CN109319343B - 可翻盖智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明旨在开发一种家居型的可翻盖智能垃圾桶，包括内外桶体和底座，所述底座位于外桶内底部，所述底座内放置有CPU、可充放式电池和步进电机驱动器。所述底座上放有称重传感器，所述称重传感器上方放置有内桶，所述外桶外侧固定有步进电机，所述步进电机的输出转轴固定连接有旋转杆，所述旋转杆与连接杆销轴活动连接，所述外桶体的侧面固定有导轨支架，所述导轨内有连接滑块在其中运动，所述连接滑块与桶盖铰接相连，并与所述连接杆铰接相连，所述外桶上沿固定接有超声波传感器、LED灯和蜂鸣器。本发明能够帮助用户进行桶内垃圾量的监测，利用简易机构实现桶盖的开关控制，增加垃圾桶的空间摆放利用率，简化扔垃圾的过程。

Description

可翻盖智能垃圾桶

技术领域

本发明属于智能垃圾桶的技术领域，具体涉及一种可翻盖智能垃圾桶。

背景技术

垃圾桶给生活、保护环境带来了许多方便，但也因一些设计上的不完善，导致了比如无盖垃圾桶会有异味散发出来，垃圾桶满了之后垃圾溢出等问题。目前，市场上已经有一些智能垃圾桶产品，如通过报警提醒垃圾已经满载的垃圾桶、超声波控制的自动翻盖垃圾桶、太阳能充电的智能垃圾桶等，但这些垃圾桶仅具备单一功能，不能完全改善上述现象。此外，一些智能垃圾桶开盖时稳定性较差；另外一些垃圾桶开盖后桶盖无法完全隐藏，遮挡垃圾投放口，减小垃圾投入的角度，造成使用上的不便。

发明内容

本发明为了避免用户在扔垃圾的时候，为了使垃圾桶开盖需要用脚踩踏踏板，所造成的安全隐患与不方便，对普通垃圾桶进行改造。为其添加适当装置，使用户在扔垃圾的时候，可以安全的保持平衡，并且可以帮助用户进行桶内垃圾量的监测，利用简易机构实现桶盖的开关控制，增加垃圾桶的空间摆放利用率，简化扔垃圾的过程，在空间利用率上相较其他的智能垃圾桶而言有较大的提升，具有很好的实用价值和推广价值。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可翻盖智能垃圾桶，包括：内外桶体、底座、开盖机械机构；所述底座位于外桶体内侧底部，即内桶体外侧底部，所述底座包括：中央处理器、可充放式电池和步进电机驱动器，底座的上表面固定连接有称重传感器，所述称重传感器上放置有垃圾桶内桶体，所述外桶体的侧面固定连接有步进电机，步进电机的输出轴与旋转杆的开孔直连，旋转杆与连接杆活动相连，连接杆与桶盖连接滑块相销轴活动连接，所述外桶体侧面固定有导轨支架，导轨支架与桶盖连接滑块通过导轨内槽扣合，桶盖与桶盖连接滑块铰接相连，所述旋转杆、连接杆、桶盖连接滑块和导轨支架构成曲柄滑块机构，所述外桶体的外侧桶口处安装有超声波传感器，步进电机将通过曲柄滑块机构实现开盖，当桶盖打开时，桶盖将收纳于外桶体侧面的导轨支架内；所述底座中包含控制系统中央处理器，中央处理器的输入端与超声波传感器的输出端电性连接，所述中央处理器的输出端与步进电机驱动器输入电性连接，所述步进电机的驱动器的输出端与步进电机的输入端电性连接，所述中央处理器的输入端与称重传感器的输出端电性连接，所述中央处理器的输出端分别与LED灯的输入端和蜂鸣器的输入端电性相连接，可充方式电池与步进电机驱动器和中央处理器电性相接。

优选地，所述桶盖铰接于桶盖连接滑块上，并位于外桶体的投放口处，且开盖后可以朝导轨支架内部收纳，在节约垃圾桶上方空间的同时，最大化垃圾投放角度。

优选地，所述桶盖连接滑块通过竖直的导轨槽，实现桶盖连接滑块在导轨中的上下直线运动，而不会产生旋转和偏移。

优选地，所述步进电机驱动器安装于外桶体底部，步进电机驱动器由外部电源供电，并且受到中央处理器的控制，所述中央处理器的输出端输出一定频率的PWM波以控制步进电机旋转速度，所述中央处理器的输出端输出一定个数的PWM波以控制步进电机的旋转角度。

优选地，所述步进电机安装于所述垃圾桶外桶体的侧面，且输出轴与所述旋转杆固定连接。所述旋转杆与连接杆活动连接，所述连接杆与所述桶盖连接滑块的其中一根固定杆相连接，从而将电机的旋转运动转换为桶盖连接滑块的上下直线运动。

