CN110733780B - 一种智能打包套袋的垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能打包套袋的垃圾桶，包括自动套袋装置（30）、自动打包装置（32）、开盖装置（3）、人体红外监测传感器（1）和控制系统（40）；所述自动套袋装置（30）和自动打包装置（32），分别位于垃圾桶盖（11）上和垃圾桶内桶（15）底部；所述自动套袋装置（30）通过位于内桶（15）顶正上方外桶（21）内壁上的拉缩爪一（10）、拉缩爪二（37）和位于垃圾桶盖（11）上的两根拉袋轴（7）共同对垃圾桶进行套袋；所述自动打包装置（32）通过底部压力传感器（18）、内壁上端压力监测圈（13）、内壁中端压力监测圈（16）、垃圾桶盖（11）顶端内部的四个超声波传感器（12）对垃圾量进行监测，由底部旋转机构（33）和内桶（15）顶正上方的拉缩爪一（10）、拉缩爪二（37）共同对垃圾袋进行打包；所述人体红外监测传感器（1）能监测人体，并通过开盖装置（3）控制垃圾桶盖（11）的开闭。其能有效解决垃圾在套袋及打包过程中垃圾袋破损、污水乱流等问题，极大地阻隔了传染性疾病通过垃圾进行传播，并增加了垃圾袋的稳定性、提高了生活质量。

Description

一种智能打包套袋的垃圾桶

技术领域

本发明涉及生活垃圾的收集技术领域，具体是机电一体化技术，特别是一种智能打包套袋的垃圾桶。

背景技术

人民生活质量不断提高，对生活的品味也提升，但产生的垃圾也随之增多，对垃圾桶的需求也越高，垃圾本身是无用的，且有臭味会腐烂的，如果不立刻对垃圾桶上盖，会造成环境卫生污染，并且垃圾在垃圾桶中腐烂后，人工打包时其腐烂臭味难忍，甚至还会有细菌，因此需要智能垃圾桶，对垃圾自动进行套袋及打包。智能垃圾桶是集光电于一体的高科技新产品，当手或者垃圾靠近其垃圾桶顶端处，垃圾桶盖会自动打开，过几秒后自动关闭，解决了传统垃圾桶对使用者存在的卫生感染的隐患，能有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播，能防止桶内垃圾气味溢出。

对于智能垃圾桶的研究，以前对红外传感探测装置和控制系统的研究较多，对自动打包、自动套袋的研究较少。自动打包多采用压缩装满垃圾的垃圾袋，使垃圾和垃圾袋压缩成块状，之后打开垃圾桶后盖取出倾倒，其压缩的形式虽节省了空间，但如果垃圾是瓜果蔬菜，就会挤压出臭水，且臭水恶臭难闻带有细菌病毒；而如果是尖锐的碎片物会戳破垃圾袋，并且如果人在打包过程中不小心就会划伤。大多的套袋功能多采用是人工的方式进行，其中有部分的文献中提出用带有金属薄片的平行四杆结构，先由金属薄片深入垃圾袋中，然后平行四杆支撑开来，对垃圾袋进行打开，虽然平行四杆的结构新颖简单，但其垃圾袋的材质较薄，如用金属薄片，容易戳破垃圾袋，使垃圾袋袋破损。

