CN110065738B - 一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，包括桶体和垃圾套袋；桶体内设有热塑封打包装置；热塑封打包装置包括控制机构、位置感测器、滑动驱动机构、滑动杆、固定加热杆；滑动杆和固定加热杆相对地设置于桶体内，滑动杆可在滑动驱动机构的驱动下作靠近或远离固定加热杆的滑动；固定加热杆上设置有热熔条；位置感测器用于感测垃圾的高度位置；位置感测器、滑动驱动机构、固定加热杆均电性连接于控制机构；垃圾套袋呈一体式不间断结构，其初始底部封闭；垃圾套袋的下部套于桶体内，上部穿过固定加热杆和滑动杆之间并展开形成开口。本发明能够实现在源头进行渗滤液收集，自动化程度更好、对环境二次伤害更小。

Description

一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，具体涉及一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶。

背景技术

在当前的“可回收垃圾”与“不可回收垃圾”分类条件下，垃圾并不能达到很好的分类效果，人们对于分类界限不够明确，经常出现垃圾不经分辨随机入桶的情况，让垃圾分类形同虚设。因此，有必要对分类方式进行优化。

另外，当前的垃圾处理方面也存在较大问题。

首先，现有的垃圾桶存在严重的渗滤液漏出的问题，而渗滤液漏出在地面上，会存在难以处理、容易招惹蝇虫等诸多问题，还会对地面进行腐蚀，在处理后也会留下印记，难以消除。众所周知，渗滤液具有高COD浓度、高磷浓度及高氨氮等特点，如若渗漏会对地面、地下水、地表径流等造成严重的污染，仅依靠自然环境下的生物处理技术难以达标，且渗滤液与普通污水混合会大大增加普通污水的处理难度和处理成本。此外，渗滤液的处理费用是一般城市生活污水的20-100倍左右不等，处理成本高，是目前垃圾处理的一大难题。因此，能有效地将渗滤液隔离，避免其外泄，是减轻水处理乃至环境处理压力的一个重要举措。

其次，当前的垃圾处理方式一般为纯人力处理，故常常存在因垃圾桶不能及时清空而导致的垃圾外溢甚至大量垃圾在垃圾桶外部堆放的情况，多余垃圾堆在垃圾桶周围，不仅影响环境美观，还会散发臭味，尤其在夏天，会对往来的行人和周遭的环境带来恶劣的影响。

此外，目前国内外已有的可以自动打包的垃圾桶，均应用于室内，使用电驱动，需要插销，限制了垃圾桶的应用范围；应用于室外的具有自动打包技术的智能垃圾桶技术目前仍是空白。

最后，很多垃圾桶本身存在设计和制式上的不足，降低了实用性的同时增加了环卫人员处理垃圾的难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，能够实现在源头进行渗滤液收集，自动化程度更好、对环境二次伤害更小。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，包括桶体和垃圾套袋；所述桶体内设有热塑封打包装置；所述热塑封打包装置包括控制机构、位置感测器、滑动驱动机构、滑动杆、固定加热杆；所述滑动杆和固定加热杆相对地设置于所述桶体内，所述滑动杆可在滑动驱动机构的驱动下作靠近或远离所述固定加热杆的滑动；所述固定加热杆上设置有热熔条；所述位置感测器用于感测垃圾的高度位置；所述位置感测器、滑动驱动机构、固定加热杆均电性连接于所述控制机构；所述垃圾套袋呈一体式不间断结构，其初始底部封闭；所述垃圾套袋的下部套于所述桶体内，上部穿过所述固定加热杆和滑动杆之间并展开形成开口。

进一步地，所述固定加热杆电性连接于温控装置，并通过所述温控装置电性连接于所述控制机构。

进一步地，所述位置感测器采用红外探测器。

进一步地，所述滑动驱动机构包括闭合式链条、链条齿轮和电动机，所述滑动杆的两端分别连接于一闭合式链条，两条闭合式链条分别和相匹配的链条齿轮传动连接，所述链条齿轮传动连接于电动机。

进一步地，所述桶体的侧面设有可开合的侧门。

进一步地，所述桶体至少包括有两个分类空间，两者之间设有隔板；所述桶体上设有若干侧门分别与各个分类空间对应。

更进一步地，所述桶体的底部具有斜面，所述斜面朝着侧门的方向从上往下倾斜，斜面上有若干滚动结构；所述桶体外部具有一倾斜板，所述倾斜板和所述斜面对接并沿着远离桶体的方向从上往下倾斜。