优选地，所述步进电机单方向旋转时，输出轴连接的所述旋转杆单方向旋转，使所述桶盖连接滑块沿着导轨进行曲柄滑块运动。通过中央处理器给步进电机驱动器输出控制信号，控制步进电机的旋转角度与旋转速度，从而在步进电机仅具有单方向旋转的情况下，即可完成垃圾桶桶盖的开关动作：当垃圾桶为关盖时，步进电机旋转180°，桶盖连接滑块从最高点运行至最低点，带动桶盖从闭合到打开；步进电机继续同方向地旋转180°，桶盖连接滑块从最低点行至最高点，带动桶盖从打开到闭合。

优选地，所述垃圾桶通体上侧安装有超声波传感器，一旦感知到扔垃圾者的靠近，便会输出信号到所述中央处理器，所述中央处理器立即对步进电机驱动器进行控制，所述步进电机驱动器对所述步进电机进行转速与旋转角度的控制。

优选地，所述称重传感器监测垃圾桶内桶垃圾的重量，当重量超过预先设定的阈值时，对所述中央处理器输出信号，所述中央处理器的输出端分别与LED灯的输入端和蜂鸣器的输入端相连接，使得LED等闪烁，蜂鸣器响，完成报警提醒功能。

优选地，所述外部电源为可充放式电池，输入电压为220V，输出电压为5V。所述中央处理器也与所述外部电源电性相连，所述步进电机驱动器与所述外部电源电性相连。

本发明可翻盖智能垃圾桶的有益效果在于：

1、开盖机构简单有效，控制电机单向旋转即可完成开、关盖动作，无需电机双向运动控制，简化电机的驱动与控制电路，简化了电动机的操控难度，一定程度上减少了电动机改变方向时的磨损。

2、开盖时桶盖可以自动隐藏入箱内，不占用垃圾桶上方及周边空间，开阔掷垃圾范围，且便于垃圾桶安放。

3、集成了多种传感器，可以实现桶盖的自动开合、垃圾量的自动检测。由于在垃圾桶上设置了感应装置，当感应到用户欲投放垃圾时，盖体会自动开启，即节约人力，又便于使用；附加的称重传感器可以有效感知垃圾量，当超过预设值后通过LED等和蜂鸣器进行报警提醒的功能，防止垃圾过多，便于及时清理，保证环境卫生。

附图说明

图1是本发明可翻盖智能垃圾桶未开盖时的结构示意图。

图2是本发明可翻盖智能垃圾桶开盖时的结构示意图。

图3是本发明可翻盖智能垃圾桶开盖时的爆炸视图

图4是本发明可翻盖智能垃圾桶开盖时的局部结构示意图。

图5是本发明可翻盖智能垃圾桶关盖时的局部结构示意图。

图6是本发明可翻盖智能垃圾桶开盖过程的流程图。

图7是本发明可翻盖智能垃圾桶溢满报警的流程图。

图中：1、桶盖；2、导轨支架；3、连接杆；4、旋转杆；5、步进电机；6、称重传感器；7、外桶体；8、超声波传感器；9、桶盖连接滑块；10、底座；11、LED灯和蜂鸣器；12中央处理器；13、步进电机驱动器；14、导轨内槽；15、内桶体；16、可充放式电池。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

下面结合本发明实施例中的附图，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。

本发明可翻盖智能垃圾桶，其包括：内外桶体、底座、开盖机械机构；所述底座10位于外桶体7内侧底部，即内桶体15外侧底部，所述底座包括：中央处理器12、可充放式电池16和步进电机驱动器13，底座10的上表面固定连接有称重传感器6，所述称重传感器6上放置有内桶体15，所述外桶体7的侧面固定连接有步进电机5，步进电机5的输出轴与旋转杆4的开孔直连，旋转杆4、连接杆3、桶盖连接滑块9和导轨支架2构成曲柄滑块机构，旋转杆4与连接杆3活动相连，连接杆3与桶盖连接滑块9相销轴活动连接，所述外桶体7侧面固定有导轨支架2，导轨支架2与桶盖连接滑块9通过导轨内槽14扣合，桶盖1与桶盖连接滑块9铰接相连，所述外桶体7的外侧桶口处安装有超声波传感器8，步进电机5将通过曲柄滑块机构实现开盖，当桶盖1打开时，桶盖1将收纳于外桶体7侧面的导轨支架2内；所述底座10中包含控制系统中央处理器12，中央处理器12的输入端与超声波传感器8的输出端电性连接，所述中央处理器12的输出端与步进电机驱动器13的输入端电性连接，所述步进电机的驱动器13的输出端与步进电机5的输入端电性连接，所述中央处理器12的输入端与称重传感器6的输出端电性连接，所述中央处理器12的输出端分别与LED灯和蜂鸣器11的输入端电性相连接，可充放式电池16与步进电机驱动器13和中央处理器12电性相接。