可见，现有的智能垃圾桶虽能较好的做到对人扔垃圾时距离的监测，但对垃圾桶的自动打包、套袋的功能上，还存在着打包不完整、套袋易破损等等问题。为此，发明一种智能打包套袋的垃圾桶，能让自动打包、套袋的功能结合起来，并且能有效解决套袋及打包过程中垃圾袋破损、污水乱流等问题，就能极大的阻隔了传染性疾病通过垃圾进行传播，增加了垃圾袋的稳定性、提高了生活质量。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种智能打包套袋的垃圾桶，通过设置人体红外监测传感器、自动打包装置和自动套袋装置与控制系统共同作用，能有效地解决现有技术中在打包和套袋过程中，垃圾袋易破损、套袋不易打开的问题，能有效减少垃圾袋的多用，以及阻隔了传染性疾病的传播。不仅提高了人民的生活质量、改善了卫生环境，并且智能打包套袋垃圾桶结构简单，使用成本低。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种智能打包套袋的垃圾桶，包括自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)、开盖装置(3)、人体红外监测传感器(1)和控制系统(40)；所述自动套袋装置(30)位于垃圾桶盖(11)内部，以及垃圾桶内桶(15)正上方50mm处；所述自动打包装置(32)位于垃圾桶底部，以及垃圾桶内桶(15)正上方50mm处；所述开盖装置(3)位于垃圾桶盖(11)与垃圾桶外桶(21)相接触处；所述人体红外监测传感器(1)位于垃圾桶盖(11)顶端水平固定平面处；所述控制系统(40)与自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)、开盖装置(3)、人体红外监测传感器(1)均电性连接；所述自动套袋装置(30)和自动打包装置(32)均包括有齿轮机构、支撑旋转机构(34)和电机；所述齿轮机构包括齿轮机构一(22)和齿轮机构二(24)；所述齿轮机构一(22)与套袋直流电机(23)连接，齿轮机构二(24)与底部伺服电机(25)连接，支撑旋转机构(34)与支撑杆步进电机(26)连接，齿轮机构一(22)、齿轮机构二(24)和支撑旋转机构(34)在电机作用下动作；所述齿轮机构一(22)位于垃圾桶盖(11)顶的内部，齿轮机构二(24)位于垃圾桶底部的圆形托盘(20)正下方，支撑旋转机构(34)位于垃圾桶的内桶(15)与外桶(21)之间，并采用支撑旋转机构(34)和齿轮机构实现垃圾桶的套袋、打包。

进一步地，所述自动套袋装置(30)包括垃圾袋仓(5)、固定切板(6)、两根拉袋轴(7)、切刀(8)和拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)；所述切刀(8)通过曲柄滑块机构(39)与固定切板(6)相接触，两根拉袋轴(7)通过齿轮连接于垃圾袋仓(5)右下方；所述鼓风机(9)位于垃圾桶盖(11)的垃圾袋仓(5)右下方处；所述自动套袋装置(30)和自动打包装置(32)包括拉缩爪杆一(2)、拉缩爪杆二(38)、拉缩爪一(2)与拉缩爪二(37)，其总体位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm的外桶(21)内壁上，拉缩爪一(10)与拉缩爪杆一(2)相连，拉缩爪二(37)与拉缩爪杆二(38)相连，且拉缩爪杆一(2)通过齿轮与舵机一(27)相连接，拉缩爪杆二(38)通过齿轮与舵机二(36)相连接；所述套袋直流电机(23)与齿轮形成啮合传动连接，使得齿轮能在套袋直流电机(23)的作用下带动两根拉袋轴(7)进行旋转，带动两根两根拉袋轴(7)相向进行旋转，利用摩擦把放置在垃圾袋仓(5)内的垃圾袋拉出来，从而实现垃圾袋自动向下拉伸的动作；所述套袋直流电机(23)也通过齿轮机构一(22)带动切刀(8)通过曲柄滑块机构(39)做往返的切割垃圾袋的动作，作用在固定切板(6)上；所述风机直流马达(28)通过电性连接着鼓风机(9)，使其旋转向垃圾桶内作鼓风的动作；所述位于垃圾桶内桶(15)顶正上方的50mm外桶(21)内壁处的拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)分别由舵机一(27)和舵机二(36)控制，两个靠壁的拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)在水平面成八卦图的路径，进行中心对称旋转动作；所述拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)上装有电热丝(41)，其爪前端附有热熔胶，通电加热热熔胶，能够对塑料的垃圾袋进行粘连，对垃圾袋实现熔胶式封口功能。

进一步地，所述自动打包装置(32)包括内桶(15)、底部压力传感器(18)、圆形托盘(20)、拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)、拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)、四个超声波传感器(12)、内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)和磁吸式触点盘(19)；所述拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)总体位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm的外桶(21)内壁上，拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)通过齿轮分别与与舵机一(27)与舵机二(36)相连接；所述四个超声波传感器(12)位于垃圾桶顶端(11)平面内部，直径为240mm圆形上，四个超声波传感器(12)与水平面成30°安置；所述内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)分别位于距离内桶(15)顶正下方的50mm与100mm处的内桶壁上，内桶(15)底部与圆形托盘(20)由磁吸式触点盘(19)相连接固定；所述磁吸式触点盘(19)位于圆形托盘(20)上；所述内桶(15)放置于安装有底部压力传感器(18)的圆形托盘(20)上；所述圆形托盘(20)由底部伺服电机(25)驱动，在底部伺服电机(25)的作用下，带动圆形托盘(20)做顺时针旋转动作，同时位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm外桶(21)内壁上的拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)分别由舵机一(27)与舵机二(36)控制，在圆形托盘(20)带动内桶(15)顺时针旋转完后，拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)在同一水平面，分别以舵机一(27)和舵机二(36)连接齿轮处为固定点逆时针旋转，向水平面圆心靠拢。