更进一步地，所述隔板采用活动隔板，所述活动隔板的其中一个边沿和所述桶体的内壁可双向转动连接。

更进一步地，所述桶体内还设有细绳和滑轮；所述侧门连接于细绳的一端，所述细绳的另一端绕过滑轮后固定于所述活动隔板；当所述侧门朝外开启时可通过细绳带动所述活动隔板朝同方向转动。

进一步地，所述热塑封装打包装置的电源采用太阳能电池板。

本发明的有益效果在于：本发明的智能垃圾桶，通过结合热塑技术、自动打包技术和位置感测技术，并设计采用一体式不间断的垃圾套袋，可以实现垃圾高度位置的自动检测、垃圾的自动封装和打包以及垃圾袋的自动更换供给，从而可以有效避免垃圾大量堆放在垃圾桶的周围、垃圾中的液体渗漏到地面上等问题，从而可以自动化程度更好、对环境二次伤害更小。

另外，本发明通过将垃圾桶按干湿两类垃圾划分分类空间，分类界限更加明确，分类效率更高。

附图说明

图1为本发明实施例1的智能垃圾桶桶体和盖体结构示意图；

图2为本发明实施例1的热塑封装打包装置的结构示意图；

图3为本发明实施例1中热塑封装打包装置的滑动驱动机构结构示意图；

图4为本发明实施例1中隔板向另一分类空间转动的状态示意图；

图5为本发明实施例1中隔板在侧门的带动下向分类空间内部转动的状态示意图；

图6为本发明实施例1中智能垃圾桶整体布局正面图；

图7为本发明实施例1中智能垃圾桶整体布局立体图；

图8为本实施例2中根据计算结果得到的平面图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，如图1和图2所示，包括桶体2、盖体1和垃圾套袋4；所述桶体2内设有热塑封打包装置；所述热塑封打包装置包括控制机构37、位置感测器31、滑动驱动机构、滑动杆32、固定加热杆33；所述滑动杆32和固定加热杆33相对地设置于所述桶体2内部，所述滑动杆32可在滑动驱动机构的驱动下作靠近或远离所述固定加热杆33的滑动；所述固定加热杆33上设置有热熔条34；所述位置感测器31设于所述桶体2内并用于感测垃圾的高度位置；所述位置感测器31、滑动驱动机构和固定加热杆33均电性连接于所述控制机构37；所述垃圾套袋4呈一体式不间断结构，其初始底部封闭；所述垃圾套袋4的下部套于所述桶体1内，上部穿过固定加热杆33和滑动杆32之间并展开形成开口。

具体地，可以在桶体2内高于固定加热杆33和滑动杆32的位置设置卷轴，令所述垃圾套袋4的上部在展开形成开口后绕过所述卷轴卷设在所述卷轴上。位置感测器31的高度低于固定加热杆33和滑动杆32的高度。

本实施例中，所述热塑封打包装置通过固定轴38卡在所述桶体2内部。

上述基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶的工作原理在于：

当人们往垃圾套袋内投放垃圾时，垃圾套袋的底部在垃圾的重力下会自然向下坠落，而垃圾套袋卷设在卷轴上的部分也随之释放出相应的高度。

位置感测器会对桶体内垃圾的高度进行感测，一旦垃圾的高度到达位置感测器的位置，位置感测器将向控制机构传递信号。考虑到有可能存在垃圾投放过程中对正确感应的干扰，可将感测时间调节为10s，当位置感测器持续10s感应到垃圾到达了其所在位置时说明垃圾确实达到限定的高度。

控制机构接收到位置感测器的信号后向滑动驱动机构发送指令，控制滑动驱动机构工作。滑动驱动机构驱动所述滑动杆开始向所述固定加热杆滑动直至和固定加热杆相贴合，此时，垃圾套袋展开的开口被闭合并被夹设在滑动杆和固定加热杆之间。滑动驱动机构控制滑动杆32和固定加热杆33相贴合，即垃圾套袋被夹设在滑动杆和固定加热杆之间的同时，控制机构控制固定加热杆33开始加热对热熔条进行加热，对垃圾套袋进行热熔接合并切断。垃圾套袋中装载有垃圾的部分被切割分离，形成一个顶部和底部都被封闭的垃圾包，而垃圾套袋则形成新的封闭的底部，而新的垃圾被投放至垃圾套袋内时，其底部会在重力作用下不断自然下坠，垃圾套袋不断释放并进入桶体内形成储存垃圾的空间。

