CN110893957A - 风光互补移动式垃圾箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风光互补移动式垃圾箱，包括：供电组件、垃圾分类回收组件以及移动组件，垃圾分类回收组件包括：垃圾箱箱盖、分类收纳箱、垃圾收纳组件以及粉碎组件，在垃圾箱箱盖上设有条形码扫描器；分类收纳箱内第一转轴和多个旋转门，在同一个或不同的旋转门上设有以下一种或多种传感器：金属探测器、红外对射式传感器、电容式传感器以及图像采集器，在分类收纳箱底部设有垃圾落口；垃圾收纳组件包括：支撑架、垃圾收纳筒、第二转轴、压缩装置以及测距仪；粉碎组件对可粉碎垃圾进行粉碎。本发明可以有效实现垃圾分类，可实时检测垃圾箱内的垃圾容量，对垃圾进行压缩处理，对可粉碎垃圾进行粉碎处理，功能强大。

Description

风光互补移动式垃圾箱

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及一种风光互补移动式垃圾箱。

背景技术

在国内城市化进程稳步推进，城市人口密度不断增大的今天，小康社会进程在不断推进，同时居民小区的规模和数量也在不断增大，随之而来的就是居民小区内的垃圾生产总量更是日益增加。关于如何营建整洁温馨的居民小区，恰当地对小区垃圾进行分类和处理的问题越来越受到人们的关注，但是，有以下几个问题阻碍着垃圾的有效回收和生态处理，影响着干净整洁小区的营建：

1、如今绝大多数的垃圾箱为先储存，后分类性质的，居民小区内的垃圾箱也是如此。无法对垃圾进行简单初步的、积极主动的、具有针对性的分类，普通小区户外垃圾箱多注重外形的美观，而恰恰忽略了垃圾箱的容量和环卫工人处理的难度，并且传统的垃圾箱存在怪异气味较大、箱体利用率底、无法实现运输自卸等问题。

2、目前我国对于风光互补移动式垃圾箱的普及度并不高，而且人们对于垃圾分类的意识也不强，缺乏激励机制，从而无法实现垃圾的有效分类，以致大量的可回收资源浪费。

3、小区内大多数用户对于塑料瓶、废纸张等可回收物品则是直接丢弃(废品回收点相比农村而言较少)，这不仅增加了物业管理的压力也使得可回收的“宝贝”成为了牺牲品。

4、现在使用的传统分类垃圾箱只有可回收与不可回收两种分类，导致投放者不易判断出所扔垃圾的类别。居民小区中的部分手动翻盖垃圾箱，人们嫌脏嫌烦不愿使用；部分无盖垃圾箱经常冒出刺鼻的异味，影响居民生活。

5、小区内过多的垃圾箱堆积不仅不利于小区的整洁美化，还增加了环卫工作人员的工作量，公共设施由数量向质量过渡，恰恰是社会软实力增强的标志。

城市生活垃圾阻碍着城市可持续发展的进程，提高城市生活垃圾分类回收的有效性，是突破“垃圾围城”的关键。随着人们对于可持续发展的呼声逐渐高涨，同时考虑到人们对于整洁的生存环境和高质量的生活品质的不断渴求，为响应节能环保的潮流，所以现今的垃圾箱更应该集环保和科技于一体。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种风光互补移动式垃圾箱。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

风光互补移动式垃圾箱，包括：

供电组件，供电组件包括：风力发电装置、光伏发电装置以及蓄电池；

垃圾分类回收组件，垃圾分类回收组件由上至下依次包括：

垃圾箱箱盖，在垃圾箱箱盖上设有条形码扫描器；

分类收纳箱，分类收纳箱的顶部与垃圾箱箱盖的投放口连通，在分类收纳箱内设有第一转轴和多个旋转门，第一转轴带动多个旋转门旋转，且多个旋转门可沿第一转轴升降，在同一个或不同的旋转门上设有以下一种或多种用于垃圾分类的传感器：金属探测器、红外对射式传感器、电容式传感器以及图像采集器，在所述分类收纳箱的底部设有垃圾落口，且在所述分类收纳箱底部设有一空腔，在该空腔内设有挡片组件，该挡片组件用于切换所述垃圾落口的张开状态和关闭状态；

