CN107720041A - 垃圾装满自动关闭式垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾装满自动关闭式垃圾桶，包括垃圾桶体、垃圾桶盖、电路封装盒、舵机、转轴、第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器、第4测距传感器、电源开关。在电路封装盒中有驱动电路板，驱动电路板上有垃圾检测驱动电路、舵机驱动电路以及桶盖闭合检测驱动电路。本发明可以检测垃圾桶是否被装满，当垃圾桶被装满时，舵机驱动电路驱动舵机带动垃圾桶盖将垃圾桶关闭，防止垃圾被风吹向大街、道路等地污染环境，并且在垃圾桶盖闭合时，第4测距传感器能够检测到垃圾桶盖已经闭合并关闭电源，达到节省电力资源的效果。

Description

垃圾装满自动关闭式垃圾桶

技术领域

本发明涉及一种自动检测是否被装满的垃圾桶，尤其涉及一种垃圾装满自动关闭式垃圾桶。

背景技术

垃圾桶因作为一种用于卫生、环保的公共设施而遍布于大街小巷，然而清洁工人往往定时清理垃圾桶垃圾，导致很多垃圾桶被装满后不能及时被清理，其中垃圾会被风吹出，使得路上和街上会有很多垃圾，影响社区或者街道等的卫生。因此，急需引入一种自动检测垃圾是否装满垃圾桶而判断是否自动盖上垃圾桶盖的垃圾桶。

发明内容

本发明目的在于提供一种垃圾装满自动关闭式垃圾桶,它可以自动检测垃圾桶是否装满，在垃圾桶装满时，则自动关闭垃圾桶盖，防止垃圾被风吹向大街、道路等地。

本发明的目的是这样实现的:

垃圾装满自动关闭式垃圾桶,包括垃圾桶体、垃圾桶盖、电路封装盒、舵机、转轴、第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器、第4测距传感器、电源开关。其特征是：电路封装盒通过第1固定装置、第2固定装置安装在垃圾桶体的右侧面，并通过支撑杆支撑，在电路封装盒中有驱动电路板，驱动电路板上有电源电路、垃圾检测驱动电路、舵机驱动电路以及桶盖闭合检测驱动电路，垃圾检测驱动电路可驱动第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器对垃圾情况的检测工作，第1测距传感器安装在垃圾桶体的内左壁的桶口位置，第2测距传感器安装在垃圾桶体的内前壁的桶口位置，第3测距传感器安装在垃圾桶体的内后壁的桶口位置，第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器的探头均朝向垃圾桶体的中央，舵机驱动电路可驱动舵机转动，舵机的转轴连接垃圾桶盖，桶盖闭合检测驱动电路可驱动第4测距传感器对桶盖闭合情况的检测工作，第4测距传感器置于垃圾桶口外檐上，第4测距传感器的探头朝上，垃圾桶盖闭合时刚好可以和垃圾桶口外缘齐平，电源开关控制整个电路的供电情况，电源开关安装于垃圾桶体的外的前表面的左上方。

本发明工作时，垃圾检测驱动电路驱动第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器检测垃圾桶是否被装满，当垃圾桶被装满时，舵机驱动电路驱动舵机带动垃圾桶盖将垃圾桶关闭，防止垃圾被风吹向大街、道路等地污染环境，并且在垃圾桶盖闭合时，第4测距传感器能够检测到垃圾桶盖已经闭合并关闭电源，达到节省电力资源的效果。

附图说明

图1为本发明的内部工作结构示意图。

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

垃圾装满自动关闭式垃圾桶,包括垃圾桶体1、垃圾桶盖2、电路封装盒3、舵机8、转轴9、第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12、第4测距传感器14、电源开关15。其特征是：电路封装盒3通过第1固定装置5、第2固定装置6安装在垃圾桶体1的右侧面，并通过支撑杆7支撑，在电路封装盒3中有驱动电路板4，驱动电路板4上有电源电路、垃圾检测驱动电路、舵机驱动电路以及桶盖闭合检测驱动电路，垃圾检测驱动电路可驱动第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12对垃圾情况的检测工作，第1测距传感器10安装在垃圾桶体1的内左壁的桶口位置，第2测距传感器11安装在垃圾桶体1的内前壁的桶口位置，第3测距传感器12安装在垃圾桶体1的内后壁的桶口位置，第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12的探头均朝向垃圾桶体1的中央，舵机驱动电路可驱动舵机8转动，舵机8的转轴9连接垃圾桶盖2，桶盖闭合检测驱动电路可驱动第4测距传感器14对桶盖闭合情况的检测工作，第4测距传感器14置于垃圾桶口外檐13上，第4测距传感器14的探头朝上，垃圾桶盖2盖上时刚好可以和垃圾桶口外缘13齐平，电源开关15控制整个电路的供电情况，电源开关15安装于垃圾桶体1外的前表面的左上方。