进一步地，所述开盖装置(3)是由支撑杆步进电机(26)通过蜗杆传动，对支撑杆(29)的上下运动进行连接控制。所述蜗杆通过联轴器与支撑杆步进电机(26)连接，滚珠滑块在蜗杆上螺旋传动，带动支撑杆(29)上下平面动作，支撑杆(29)固定于垃圾桶盖(11)上，进而带动垃圾桶盖(11)的打开与关闭。

本发明的一种智能打包套袋的垃圾桶，所述人体红外监测传感器(1)安置在垃圾桶盖(11)下方的垃圾桶外桶(21)的开口处，所述四个超声波传感器(12)位于垃圾桶盖(11)顶端平面内部，直径为240mm圆形上，四个超声波传感器(12)与水平面成30°安置；所述内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)分别位于距离内桶(15)顶正下方的50mm与100mm处的内桶壁上；所述底部压力传感器(18)安置在圆形托盘(20)上；所述人体红外监测传感器(1)、内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)和底部压力传感器(20)均通过A/D转换器与单片机电性连接；所述单片机还与自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)和开盖装置(3)的各个电机电性连接，并控制其动作；所述垃圾桶的人体红外监测传感器(1)监测到有人体时，单片机发出信号控制自动开盖装置(3)中的支撑杆步进电机(26)正转，当人体离开时，单片机使其反转；位于垃圾桶盖上的四个超声波传感器(12)能够在垃圾桶装关闭垃圾桶盖(11)时，发出超声波，通过计算超声波传感器(12)与垃圾的距离，与设定阈值进行比较，监测垃圾是否装满，当垃圾装满时，会使提醒用户倒垃圾的状态指示灯(4)中LED2亮起；且位于内桶壁上的压力监测圈(13)，则能够通过垃圾对其内桶(15)产生的压力，判断垃圾量的多少，当位于圆形托盘(20)的底部压力传感器(18)受到的压力达到设定值时，单片机发出信号，单片机控制底部伺服电机(25)转动一定圈数并停下，随后开启自动打包装置(32)中的舵机一(27)和舵机二(36)，使拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)同时旋转进行打包，当取出打包好的垃圾袋后，按下位于垃圾桶盖(11)顶端的自动套袋按钮(35)，自动套袋装置(30)自动完成套袋作业。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种智能打包套袋垃圾桶结构简单，体积小，使用方便；

通过采用拉缩爪以八卦图路径，进行向中心旋转动作，使其开垃圾袋更方便，更能保护好垃圾袋的完整性；同时拉缩爪还用于垃圾袋的打包作业，其拉缩爪上的热熔胶由电热丝加热，使热熔胶融化，粘连住左右两边的垃圾袋，两个拉缩爪拉着各自两边的垃圾袋壁相向于同一水平面往圆心旋转，实现对垃圾袋熔胶式封口功能；

通过采用四个超声波传感器、内壁上端压力监测圈和内壁中端压力监测圈，以及底部的压力传感器，其中底部压力传感器监测垃圾的重量，而四个超声波传感器与压力监测圈则可监测内桶垃圾的体积，垃圾是否超出内桶的高度，能互相结合监测出垃圾桶内是否装满垃圾或者是否达到设定的重量阈值，并能够及时提醒用户倾倒垃圾，且超声波与水平线成30°倾斜放置，能够增大对垃圾的监测面积，通过监测其距垃圾的距离，能够判断出垃圾的在垃圾桶内的高度；

通过采用圆形托盘下底部压力传感器的安置，能够实现垃圾桶自动打包，并且通过旋转的形式让打包更牢固，在打包后，两个拉缩爪以各自的舵机为中心点中心对称旋转到达平面圆心处，并加热各自拉缩爪中的热熔胶，再一次对旋转打包后的垃圾袋进行二次密封打包，使其打包更加牢固、密封；