垃圾收纳组件，设置于分类收纳箱的下方，包括：支撑架、多个垃圾收纳筒、第二转轴、用于对垃圾收纳筒内垃圾进行压缩的压缩装置以及用于检测垃圾收纳筒容量的测距仪，第二转轴带动多个垃圾收纳筒转动；

粉碎组件，设置于所述垃圾收纳组件的下方，对用于容纳可粉碎垃圾的所述垃圾收纳筒底部掉落的可粉碎垃圾进行粉碎；

移动组件，用于带动垃圾分类回收组件和供电组件移动。

本发明公开一种风光互补移动式垃圾箱，其可以有效实现垃圾分类，可实时检测垃圾箱内的垃圾容量，对垃圾进行压缩处理，对可粉碎垃圾进行粉碎处理，功能强大，为人类带来全新的垃圾收集、分类、运输体验，美化居民小区环境，营造温馨、整洁小区生活环境，具有一定的市场需求。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，光伏发电装置的光伏板设置于垃圾箱本体的上方，风力发电装置的风轮设置于光伏板的上方。

采用上述优选的方案，结构简单，发光率更高。

作为优选的方案，在垃圾箱箱盖上设有红外探测器和播音器。

采用上述优选的方案，提前将录制好的语音存入词条，当有人向垃圾箱扔垃圾时通过红外探测器，在人体距离垃圾箱15厘米～25厘米时，垃圾箱自动打开箱盖，同时播音器会播放“配合垃圾分类、争做文明市民”等类似的提示音，待垃圾扔进垃圾箱内并且检测不到人手靠近之后，播音器会自动地对用户说一句温馨的“谢谢您！”并自动关闭箱盖。

作为优选的方案，分类收纳箱底部包括：第一底板和第二底板，第一底板和第二底板之间形成空腔，挡片组件包括：第一挡片和第二挡片，第一挡片和第二挡片设置于垃圾落口的相对两侧，第一挡片和第二挡片可无缝拼接，且在第一挡片的连接处设有电磁石，在第二挡片的连接处设有永磁块；

在第一底板和第二底板的空腔内还设有第一固定板和第二固定板，第一挡片通过弹性件与第一固定板弹性连接，而第二挡片通过弹性件与第二固定板弹性连接。

采用上述优选的方案，通过第一挡片和第二挡片是否接触来切换垃圾落口的张开状态或关闭状态。

作为优选的方案，第一挡片和第二挡片连线处的连接线为曲线。

采用上述优选的方案，连接更紧密，垃圾不易从垃圾落口掉落。

作为优选的方案，垃圾分类回收组件还包括：LCD显示屏和/或LED灯。

采用上述优选的方案，便于用户有更直观的体验。

作为优选的方案，在分类收纳箱的一侧设有鼓风机。

采用上述优选的方案，去异味。

作为优选的方案，在支撑架上设有L形挡刀，L形挡刀一端的连接部与支撑架固定连接，其相对另一端的分叉部设置于分类收纳箱垃圾落口的下方，该分叉部为两个及两个以上的子板，其可呈张开状或合拢状。

采用上述优选的方案，保证从垃圾落口掉落的垃圾可以顺利进入指定的垃圾收纳筒。

作为优选的方案，在垃圾收纳筒的底部设有多个小孔。

采用上述优选的方案，便于液体流出。

作为优选的方案，粉碎组件包括：多个呈阵列分布的粉碎部件以及设置于粉碎部件下方的粉碎物收集装置，粉碎物收集装置的截面呈等腰梯形，在粉碎物收集装置的内壁上设有废液收集水渠，且在粉碎物收集装置的出口处设有绿植装置。