电源电路由直流电源、电源开关15、第2继电器的常闭触点J2-1组成，电源开关15、第2继电器J2常闭触点J2-1串联在直流电源的VCC端。

垃圾检测驱动电路由第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12、三输入与门IC1、第1电阻R1、第2电阻R2、第1可调电阻RW1、第1运算放大器U1、第1三极管Q1、第1继电器J1、第2继电器J2组成，第1测距传感器10的电源端接VCC端，第1测距传感器10的接地端接GND端，第1测距传感器10的输出端接三输入与门IC1的第1输入端，第2测距传感器11的电源端接VCC端，第2测距传感器11的接地端接GND端，第2测距传感器11的输出端接三输入与门IC1的第2输入端，第3测距传感器12的电源端接VCC端，第3测距传感器12的接地端接GND端，第3测距传感器12的输出端接三输入与门IC1的第3输入端，三输入与门IC1的输出端接第1运算放大器U1的正输入端，第1电阻R1的一端连接VCC端，第1电阻R1的另一端与第1可调电阻RW1串联后接GND端并构成分压电路，通过第1可调电阻RW1可调节第1可调电阻RW1所分的电压，第1可调电阻RW1的高电位端接第1运算放大器U1的负输入端，第1运算放大器U1的正输入端、负输入端的电位比较决定第1运算放大器U1的输出端电平的高低，第1运算放大器U1的输出端接第1三极管Q1的基极，第1三极管Q1的集电极接VCC端，第1三极管Q1的发射极与第1继电器J1的一端相连，第1继电器J1与第2电阻R2串联后接GND端；

舵机驱动电路由555集成电路模块IC2、第1二极管D1、第2二极管D2、第1继电器常开触点J1-1、第3电阻R3、第4电阻R4、第1电容C1、第2电容C2、舵机8组成，555集成电路模块IC2的8号脚和4号脚连接VCC端，IC2的1号脚接GND端，第3电阻R3的一端连接VCC端，第3电阻R3的另一端与第4电阻R4一端连接，第4电阻R4的另一端与第1二极管D1阴极相连，第1二极管D1的阳极、IC2的2号脚与第1电容C1的一端相连，第1电容C1的另一端接GND端，第1继电器常开触点J1-1的一端与第3电阻R3和第4电阻R4的连接点相连，第1继电器常开触点J1-1的另一端、IC2的7号脚与第2二极管D2的阳极相连， 第2二极管D2的阴极、IC2的6号脚与IC2的2号脚相连，第2电容C2的一端连接IC2的5号脚，第2电容C2的另一端接GND端，舵机8的电源线连接VCC端，舵机8的信号线接IC2的3号脚，舵机8的地线接GND端；

桶盖闭合检测驱动电路由第4测距传感器14、第5电阻R5、第6电阻R6、第2可调电阻RW2、第2运算放大器U2、第2三极管Q2、第2继电器J2组成，第4测距传感器14的电源端接VCC端，第4测距传感器14的接地端接GND端，第4测距传感器14的输出端接第2运算放大器U2的正输入端，第5电阻R5的一端连接VCC端，第5电阻R5的另一端与第2可调电阻RW2串联后接GND端并构成分压电路，通过第2可调电阻RW2可调节第2可调电阻RW2所分的电压，第2可调电阻RW2的高电位端接第2运算放大器U2的负输入端，第2运算放大器U2的正输入端、负输入端的电位比较决定第2运算放大器U2的输出端电平的高低，第2运算放大器U2的输出端接第2三极管Q2的基极，第2三极管Q2的集电极接VCC端，第2三极管Q2的发射极与第2继电器J2和第6电阻R6串联后接GND端。