上述过程不断循环，直至不间断结构的垃圾套袋全部被释放使用。此时补充新的垃圾套袋即可。

在本实施例中，所述固定加热杆33电性连接于温控装置35，并通过所述温控装置35电性连接于所述控制机构37。需要启动固定加热杆33时，控制机构向温控装置发出开启指令，温控装置导通固定加热杆33的电源，固定加热杆33开始对热熔条开始电加热，同时温控装置对热熔条的温度进行监测。当热熔条的温度达到预设的上限值(如150℃)时，温控装置切断热熔条加热机构的电源，固定加热杆33停止加热。

在本实施例中，所述位置感测器31采用红外探测器。

在本实施例中，所述滑动驱动机构包括闭合式链条36、链条齿轮和电动机(图中未示)，所述滑动杆32的两端分别连接于一闭合式链条36，两条闭合式链条36分别由相匹配的链条齿轮传动连接，所述链条齿轮传动连接于电动机。本实施例中，如图3所示，每条闭合式链条36的两端分别连接主动链条齿轮39和从动链条齿轮310。主动齿条链轮39由对应的电动机驱动转动，从而带动闭合式链条36转动，最终带动所述滑动杆32向靠近或远离固定加热杆的方向运动。

进一步地，在本实施例中，所述桶体2的侧面设有可开合的侧门21。当完成了垃圾的自动打包之后，可以通过打开侧门取出垃圾包。

更进一步地，在本实施例中，所述桶体2至少包括有两个分类空间22，两者之间设有隔板23；所述桶体2上设有若干侧门21分别与各个分类空间22对应。具体地，在本实施例中，所述桶体2划分为两个分类空间22，每个分类空间22均对应有一个侧门21。优选地，可以将两个分类空间划定为干垃圾空间和湿垃圾空间，干湿分类标准更加明确，分类准确性和效率更高。

再进一步地，所述侧门21采用电控开合侧门，所述电控开合侧门电性连接于所述控制机构37。当控制机构控制所述热塑封装打包装置完成垃圾的打包之后，向对应的电控开合侧门发出控制指令，电控开合侧门自动打开。可以为垃圾包的滑出预留设定的时间，例如10s，控制机构控制侧门打开10s后，默认垃圾包已经滑出并控制侧门关闭。

再进一步地，在本实施例中，所述桶体2的底部具有斜面24，所述斜面24朝着侧门21的方向从上往下倾斜。具体地，当桶体1划分为多个分类空间时，如本实施例图1所示，每个分类空间的底部均设有斜面，并且各自的斜面都向着与所在分类空间对应的侧门从上往下倾斜。

具体地，如图6-7所示，所述斜面24上有若干滚动结构27(如滚轮或滚轴)，目的是让垃圾在向下滑动的时候由滑动摩擦转变为滚动摩擦，可以减小摩擦力；所述桶体2外部具有一倾斜板28，所述倾斜板28和所述斜面24对接并沿着远离桶体2的方向从上往下倾斜。所述倾斜板28的设置可以使垃圾包滑出桶体2之后继续向前滑行一段距离，以免垃圾包在滚出后停留在桶体2旁边，下一次垃圾滑出时侧门21无法开启。

再进一步地，所述隔板23采用活动隔板，所述活动隔板的其中一个边沿和所述桶体2的内壁可双向转动连接。当具有多个分类空间时，每个分类空间的垃圾量可能在不同的时间会有较大差别，将隔板设置为活动隔板，则一个分类空间垃圾量较多、需要的垃圾存储空间较大时，在垃圾的侧向推力下会将活动隔板推向另一个分类空间的方向从而获得更大的存储空间，如图4所示。在本实施例中，所述活动隔板包括两扇板体并采用平开式结构。

再进一步地，所述桶体2内还设有细绳25和滑轮26；所述侧门21朝外开启并连接于细绳25的一端，所述细绳25的另一端绕过滑轮26后固定于所述活动隔板23，在侧门21向外侧弹开时，活动隔板23在细绳25的带动下，可以向同方向转动，给已经完成打包的垃圾包一个出桶的推动力，如图5所示。

进一步地，在本实施例中，所述热塑封装打包装置的电源采用太阳能电池板5。

在本实施例中，如图6-7所示，所述太阳能电池板5设置于盖体1的顶部并用塑料保护罩进行隔离保护，可以隔离雨水等。为了更大程度的降低成本，当垃圾桶设置在太阳能路灯附近时，还可以借用太阳能路灯储存的能源，为了避免安全隐患，可以将连接用的电线铺设在地底。

整个系统使用太阳能供能，用以位置感测器、热熔条加热机构、滑动驱动机构、电控开合侧门、控制机构等用电部件的供电。

进一步地，为了减轻后续处理垃圾袋的压力，可使用淀粉填充生物基可降解塑料材料制成的垃圾套袋。

聚3-羟基丁酸酯4羟基丁酸酯熔点120-130℃，熔指≤15g/min(MFR.2.16KG,190℃)