通过采用垃圾桶盖内小型的鼓风机，在套袋过程中垃圾袋内进行鼓风，结合八卦式路径的拉缩爪一与拉缩爪二同时作用，让垃圾袋自然打开的状态更加饱满，且不易打结；

本发明的一种智能打包套袋垃圾桶通过人体红外监测传感器，智能开闭垃圾桶盖，阻隔垃圾中的传染性病毒的传播，提高了卫生性；

本发明的一种智能打包套袋垃圾桶，其可靠性高，智能性强，适用于家庭、餐厅或医院等不同场合。

附图说明

图1是一种智能打包套袋的垃圾桶结构示意简图；

图2是一种智能打包套袋的垃圾桶垃圾袋拉出装置结构示意简图；

图3是拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)运动轨迹图；

图4是开盖装置(3)的结构示意简图；

图5是圆形托盘(20)结构示意简图；

图6是一种智能打包套袋的垃圾桶运行流程图；

图7是压力监测电路结构框图；

图8是超声波监测垃圾桶是否满载工作流程图；

图9是系统主控结构框图；

图10是系统主控电路图；

图11是供电电路图；

图12是超声波距离监测电路图；

图13是压力监测电路图；

图14是状态指示灯电路图；

图15是电机驱动电路图；

图16是舵机驱动电路图；

图17是人体红外监测电路图；

图中标记：1-人体红外监测传感器，2-拉缩爪杆一，3-开盖装置，4-状态指示灯，5-垃圾袋仓，6-固定切板，7-两根拉袋轴，8-切刀，9-鼓风机，10-拉缩爪一，11-垃圾桶盖，12-超声波传感器，13-内壁上端压力监测圈，14-垃圾桶后门，15-内桶，16-内壁中端压力监测圈，17-蓄电池，18-底部压力传感器，19-磁吸式触点盘20-圆形托盘，21-外桶，22-齿轮机构一，23-套袋直流电机，24-齿轮机构二，25-底部伺服电机，26-支撑杆步进电机，27-舵机一，28-风机直流马达，29-支撑杆，30-自动套袋装置，31-自动套袋打包装置，32-自动打包装置，33-底部旋转机构，34-支撑旋转机构，35-自动套袋按钮，36-舵机二，37-拉缩爪二，38-拉缩爪杆二，39-曲柄连杆机构，40-控制系统，41-电热丝。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示：一种智能打包套袋垃圾桶，包括自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)、开盖装置(3)、人体红外监测传感器(1)和控制系统(40)；自动套袋装置(30)包括位于垃圾桶盖(11)顶部的两根拉袋轴(7)和位于垃圾桶内桶(15)的拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)；自动打包装置(32)位于垃圾桶外桶(21)底部旋转机构(33)，以及位于内桶(15)内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)与垃圾桶外桶(21)底部的圆形托盘(20)上底部压力传感器(18)；开盖装置(3)则位于垃圾桶盖(11)与垃圾桶外桶(21)的连接处；人体红外监测传感器(1)位于垃圾桶盖(11)前端水平固定平面处；控制系统(40)与自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)、开盖装置(3)和人体红外监测传感器(1)均电性连接；所述自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)和开盖装置(3)均包括有齿轮机构、支撑旋转机构(34)和电机；齿轮机构包括齿轮机构一(22)和齿轮机构二(24)；齿轮机构一(22)与套袋直流电机(23)连接，齿轮机构二(24)与底部伺服电机(25)连接，支撑旋转机构(34)与支撑杆步进电机(26)连接，齿轮机构一(22)、齿轮机构二(24)和支撑旋转机构(34)在电机的作用下动作；齿轮机构一(22)位于垃圾桶盖(11)顶的内部，齿轮机构二(24)位于垃圾桶底部的圆形托盘(20)正下方，支撑旋转机构(34)位于垃圾桶的内桶(15)与外桶(21)之间；

一种智能打包套袋的垃圾桶，齿轮机构包括齿轮机构一(22)和齿轮机构二(24)；齿轮机构一(22)设置在自动套袋装置(30)中，齿轮机构二(24)在自动打包装置(32)中；齿轮机构一(22)用于连接并位于两根拉袋轴(7)与切刀(8)之间，并通过套袋直流电机(23)带动其动作；齿轮机构二(24)位于圆形托盘(20)正下方，由底部伺服电机(25)带动其动作。