本发明可翻盖智能垃圾桶的工作过程主要分为如下两个部分：

(1)当人持垃圾靠近垃圾桶时，垃圾桶外桶体7上表面安装的超声波传感器8接收到触发信号后把物体距离信息转化成电压信息，从超声波传感器8输出端传递到中央处理器12输入端，中央处理器12的输出端输出PWM信号到步进电机驱动器13的输入端，步进电机驱动器13控制步进电机5旋转。称重传感器6将重量信息转化成电压信息从输出端输出信号给中央处理器12的输入端，中央处理器12对输入值进行判断，当超过预先设定的阈值值时，表明垃圾桶内垃圾已满超重，中央处理器12的输出端输出信号到LED灯和蜂鸣器11，完成报警提醒功能。

(2)中央处理器输出PWM波，通过步进电机驱动器控制步进电机旋转，用PWM波的脉冲个数来控制步进电机5转过的角度，使得步进电机5带动旋转杆4转过180°后停止，如图4，在旋转杆4顺时针旋转的过程中，通过与旋转杆4相连的连接杆3的带动下，使得连接桶盖的盖体连接滑块3进行向下直线运动，向下拉动垃圾桶桶盖1，并且让垃圾桶桶盖1收纳在导轨支架2的内侧，大大提高了垃圾桶的空间利用率，为垃圾桶提供了全方位的扔垃圾空间。当超声波传感器8监测不到有人在其前方，即扔垃圾动作完毕后，在延时一段时间之后，中央处理器继续输出一定个数的PWM波，如图5，使得步进电机在不改变方向的情况下，继续逆时针旋转，带动旋转杆4转过180°，通过与旋转杆4相连的连接杆3的带动下，使得桶盖连接滑块3进行向上直线运动，向上推动桶盖1，按照固定轨迹回归到初始位置，完成闭盖。等待下一次超声波传感器的触发输入。本发明垃圾桶的开盖机构解决了开关盖时占用垃圾桶上方空间，阻碍扔垃圾的问题；同时简化了控制模式，仅通过步进电机单向旋转，即可完成开盖和关盖动作。

如图6是工作方法的流程图：开始垃圾桶处于闭合状态，当有人准备扔垃圾而靠近垃圾桶时，位于桶体外侧桶口处的超声波传感器长时间检测到人位于其前方后，产生触发信号输入中央处理器，使中央处理器输出PWM波，通过步进电机驱动器控制步进电机旋转，用PWM波的脉冲个数来控制步进电机转过的角度，使得步进电机带动旋转杆转过180°后停止，完成开盖。当超声波传感器监测不到有人在其前方，即扔垃圾动作完毕后，延时一段时间，中央处理器继续输出一定个数的PWM波，使步进电机在不改变方向的情况下，带动旋转杆继续转过180°，完成闭盖。等待下一次超声波传感器的触发输入。

垃圾桶称重传感器输入值不超过预设值时，不报警。当刚扔完垃圾，使得垃圾桶内总重超过预设值时，LED灯亮、蜂鸣器报警，提醒人处理桶内垃圾，直至称重传感器测量值降至预设值以下，LED等灭、蜂鸣器不响。报警信号也可以通过报警消除按钮暂时关闭，减少对干扰。

本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本使用新型的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (3)

1.一种可翻盖智能垃圾桶，其特征在于包括：内外桶体、底座、开盖机械机构；所述底座(10)位于外桶体(7)内侧底部，即内桶体(15)外侧底部，所述底座包括：中央处理器(12)、可充放式电池(16)和步进电机驱动器(13)，底座(10)的上表面固定连接有称重传感器(6)，所述称重传感器(6)上放置有内桶体(15)，所述外桶体(7)的侧面固定连接有步进电机(5)，步进电机(5)输出轴与旋转杆(4)中心开孔直连，旋转杆(4)与连接杆(3)活动连接，连接杆(3)与桶盖连接滑块(9)销轴活动连接，所述外桶体(7)侧面固定有导轨支架(2)，导轨支架(2)与桶盖连接滑块(9)通过导轨内槽(14)扣合，桶盖(1)与桶盖连接滑块(9)铰接相连，所述旋转杆(4)、连接杆(3)、桶盖连接滑块(9)和导轨支架(2)构成曲柄滑块机构，所述外桶体(7)的外侧桶口处安装有超声波传感器(8)，所述底座(10)中包含控制系统中央处理器(12)，中央处理器(12)的输入端与超声波传感器(8)的输出端电性连接，所述中央处理器(12)的输出端与步进电机驱动器(13)的输入端电性连接，所述步进电机驱动器(13)的输出端与步进电机(5)的输入端电性连接，所述中央处理器(12)的输入端与称重传感器(6)的输出端电性连接，所述中央处理器(12)的输出端分别与LED灯和蜂鸣器(11)的输入端电性相连接，可充放式电池(16)分别与步进电机驱动器(13)和中央处理器(12)电性相接。

2.根据权利要求1所述的一种可翻盖智能垃圾桶，其特征在于，导轨内槽(14)宽度与桶盖连接滑块(9)的突出销轴的直径相等。

3.根据权利要求1所述的一种可翻盖智能垃圾桶，其特征在于，超声波传感器(8)固定于外桶体(7)上沿，并与中央处理器(12)电性相连。

Images