采用上述优选的方案，可以直接对厨余垃圾、果皮、枝叶等可粉碎垃圾进行粉碎处理，并将处理好的粉碎物放置在粉碎物收集装置中，残留的废液通过废液收集水渠，粉碎物可用于对绿植装置施肥，通过绿植装置可以达到美化环境，净化垃圾箱周围空气的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的风光互补移动式垃圾箱的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的分类收纳箱内部的局部结构示意图。

图3为本发明实施例提供的粉碎组件的局部结构示意图。

图4为本发明实施例提供的供电组件供电流程图。

图5为本发明实施例提供的南通市月平均水平辐照统计图。

图6为本发明实施例提供的水平辐照示意图。

图7为本发明实施例提供的风光互补移动式垃圾箱运转控制流程图。

图8为本发明实施例提供的分类收纳箱底部的剖视图。

图9为本发明实施例提供的挡片组件俯视图。

其中：1-垃圾箱箱盖，2-分类收纳箱，21-第一旋转门，22-第二旋转门，23-第三旋转门，24-垃圾落口，251-第一底板，252-第二底板，253-空腔，254-第一固定板，255-第二固定板，31-金属探测器，32-红外对射式传感器，33-图像采集器，41-支撑架，42-垃圾收纳筒，5-粉碎组件，51-粉碎部件，52-粉碎物收集装置，53-绿植装置，6-移动组件，71-光伏板，72-风轮，73-蓄电池，8-L形挡刀，9-鼓风机，10-挡片组件，101-第一挡片，102-第二挡片，103-电磁石，104-永磁块。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，一种风光互补移动式垃圾箱的其中一些实施例中，如图1-3所示，风光互补移动式垃圾箱包括：

供电组件，供电组件包括：风力发电装置、光伏发电装置以及蓄电池73，蓄电池73用于储存光伏发电装置和风力发电装置所产生的电能；

垃圾分类回收组件，垃圾分类回收组件由上至下依次包括：

垃圾箱箱盖1，在垃圾箱箱盖1上设有条形码扫描器；

分类收纳箱2，分类收纳箱2的顶部与垃圾箱箱盖1的投放口连通，在分类收纳箱2内设有第一转轴、第一旋转门21、第二旋转门22以及第三旋转门23，第一转轴带动第一旋转门21、第二旋转门22和第三旋转门23旋转，且第一旋转门21、第二旋转门22和第三旋转门23可沿第一转轴升降，金属探测器31安装在第一旋转门21的横向手臂上，第二旋转门22的横向手臂上安装有红外对射式传感器32和电容式传感器，第三旋转门23上安装有图像采集器23，在分类收纳箱2的底部设有垃圾落口24，且在分类收纳箱2底部设有一空腔，在该空腔内设有挡片组件，该挡片组件用于切换垃圾落口24的张开状态和关闭状态；

垃圾收纳组件，设置于分类收纳箱2的下方，包括：支撑架41、多个垃圾收纳筒42、第二转轴、用于对垃圾收纳筒42内垃圾进行压缩的压缩装置以及用于检测垃圾收纳筒42容量的测距仪，第二转轴带动多个垃圾收纳筒42转动；

粉碎组件5，设置于垃圾收纳组件的下方，对用于容纳可粉碎垃圾的垃圾收纳筒2底部掉落的可粉碎垃圾进行粉碎；

移动组件6，用于带动垃圾分类回收组件和供电组件移动。

在该实施例中，该支撑架41可以为，但不限制于圆锥形支撑架41。

分类收纳箱2可以为一个长、宽、高为0.8米×0.8米×0.1米的矩形收纳装置，旋转门安装在矩形收纳装置中间位置，条形码扫描器位于箱盖的一侧用于识别带有条形码的塑料瓶、包装袋等，并且在分类收纳箱2底部的一个角落设置一个直径为0.2米的圆形垃圾落口24，使得多个旋转门旋转分离出的垃圾通过圆形垃圾落口24落入垃圾收纳组件。