工作原理：

电路工作时，电源开关15闭合。

1、当人扔垃圾进入垃圾桶的瞬间，垃圾在落下时可能会靠近垃第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12中的一个传感器，此时假设垃圾落下时靠近垃圾桶体1内左壁，此时在垃圾经过第1测距传感器10的瞬间，第1测距传感器10检测到垃圾距其探头距离小于所设置阈值，则第1测距传感器10的输出端输出高电平，即三输入与门IC1的第1输入端为高电平，此时垃圾距第2测距传感器11、第3测距传感器12的距离较远，所以第2测距传感器11、第3测距传感器12的输出端均输出低电平，即三输入与门IC1的第2输入端、三输入与门IC1的第3输入端均为低电平，则三输入与门IC1的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位低于负输入端，则第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，第1继电器的常开触点J1-1断开，舵机8不工作，即垃圾桶处于打开状态。因此可以不考虑人扔垃圾进入垃圾桶的瞬间对本发明工作的影响。

2、以上已经分析出可以不考虑人扔垃圾进入垃圾桶的瞬间对本发明工作的影响，因此只需判断垃圾是否装满垃圾桶从而判断是否需要关闭垃圾桶盖2。

A、当垃圾桶未被装满时，第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12中总会存在一个以上距离垃圾距离过大，此时三输入与门IC1的第1输入端、第2输入端、第3输入端总会存在一个以上为低电平，使得三输入与门IC1的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端电位比负输入端低，则第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，第1继电器的常开触点J1-1断开、舵机8不工作，垃圾桶处于打开状态。

B、当垃圾桶被装满时，垃圾距第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12的探头均很近，第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12检测到垃圾距探头距离均小于所设置的阈值，因此第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12的输出端均输出高电平，即三输入与门IC1的第1输入端、第2输入端、第3输入端均为高电平，使得三输入与门IC1的输出端输出高电平，导致第1运算放大器U1的正输入端电平比负输入端电平高，则第1运算放大器U1的的输出端输出高电平，第1三极管Q1导通，第1继电器的常开触点J1-1闭合，555集成电路模块IC2的3号脚输出周期为T占空比为q的脉冲信号，脉冲信号通过舵机8信号线输入舵机，舵机8带动垃圾桶盖2转动至0度位置，即垃圾桶处于关闭状态，防止垃圾被风吹向大街、道路等地污染环境，此时第4测距传感器14检测到垃圾桶盖2与其探头的距离很近，低于所设置的阈值，导致4测距传感器14的输出端输出高电平，使得第2运算放大器U2正输入端的电平比负输入端电平高，则第2运算放大器U2的的输出端输出高电平，第2三极管Q2导通，第2继电器的常闭触点J2-1断开，电源关闭，节省电力能源。

C、当清洁人员来临时，首先将电源开关15断开，防止打开垃圾桶盖2后，第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12再次检测到垃圾桶装满，舵机8再次带动垃圾桶盖2闭合，从而使得垃圾无法清理，在电源开关15断开后，桶盖闭合检测驱动电路也会断电，第2继电器J2掉电，导致第2继电器的常闭触点J2-1闭合，此时清洁人员可将垃圾桶盖2打开并将垃圾清理，垃圾清理干净后，清洁人员合上电源开关15，又因为此时第2继电器的常闭触点J2-1也处于闭合状态，所以电路正常供电，此时由于第4测距传感器14检测到垃圾桶盖距其距离过大，导致第4测距传感器14的输出端输出低电平，则第2运算放大器U2的正输入端电位比负输入端低，使得第2运算放大器U2的输出端输出低电平，第2三极管Q2截止，第2继电器J2通电，第2继电器的常闭触点J2-1仍处于闭合状态，即电路供电情况正常，此时第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12检测到垃圾距离与探头距离均过大，第1测距传感器10、第2测距传感器11、第3测距传感器12的输出端均输出低电平，即三输入与门IC1的第1输入端、第2输入端、第3输入端均为低电平，使得三输入与门IC1的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端电位比负输入端低，则第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，第1继电器J1的常开触点J1-1断开，舵机8不工作，即垃圾桶处于打开状态，人们可将垃圾丢入其中。

Claims (2)