一种智能打包套袋的垃圾桶，自动套袋装置(30)包括垃圾袋仓(5)、固定切板(6)、两根拉袋轴(7)、切刀(8)和拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)；切刀(8)通过曲柄滑块机构(39)与固定切板(6)相接触，两根拉袋轴(8)通过齿轮连接于垃圾袋仓(5)右下方；鼓风机(9)位于垃圾桶盖(11)的垃圾袋仓(5)右下方处；自动套袋装置(30)和自动打包装置(32)包括拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)、拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)，其位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm的外桶(21)内壁上，拉缩爪一(10)与拉缩爪杆一(2)相连，拉缩爪二(37)与拉缩爪杆二(38)相连，且拉缩爪杆一(2)通过齿轮与舵机一(27)相连接，拉缩爪杆二(38)通过齿轮与舵机二(36)相连接。

一种智能打包套袋的垃圾桶，自动打包装置(32)包括内桶(15)、底部压力传感器(18)、圆形托盘(20)、拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)、拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)、四个超声波传感器(12)、内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)和磁吸式触电盘(19)；内桶(15)放置于安装有底部压力传感器(18)的圆形托盘(20)上；圆形托盘(20)由底部伺服电机(25)驱动；拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm处的外桶(21)内壁上，并且拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)通过齿轮分别与舵机一(27)与舵机二(36)相连接；四个超声波传感器(12)位于垃圾桶盖(11)顶端平面内部，直径为240mm圆形上，四个超声波传感器(12)与水平面成30°安置；内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)分别位于距离内桶(15)顶端下方的50mm与100mm处的内桶壁上，内桶(15)底盘与圆形托盘(20)由磁吸式触点盘(19)相连接固定，磁吸式触点盘(19)位于圆形托盘(20)上，给内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)提供电能；内桶(15)放置于安装有底部压力传感器(18)的圆形托盘(20)上；圆形托盘(20)由底部伺服电机(25)驱动。

一种智能打包套袋的垃圾桶，开盖装置(3)是由支撑杆步进电机(26)通过蜗杆传动，对支撑杆(29)的上下运动进行连接控制。

一种智能打包套袋的垃圾桶，人体红外监测传感器(1)位于垃圾桶盖(11)前端水平固定平面处，；四个超声波传感器(12)位于垃圾桶顶端平面内部，直径为240mm圆形上，四个超声波传感器(12)与水平面成30°安置；内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)分别位于距离内桶(15)顶正下方的50mm与100mm处的内桶壁上；底部压力传感器(18)安置在圆形托盘(20)上；人体红外监测传感器(1)、内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)和底部压力传感器(18)均通过A/D转换器与单片机电性连接；单片机还与自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)和开盖装置(3)的各个电机电性连接，并控制其动作。

如图5所示，该一种智能打包套袋垃圾桶的自动打包工作流程为：

(一)当垃圾桶盖(11)上人体红外监测传感器(1)监测到人体时，立刻向单片机发出信号，单片机控制自动开盖装置(3)中的支撑杆步进电机(26)正转，打开垃圾桶盖(11)，当人体离开时，那么单片机控制支撑杆步进电机(26)反转，使垃圾桶盖(11)关闭；

(二)当垃圾桶内的垃圾装到一定重量后，位于圆形托盘(20)的底部压力传感器(18)受到的压力达到设定阈值时，单片机发出信号，控制图15中的底部伺服电机(25)转动，圆形托盘(20)带动垃圾桶内桶(15)转动一定圈数后停止，从而实现把垃圾袋口拧好的功能，随后自动打包装置(32)中的拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)通过图16中的舵机一(27)、舵机二(36)驱动拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)旋转，在拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)前端安有热熔胶，电热丝(41)通电发热，使热熔胶融化，从而实现对垃圾袋熔胶式封口功能，由拉缩爪一(10)和拉缩爪二(37)分别以舵机一(27)、舵机二(36)为固定点，共同向水平面圆心旋转，拧紧装满垃圾的垃圾袋实现打包，随后拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)在单片机的控制下复位回到外桶(21)内壁。当垃圾桶自动打包完垃圾后，图14中的状态指示灯(4)中的LED2会亮起并闪烁，提醒用户应该提出打包好的垃圾袋；