在风光互补移动式垃圾箱底部安装移动组件6，移动组件6可以为，但不限于履带移动装置，用于垃圾回收车进行垃圾清理时完成运输任务。

本发明的识别原理：

(1)条形码扫描器用以识别带有条形码的饮料瓶、包装袋等垃圾；

(2)金属探测器31用以区分金属和非金属材质的垃圾；

(3)红外对射式传感器32用以区分非金属垃圾中的透明和非透明垃圾；

(4)因为玻璃与塑料的电导率特性不同，所以运用电容式传感器用以区分透明物体中的玻璃和塑料；

(5)图像采集器对垃圾图像识别，将扫描图像结果传递给垃圾管理系统的后台计算机，后台计算机根据其判断垃圾种类，若其种类不在后台计算机数据库中，则将其归纳为其他垃圾，待垃圾倾卸后对垃圾种类进行分析，不断更新后台垃圾参数数据库。

垃圾收纳筒42可以为，但是不限于圆柱形，其高度可以为0.5米，并且底部有小孔以便废液流淌，直径根据转盘数目进行选择(若为四个转盘，每个转盘的直径为20厘米，若为六个转盘，每个转盘的直径为10厘米)根据垃圾箱所放置的区域不同从而调整转盘数目。

压缩装置可以为，但不限于设置于支撑架41底面的可伸缩的压缩杆件，对垃圾收纳筒42内的垃圾进行多级压缩处理，其可以为设置于垃圾收纳筒内的可伸缩压缩杆件。由于传统的垃圾箱存在箱体利用率低的问题，这不仅增加了环保人员的工作量，更不利于干净整洁生活环境的营造，因此，本设计运用了箱体浅满程度提示及压缩功能模块。

箱体浅满程度提示功能的实现主要是利用红外线传播时的不扩散原理。因为红外线在穿越其他物体时折射率很小，并且红外线的传播需要时间，安装在支撑架41底部的测距仪发出红外线后，碰到反射物(垃圾收纳筒42内的垃圾)被反射回来并被测距仪接收，根据从红外线发射信号到接受信号的时间差及红外线的传播速度计算出垃圾收纳筒42内垃圾的高度，并将垃圾收纳筒42内垃圾的存储容量数据传送到后台管理系统。

箱体压缩功能的实现主要是将数据感应与压缩杆件相结合，采取多级压缩的方式。压缩杆件对垃圾收纳筒42内的垃圾进行压缩处理。如，当感应到垃圾收纳筒42内的垃圾存储容量达到百分之七十时，压缩杆件运作，将垃圾收纳筒42内的垃圾压缩至百分之五十，当感应到垃圾收纳筒42内的垃圾存储容量达到百分之九十时，压缩杆件运作，将垃圾收纳筒42内的垃圾压缩至百分之七十，同时将箱满预警信号发送给后台管理系统(小区环卫管理人员或物业部门等)，及时合理安排垃圾回收车进行作业。

本发明公开一种风光互补移动式垃圾箱，其可以有效实现垃圾分类，可实时检测垃圾箱内的垃圾容量，对垃圾进行压缩处理，对可粉碎垃圾进行粉碎处理，功能强大，为人类带来全新的垃圾收集、分类、运输体验，美化居民小区环境，营造温馨、整洁小区生活环境，具有一定的市场需求。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，光伏发电装置的光伏板71设置于垃圾箱本体的上方，风力发电装置的风轮72设置于光伏板71的上方。

采用上述优选的方案，结构简单，发光率更高。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在垃圾箱箱盖1上设有红外探测器和播音器。

采用上述优选的方案，在日常生活中，我们可以看到许多关于垃圾分类回收的宣传标语，“配合垃圾分类、争做文明市民；垃圾分类举手之劳、循环利用变废为宝；垃圾科学回收、文明你我同行”等温馨文字提醒在居民小区中也随处可见。但是，宣传标语的长久不变和五花八门难免会使得人们产生疲劳感，不利于人们环保意识和卫生习惯的培养。

