有恒温控制器，恒温控制器与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述箱体顶部的垃圾盆上部设置有垃圾盖，垃圾盖上设置物体检测器，物体检测器与控制器电连接，当物体检测器检测到有物体时，垃圾盖自动打开，无物体时垃圾盖自动关闭。

5.根据权利要求4所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述垃圾分解箱的容积大小为20升。

6.根据权利要求4所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述箱体的底部呈等腰三角形安装有左轮及左轮电机，右轮及右轮电机，在二轮轴对称中心线上安装万向轮，并通过语音控制器控制左右轮的动作。

7.根据权利要求6所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述EM菌种培养箱上端的出口处安装有喷嘴，使含EM菌的水通过喷咀呈雾状进入食物垃圾粉碎机中。

8.根据权利要求6所述的处理垃圾的仿生机器人，其特征在于：所述垃圾盆设置成漏斗状。

9.一种垃圾处理方法，其特征在于：所述垃圾处理方法包括如下几个步骤： a、接通电源开启控制器，并将待处理垃圾移置到垃圾入口上方时，自动感应密封门打开，将垃圾倒入垃圾盆中； b、垃圾在自身重力作用下，进入食物粉粹机内，当垃圾物料传感器检测到食物粉碎机内有垃圾时，控制器开启食物粉粹机和水泵； c、菌种培养箱中的EM菌种在水泵的高压下成雾状喷入食物粉粹机中，在粉碎机的作用下，与垃圾充分混合，打碎后的垃圾在食物粉粹机的离心力、震动和自身的重力作用下进入垃圾分解箱； d、控制器开启时间检测器，当垃圾在分解箱内的分解时间达到预定值时，垃圾排出电磁阀阀门打开，定量将分解后的残存固体垃圾排入待封装杯的杯中，电磁阀阀门自动关闭； e、转动封装托盘，使装有垃圾的待封装杯对准垃圾封装机的封装口后，将其封装； f、在以上步骤中，若积液箱内的水位检测器检测到水位达到预定值时，积液排出电磁阀阀门打开，积液定量排入待封装杯的杯中，当水位检测器检测到水位低于预定值时将关闭积液排出电磁阀阀门，然后转动封装托盘，使装有积液的待封装杯对准垃圾封装机的封装口后，将其封装。