1.垃圾装满自动关闭式垃圾桶,包括垃圾桶体、垃圾桶盖、电路封装盒、舵机、转轴、第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器、第4测距传感器、电源开关，其特征是：电路封装盒通过第1固定装置、第2固定装置安装在垃圾桶体的右侧面，并通过支撑杆支撑，在电路封装盒中有驱动电路板，驱动电路板上有电源电路、垃圾检测驱动电路、舵机驱动电路以及桶盖闭合检测驱动电路，垃圾检测驱动电路可驱动第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器对垃圾情况的检测工作，第1测距传感器安装在垃圾桶体的内左壁的桶口位置，第2测距传感器安装在垃圾桶体的内前壁的桶口位置，第3测距传感器安装在垃圾桶体的内后壁的桶口位置，第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器的探头均朝向垃圾桶体的中央，舵机驱动电路可驱动舵机转动，舵机的转轴连接垃圾桶盖，桶盖闭合检测驱动电路可驱动第4测距传感器对桶盖闭合情况的检测工作，第4测距传感器置于垃圾桶口外檐上，第4测距传感器的探头朝上，垃圾桶盖闭合时刚好可以和垃圾桶口外缘齐平，电源开关控制整个电路的供电情况，电源开关安装于垃圾桶体的外的前表面的左上方。

2.根据权利要求1所述的垃圾装满自动关闭式垃圾桶，其特征在于：

电源电路由直流电源、电源开关、第2继电器的常闭触点J2-1组成，电源开关、第2继电器J2常闭触点J2-1串联在直流电源的VCC端；

垃圾检测驱动电路由第1测距传感器、第2测距传感器、第3测距传感器、三输入与门IC1、第1电阻R1、第2电阻R2、第1可调电阻RW1、第1运算放大器U1、第1三极管Q1、第1继电器J1、第2继电器J2组成，第1测距传感器的电源端接VCC端，第1测距传感器的接地端接GND端，第1测距传感器的输出端接三输入与门IC1的第1输入端，第2测距传感器的电源端接VCC端，第2测距传感器的接地端接GND端，第2测距传感器的输出端接三输入与门IC1的第2输入端，第3测距传感器的电源端接VCC端，第3测距传感器的接地端接GND端，第3测距传感器的输出端接三输入与门IC1的第3输入端，三输入与门IC1的输出端接第1运算放大器U1的正输入端，第1电阻R1的一端连接VCC端，第1电阻R1的另一端与第1可调电阻RW1串联后接GND端并构成分压电路，通过第1可调电阻RW1可调节第1可调电阻RW1所分的电压，第1可调电阻RW1的高电位端接第1运算放大器U1的负输入端，第1运算放大器U1的正输入端、负输入端的电位比较决定第1运算放大器U1的输出端电平的高低，第1运算放大器U1的输出端接第1三极管Q1的基极，第1三极管Q1的集电极接VCC端，第1三极管Q1的发射极与第1继电器J1的一端相连，第1继电器J1与第2电阻R2串联后接GND端；

舵机驱动电路由555集成电路模块IC2、第1二极管D1、第2二极管D2、第1继电器常开触点J1-1、第3电阻R3、第4电阻R4、第1电容C1、第2电容C2、舵机组成，555集成电路模块IC2的8号脚和4号脚连接VCC端，IC2的1号脚接GND端，第3电阻R3的一端连接VCC端，第3电阻R3的另一端与第4电阻R4一端连接，第4电阻R4的另一端与第1二极管D1阴极相连，第1二极管D1的阳极、IC2的2号脚与第1电容C1的一端相连，第1电容C1的另一端接GND端，第1继电器常开触点J1-1的一端与第3电阻R3和第4电阻R4的连接点相连，第1继电器常开触点J1-1的另一端、IC2的7号脚与第2二极管D2的阳极相连， 第2二极管D2的阴极、IC2的6号脚与IC2的2号脚相连，第2电容C2的一端连接IC2的5号脚，第2电容C2的另一端接GND端，舵机的电源线连接VCC端，舵机的信号线接IC2的3号脚，舵机的地线接GND端；

桶盖闭合检测驱动电路由第4测距传感器、第5电阻R5、第6电阻R6、第2可调电阻RW2、第2运算放大器U2、第2三极管Q2、第2继电器J2组成，第4测距传感器的电源端接VCC端，第4测距传感器的接地端接GND端，第4测距传感器的输出端接第2运算放大器U2的正输入端，第5电阻R5的一端连接VCC端，第5电阻R5的另一端与第2可调电阻RW2串联后接GND端并构成分压电路，通过第2可调电阻RW2可调节第2可调电阻RW2所分的电压，第2可调电阻RW2的高电位端接第2运算放大器U2的负输入端，第2运算放大器U2的正输入端、负输入端的电位比较决定第2运算放大器U2的输出端电平的高低，第2运算放大器U2的输出端接第2三极管Q2的基极，第2三极管Q2的集电极接VCC端，第2三极管Q2的发射极与第2继电器J2和第6电阻R6串联后接GND端。