提前将录制好的语音存入词条，当有人向垃圾箱扔垃圾时通过红外探测器，在人体距离垃圾箱15厘米～25厘米时，垃圾箱自动打开箱盖，同时播音器会播放“配合垃圾分类、争做文明市民”等类似的提示音，待垃圾扔进垃圾箱内并且检测不到人手靠近之后，播音器会自动地对用户说一句温馨的“谢谢您！”并自动关闭箱盖。

有了这一功能的存在，市民每次投放垃圾都是对于垃圾分类回收习惯的一个强化的过程，长此以往对于市民养成垃圾分类回收的习惯非常有帮助。人们投入垃圾后得到的不仅是整洁的生活环境，还会听到由智能控制的语音系统发出悦耳的感谢语，使人们得到物质和精神两方面的满足。风光互补移动式垃圾箱发出的声音可由当地社区或者政府可根据当地文化、环境以及习惯设定不同的感谢语，以起到温暖人心和让人愉悦的作用。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图8所示，分类收纳箱底部包括：第一底板251和第二底板252，第一底板251和第二底板252之间形成空腔253，挡片组件10包括：第一挡片101和第二挡片102，第一挡片101和第二挡片102设置于垃圾落口24的相对两侧，第一挡片101和第二挡片102可无缝拼接，且在第一挡片101的连接处设有电磁石103，在第二挡片102的连接处设有永磁块104；

在第一底板251和第二底板252的空腔内还设有第一固定板254和第二固定板255，第一挡片101通过弹性件与第一固定板254弹性连接，而第二挡片102通过弹性件与第二固定板255弹性连接。

采用上述优选的方案，通过第一挡片101和第二挡片102是否接触来切换垃圾落口的张开状态或关闭状态。

垃圾落口为张开状态时，电磁石103的磁性与永磁块104的磁性相同，第一挡板101和第二挡板102互斥。

垃圾落口为关闭状态时，控制器改变电磁石103的磁性，改为与永磁块104的磁性相反，第一挡板101和第二挡板102互相吸引。

进一步，如图9所示，第一挡片101和第二挡片102连线处的连接线为曲线。

采用上述优选的方案，连接更紧密，垃圾不易从垃圾落口掉落。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，垃圾分类回收组件还包括：RFID芯片。

采用上述优选的方案，RFID芯片可以加强用户的体验感受。

进一步，在用于收纳可回收垃圾的垃圾收纳筒42底部设有称重传感器。

采用上述优选的方案，可以对可回收垃圾进行称重。

目前小区中普遍采用门禁卡系统以加强小区安全建设，利用这一特点本发明垃圾分类回收组件还包括：RFID芯片，其可以实现RFID识别，可实现以下功能，但不局限于此功能。

将小区居民向风光互补移动式垃圾箱投放可回收垃圾时，可进行称重处理，然后兑换相应的积分通过门禁卡读写系统返还到小区用户的相应账号，累计的积分可以用于换取其他物品或者抵扣部分物业管理费用。

目前门禁系统大部分采用的是RFID(射频识别)技术，简单的来说就是用序列号代替钥匙，每一个用户的卡里有一个唯一的序列号，就相当于一把钥匙。射频识别(RFID)技术是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触，并且RFID技术能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信；安全性高，存数数据内容可经密码保护，使其内容不易被伪造、更改。

在收纳金属、塑料等可回收垃圾的垃圾收纳筒42内部安装称重传感器，称重传感器实际上是一种将质量信号转换为电信号输出的装置。当有用户向风光互补移动式垃圾箱投放垃圾后，只需要将门禁卡在箱体上相应的门禁卡读写系统装置上识别一下，待风光互补移动式垃圾箱将用户所丢进的可回收垃圾进行称重结束之后，称重传感器会将对应的数据信号传送到后台管理系统，系统会对用户进行对应的积分奖励，当用户账户所累积的积分达到一定数目时可以向小区物业管理部门换取其他物品或者进行物业管理费用的部分抵扣。