(三)当垃圾桶内位于圆形托盘(20)的底部压力传感器(18)感受到压力，如果压力没有达到系统事先设定的阈值，那么位于内桶(15)内壁的中端压力监测圈(16)和内壁的上端压力监测圈(13)对桶内垃圾进行压力的监测，如果监测到的压力值达到了阈值，图12中的四个超声波距离监测电路连通，且位于垃圾桶盖(11)上的四个超声波传感器(12)每关闭一次垃圾桶盖(11)，就监测一次内桶(15)垃圾袋内的垃圾离四个超声波传感器(12)的距离，当监测的距离达到设定阈值时，单片机发出信号，进行重复上述步骤二中的自动打包动作；

(四)当取出打包好的垃圾袋后，按下位于垃圾桶盖(11)顶端的自动套袋按钮(35)，自动套袋装置(30)开始启动，进行套袋作业。装有垃圾袋的垃圾袋仓(5)由两根拉袋轴(7)带动下，两根拉带轴(7)相向旋转挤压，使其垃圾袋顺时针旋转，垃圾袋便自动展开落下，随后拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)在舵机一(27)、舵机二(36)驱动下，向中心旋转，拉缩爪一(10)和拉缩爪二(37)内装有热熔胶，电热丝(41)通电发热，使热熔胶融化，拉缩爪一(10)和拉缩爪二(37)各自粘连住垃圾袋的左右两侧的开口边，垃圾袋粘连在拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)上，然后切刀(8)由曲柄连杆机构(39)带动向固定切板(6)运动，切断与垃圾袋仓(5)相连的垃圾袋，且垃圾袋两边薄壁在拉缩爪一(10)和拉缩爪二(37)粘连的作用下向两边旋转复位到外桶(21)内壁，与此同时位于垃圾桶盖(11)上的鼓风机(9)在图15中的支撑杆步进电机(26)的驱动下，往逐渐打开的垃圾袋内鼓风，保证垃圾袋能最大程度展开，从而实现了自动套袋功能。

对图6的补充说明，图6是一种智能打包套袋的垃圾桶运行流程图；垃圾桶盖(11)打开期间，底部压力传感器(18)和四个超声波传感器(12)都关闭使用；垃圾桶的待机状态，人体红外监测传感器(1)和垃圾桶状态指示灯(4)中的LED1-LED4工作，其它的垃圾桶监测功能和电机均不工作；垃圾桶监测到垃圾的重量和堆积高度都满足打包的条件时，系统对垃圾袋进行封口操作，这个时候如果有人靠近，垃圾桶不会打开，只有打包操作完成后，垃圾桶才会打开。

对图7的补充说明，图7是压力监测电路结构框图；压力监测采用电阻压力应变片传感器，其输出为模拟信号，通过PCF8591芯片进行A/D转换，PCF8591芯片是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件，PCF859芯片1具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口，PCF8591的3个地址引脚A0、A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591芯片，而无需额外的硬件；在PCF8591芯片上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输；其中图13是压力监测电路图其中的U8是PCF8591芯片，使用IIC总线与单片机进行通信，图13中压力监测电路图的底部压力传感器(18)、中内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)能对整个垃圾桶底的承压进行监测；当垃圾桶垃圾的重量变化时，其电阻就会发生变化，在外加电源的作用下，可以输出不同的电压，从而实现垃圾重量监测功能。

对图8的补充说明，图8是超声波监测垃圾桶是否满载工作流程图；首先初始化单片机相应控制端口，具体见图12中超声波距离监测电路图；然后发射超声波同时开启定时器；定时等待接收超声波回波，当接收到超声波回波后定时器停止计时，根据定时器的定时时间，计算出超声波反射距离，从而实现垃圾离四个超声波传感器(12)的距离监测功能，进而实现判断垃圾桶是否满载功能。

对图9的补充说明：图9是系统主控结构框图；以单片机为核心，通过超声波距离监测和压力监测电路实现垃圾是否满载监测功能；通过图14状态指示灯电路图，实现垃圾桶状态指示功能；通过电机驱动和舵机驱动电路，实现相应装置电动驱动功能；通过图17人体红外监测电路图，实现垃圾桶盖(11)开闭功能。