其中淀粉填充生物基塑料袋，可部分降解。以“Nbag环保塑料袋”为例，可降解率达到30％以上，每个标准塑料袋减少碳排放5.4g，成本比普通塑料袋高20％。

本实施例所述智能垃圾桶的整体布局可如图6-7所示，在桶体2的正面和盖体1之间设置投放口6，另外可以设置挡雨板7、废旧电池池/烟头投放区8等配置。还可以增加底座9以对垃圾桶整体进行支撑。

实施例2

本实施例提供如实施例1所述的智能垃圾桶的各项参数的设计和计算过程。

(1)计算斜面的倾角：

对垃圾整体进行受力分析，塑料与滚轴摩擦系数为μ＝0.2，垃圾整体质量为m，重力加速度为g，斜面的理论倾角设为θ，根据受力平衡可得：

μmgcosθ＝mgsinθ(忽略空气阻力)

得到μ＝tanθ，可得θ＝11°，取安全系数A＝1.4，

Aμ＝tanθ'

得最终的倾角θ'＝16°。

(2)计算滚轴的数量N：

设计垃圾桶的尺寸：垃圾桶长边H＝0.8m，垃圾桶短边B＝0.66m，顶盖的长和宽L＝0.5m，由此可以计算在倾角θ＝16°的条件下垃圾滚动斜边长为0.5192m。

滚轴采取两同心圆、中间空间采取轴承联动的形式，取外滚轴的直径为5cm，内径为1.2cm，固定内杆直径1cm转轴外壁间距为1cm。由此可以计算滚轴数量为7根，在最接近桶体外部的滚轴后面，留出10cm距离安装倾斜板(倾斜板与最后一根滚轴外壁的距离为1cm)。

(3)单次安装垃圾套袋的长度L：

取每次热熔切割的垃圾套袋的长度为60cm，按照一个垃圾套袋能打包十个垃圾包计算，可一次性安装6m长的一体式不间断结构的垃圾套袋。

(4)遮盖的面积S：

取长宽各比底面面积大5mm的盖体，505mm×505mm。

利用本实施例计算得到的各个参数得到的平面图如图8所示。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，包括桶体和垃圾套袋；其特征在于，所述桶体内设有热塑封打包装置；所述热塑封打包装置包括控制机构、位置感测器、滑动驱动机构、滑动杆、固定加热杆；所述滑动杆和固定加热杆相对地设置于所述桶体内，所述滑动杆可在滑动驱动机构的驱动下作靠近或远离所述固定加热杆的滑动；所述固定加热杆上设置有热熔条；所述位置感测器用于感测垃圾的高度位置；所述位置感测器、滑动驱动机构、固定加热杆均电性连接于所述控制机构；所述垃圾套袋呈一体式不间断结构，其初始底部封闭；所述垃圾套袋的下部套于所述桶体内，上部穿过所述固定加热杆和滑动杆之间并展开形成开口；

所述桶体至少包括有两个分类空间，两者之间设有隔板；所述桶体上设有若干侧门分别与各个分类空间对应；所述桶体的底部具有斜面，所述斜面朝着侧门的方向从上往下倾斜，斜面上有若干滚动结构；所述桶体外部具有一倾斜板，所述倾斜板和所述斜面对接并沿着远离桶体的方向从上往下倾斜；所述隔板采用活动隔板，所述活动隔板的其中一个边沿和所述桶体的内壁可双向转动连接；所述桶体内还设有细绳和滑轮；所述侧门连接于细绳的一端，所述细绳的另一端绕过滑轮后固定于所述活动隔板；当所述侧门朝外开启时可通过细绳带动所述活动隔板朝同方向转动。

2.根据权利要求1所述的基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，其特征在于，所述固定加热杆电性连接于温控装置，并通过所述温控装置电性连接于所述控制机构。

3.根据权利要求1所述的基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，其特征在于，所述位置感测器采用红外探测器。

4.根据权利要求1所述的基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，其特征在于，所述滑动驱动机构包括闭合式链条、链条齿轮和电动机，所述滑动杆的两端分别连接于一闭合式链条，两条闭合式链条分别和相匹配的链条齿轮传动连接，所述链条齿轮传动连接于电动机。

5.根据权利要求1所述的基于热塑封技术和自动打包技术的智能垃圾桶，其特征在于，所述热塑封打包装置的电源采用太阳能电池板。

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