当然，为了更好的保障小区安全建设，避免有人复制门禁卡以此来获得更多的积分，在以后的研究中可以设计“环保小能手”、“环保急先锋”等相应的微信小程序或者APP，在风光互补移动式垃圾箱上张贴二维码，用户可以直接通过扫描二维码获得相应的积分奖励，这样既有利于小区安全建设，又符合了网络快速发展的时代氛围。

目前，环卫工作人员在进行垃圾箱清理时，一般需要两名工作人员进行(一名垃圾回收车驾驶员，一名垃圾箱推拉倾倒员)，同时需要下车确定箱体内垃圾的多少，并且垃圾回收车一般为柴油车，会造成燃油浪费、增加二氧化碳等尾气排放及噪音扰民等现象。因此，本设计采用了运输自卸功能模块，既有利于环保工作质量的提高，也减轻了环卫工作人员的工作量。

在风光互补移动式垃圾箱上装配RFID芯片，在垃圾回收车上配置相应的“读写器”，当垃圾回收车进入到风光互补移动式垃圾箱感应范围内就可以对RFID芯片进行感应，环卫工作人员可以根据电子系统来判断箱体的溢满状态，改变了人工进行确认的方式。当有箱体溢满时通过转轴旋转，然后安装在风光互补移动式垃圾箱底部的履带移动装置和遥控信号接收设备工作，通过遥控技术使得风光互补移动式垃圾箱移动靠近垃圾回收车完成垃圾倾倒任务。然后根据垃圾倾倒的频率将分析数据反映给管理人员，从而调整小区指定区域内风光互补移动式垃圾箱的数量，也可以根据小区居民倾倒的垃圾类别特性，合理规划小区周边的商铺产品，合理利用资源，方便社区管理。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，垃圾分类回收组件还包括：LCD显示屏和LED灯。

采用上述优选的方案，便于用户有更直观的体验。LCD显示屏可安装在分类收纳箱2的侧面，LED灯可安装在风力发电装置的底下。

为了更好的保障小区居民在夜间的生活状态，在节约电能的基础上减少小区内的路灯数量，并加强社区文化建设，本设计采用了LED照明及广告宣传模块。

LCD显示屏安装在风光互补移动式垃圾箱的侧面，可以向人们通报社区所在地的天气状况，也可以发布一些社区通知；商家也可以通过LCD显示屏进行广告宣传，小区管理部门也可以进行公益宣传；LED灯安装在小型风力发电装置的底下，每当光线较暗时光控开关控制LED灯进行发光照明，当光线恢复到一定强度时光控开关控制LED灯停止工作，方便在夜间进行照明便于居民生活。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在分类收纳箱2的一侧设有鼓风机9。

采用上述优选的方案，去异味，便于分类。鼓风机9可安装在分类收纳箱2最右侧。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在支撑架41上设有L形挡刀8，L形挡刀8一端的连接部与支撑架41固定连接，其相对另一端的分叉部设置于分类收纳箱2垃圾落口24的下方，该分叉部为两个及两个以上的子板，其可呈张开状或合拢状。

采用上述优选的方案，保证从垃圾落口24掉落的垃圾可以顺利进入指定的垃圾收纳筒42。L形挡刀8对从垃圾落口24落下的垃圾进行拉拢处理，当垃圾收纳筒42旋转到垃圾落口24的下方时，“分叉部迅速张开使得垃圾落入垃圾收纳筒42内。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在垃圾收纳筒42的底部设有多个小孔。

采用上述优选的方案，便于废液流出。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，粉碎组件5包括：多个呈阵列分布的粉碎部件51以及设置于粉碎部件51下方的粉碎物收集装置52，粉碎物收集装置52的截面呈等腰梯形，在粉碎物收集装置52的内壁上设有废液收集水渠，且在粉碎物收集装置52的出口处设有绿植装置53。