对图10的补充说明：图10是系统主控电路图；单片机采用STC89C52芯片，STC89C52芯片的P0.0-P0.2端口实现图14中状态指示灯电路图的LED控制功能；STC89C52芯片的P1.3端口、P0.3-P0.7端口实现底部伺服电机(25)、支撑杆步进电机(26)的控制功能；STC89C52芯片的P1.0-P1.1端口实现舵机一(27)、舵机二(36)的控制功能；STC89C52芯片的P1.2端口实现人体红外监测传感器(1)的控制功能；STC89C52芯片的P1.6-P1.7端口实现内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)、底部压力传感器(18)的控制功能；STC89C52芯片的P2.0-P2.7端口分别接四个超声波传感器(12)的Trig1、Echo1、Trig2、Echo2、Trig3、Echo3、Trig4、Echo4端口实现四个超声波传感器(12)的控制功能；STC89C52芯片的P1.4端口实现自动套袋按钮(35)的控制功能；STC89C52芯片的P1.5端口实现电热丝(41)控制功能。

对图11的补充说明：图11是供电电路图；通过P12接口输入12V直流电压，通过LM7805三端稳压器将12V直流电压转换成5V直流电压，由P12接口、P13接口为各部分电路分别提供12V直流电压、5V直流电压供电。

对图12的补充说明：图12是超声波距离监测电路图，由四个HC-SR04超声波模块构成；STC89C52芯片的P2.0-P2.7端口分别接四个超声波传感器(12)的Trig1、Echo1、Trig2、Echo2、Trig3、Echo3、Trig4、Echo4端口实现四个超声波传感器(12)的控制功能。

对图13的补充说明：图13是压力监测电路图；底部压力传感器(18)、内壁中端压力监测圈(16)、内壁上端压力监测圈(13)分别接PCF8591芯片的ANI2、AIN1、AIN0端口，PCF8591芯片的SDA、SCL端口分接STC89C52芯片的P1.6、P1.7端口实现内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)、底部压力传感器(18)的控制功能。

对图14的补充说明：图14是状态指示灯电路图；STC89C52芯片的P0.0-P0.2端口分别接74ls138芯片的A、B、C端口，74ls138芯片的/y4、/y5、/y6、/y7端口分别接LED1、LED2、LED3、LED4的正极端口，实现LED1、LED2、LED3、LED4驱动控制功能。

对图15的补充说明：图15是电机驱动电路图；STC89C52芯片的P1.3端口、P0.3-P0.7端口分别接ULN2003A芯片的IN7端口、IN1-IN4端口，ULN2003A芯片的OUT7端口、OUT1-OUT4端口分别实现底部伺服电机(25)、支撑杆步进电机(26)驱动控制功能。

对图16的补充说明：图16是舵机驱动电路图；STC89C52芯片的P1.0-P1.1端口分别接图16中的SET1、SET2端口，SET1、SET2端口分别控制AR1芯片的同相输入端口、AR2芯片的同相输入端口，AR1芯片的输出端口、AR2芯片的输出端口分别驱动舵机一(27)、舵机二(36)，从而实现舵机一(27)、舵机二(36)控制功能。

对图17的补充说明：图17是人体红外监测电路图；STC89C52芯片的P1.2端口接LH1954芯片的date端口，实现人体红外监测功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能打包套袋的垃圾桶，其特点在于，包括自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)、开盖装置(3)、人体红外监测传感器(1)和控制系统(40)；所述自动套袋装置(30)包括位于垃圾桶盖(11)顶部的两根拉袋轴(7)、位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm的垃圾桶外桶(21)内壁上的拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)；所述自动打包装置(32)包括位于垃圾桶外桶(21)内的底部旋转机构(33)、位于垃圾桶的圆形托盘(20)上的底部压力传感器(18)、位于垃圾桶内桶(15)上的内壁上端压力监测圈(13)与内壁中端压力监测圈(16)；所述开盖装置(3)位于垃圾桶盖(11)与垃圾桶外桶(21)的连接处；所述人体红外监测传感器(1)位于垃圾桶盖(11)前端水平固定平面处；控制系统(40)与自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)、开盖装置(3)和人体红外监测传感器(1)均电性连接；所述自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)和开盖装置(3)均包括有电机；齿轮机构一(22)与套袋直流电机(23)连接，齿轮机构二(24)与底部伺服电机(25)连接，支撑旋转机构(34)与支撑杆步进电机(26)连接，所述齿轮机构一(22)位于自动套袋装置(30)中，齿轮机构二(24)位于自动打包装置(32)中；所述齿轮机构一(22)位于两根拉袋轴(7)与切刀(8)之间，并通过套袋直流电机(23)带动两根拉袋轴(7)和切刀(8)动作；所述齿轮机构二(24)位于圆形托盘(20)正下方，由底部伺服电机(25)带动其动作；齿轮机构一(22)在套袋直流电机(23)的带动下动作、齿轮机构二(24)在底部伺服电机(25)的带动下动作，支撑旋转机构(34)在支撑杆步进电机(26)的带动下动作；所述齿轮机构一(22)位于垃圾桶盖(11)顶的内部，齿轮机构二(24)位于垃圾桶外桶(21)底部的圆形托盘(20)正下方，支撑旋转机构(34)位于垃圾桶内桶(15)与垃圾桶外桶(21)之间。

2.根据权利要求书1所述的一种智能打包套袋的垃圾桶，其特点在于，所述自动套袋装置(30)包括垃圾袋仓(5)、固定切板(6)、两根拉袋轴(7)、切刀(8)、拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)；所述切刀(8)通过曲柄滑块机构(39)与固定切板(6)相接触，两根拉袋轴(7)通过齿轮连接于垃圾袋仓(5)右下方；鼓风机(9)位于垃圾桶盖(11)的垃圾袋仓(5)右下方处；所述自动套袋装置(30)和自动打包装置(32)均包括拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)，拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)都位于垃圾桶内桶(15)顶正上方的外桶(21)内壁上，且距离内桶(15)顶50mm，拉缩爪一(10)与拉缩爪杆一(2)相连，拉缩爪二(37)与拉缩爪杆二(38)相连，且拉缩爪杆一(2)通过齿轮与舵机一(27)相连接，拉缩爪杆二(38)通过齿轮与舵机二(36)相连接。

3.根据权利要求书2所述的一种智能打包套袋的垃圾桶，其特点在于，所述自动打包装置(32)包括垃圾桶内桶(15)、底部压力传感器(18)、圆形托盘(20)、拉缩爪一(10)与拉缩爪二(37)、拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)、四个超声波传感器(12)、内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)和磁吸式触点盘(19)；所述拉缩爪杆一(2)与拉缩爪杆二(38)位于垃圾桶内桶(15)顶正上方50mm的垃圾桶外桶(21)内壁上，并且拉缩爪杆一(2)通过齿轮与舵机一(27)相连，拉缩爪杆二(38)通过齿轮与舵机二(36)相连；所述四个超声波传感器(12)位于垃圾桶盖(11)顶端平面内部的直径为240mm的圆形上，四个超声波传感器(12)与水平面成30°安置；所述内壁上端压力监测圈(13)和内壁中端压力监测圈(16)分别位于垃圾桶内桶(15)顶端下方的50mm与100mm处的垃圾桶内桶壁上，垃圾桶内桶(15)底部与圆形托盘(20)由磁吸式触点盘(19)相连接固定；所述磁吸式触点盘(19)位于圆形托盘(20)上；所述垃圾桶内桶(15)放置于安装有底部压力传感器(18)的圆形托盘(20)正上方；所述圆形托盘(20)由底部伺服电机(25)驱动。

4.根据权利要求书3所述的一种智能打包套袋的垃圾桶，其特点在于，所述开盖装置(3)是由支撑杆步进电机(26)通过蜗杆传动，对支撑杆(29)的上下运动进行连接控制，支撑杆(29)连接并固定于垃圾桶盖(11)上。

5.根据权利要求书4所述的一种智能打包套袋的垃圾桶，其特点在于，所述人体红外监测传感器(1)安置在垃圾桶盖(11)下方的垃圾桶外桶(21)的开口处；所述人体红外监测传感器(1)、内壁上端压力监测圈(13)、内壁中端压力监测圈(16)和底部压力传感器(18)均通过A/D转换器与单片机电性连接；所述单片机还与自动套袋装置(30)、自动打包装置(32)和开盖装置(3)的各个电机电性连接，并控制其动作。

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