采用上述优选的方案，可以直接对厨余垃圾、果皮、枝叶等可粉碎垃圾进行粉碎处理，并将处理好的粉碎物放置在粉碎物收集装置52中，残留的废液通过废液收集水渠，粉碎物可用于对绿植装置53施肥，通过绿植装置53可以达到美化环境，净化垃圾箱周围空气的目的。

本发明的电力应用主要方面包括：(1)智能识别与检测系统；(2)LCD显示屏、LED照明灯；(3)数字显示安全报警仪装置、运输自卸系统，电量消耗计算表如表1所示。

表1 电量消耗计算表

本发明采用光伏发电装置和风力发电装置为风光互补移动式垃圾箱提供电能，蓄电池73用于储存两者所产生的电能。

本发明利用自然风作为动力，风轮72吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流、稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池73充电并储存电能；利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，储存于蓄电池73中，供负载使用，其流程图，如图4所示。

光伏发电装置可选用，但不限于50W的单晶硅太阳能电池板两块，将其安装于箱盖上方20厘米高度处，由支撑轴支撑，可以调节太阳能电池板的对光角度，使得太阳能电池板尽可能的吸收光照。以南通市为例进行光伏供电量计算，南通市月平均辐照统计图如图5所示，水平辐照示意图如图6所示。

电池板倾角：太阳能电池板平面与水平地面的夹角β；

太阳高度角：太阳光线与其在地平面上投影之间的夹角α；

因此，可根据当地地理位置选用最佳安装倾角31°，朝向正南，通过相关计算，其年发电量约为1305kW·h，故平均每天的发电量约为3.57kW·h。

风力发电装置可选用，但不限于额定功率为100W的小型风力发电装置，安装在太阳能电池板上方(支撑轴顶部)；以南通市为例进行风力供电量计算。

本设计中的风力发电装置为一个水平轴风力机，若平均风速为3m/s，风轮72直径为0.4米，有效运转时间为15小时，风力机的传动效率_η1＝0.8，做功效率η₂＝0.8，空气密度为1.29kg/m³。

根据风功率的定义式、风力机的总体效率公式、风力机的功率系数公式、风力机发电量计算公式可以推出：

W＝PTC_P (4)

由以上公式可得出：P＝2.18kw、风能利用效率Cp＝0.072、风力发电机每天的发电量约为0.108kw.h。

通过以上计算：本发明的供电组件每天内的总发电量约为3.678kw.h＞2kw.h，满足风光互补移动式垃圾箱运转所需的电能。

蓄电池73可选用，但不限于型号为12V/200AH的蓄电池，其密封性良好，使用寿命长并且电压相对稳定，用于储存太阳能电池板和风力发电装置产生的电能。

本发明的运转控制流程主要是，小区用风光互补移动式垃圾箱运转控制流程图如图7所示：

当有居民向垃圾箱扔垃圾时通过红外传感器，在人体距离垃圾箱15厘米～25厘米时，垃圾箱自动打开箱盖，同时播音器播放“配合垃圾分类、争做文明市民”等类似的提示音，待垃圾扔进垃圾箱内并且检测不到人手靠近之后，会自动地对用户说一句温馨的“谢谢您”并自动关闭箱盖。

与此同时小区用户只需要将门禁卡在箱体上相应的门禁卡读写系统装置上识别一下，待风光互补移动式垃圾箱将用户所丢进的可回收垃圾进行称重结束之后，称重传感器会将对应的数据信号传送到后台管理系统，系统会对用户进行对应的积分奖励。

垃圾从投放口落入分类收纳箱2前，多个旋转门处于第一转轴的上面部分。

当人们投放一个垃圾时候，位于箱盖一侧的条形码扫描器对带有包装的垃圾进行种类识别，识别结束后，旋转门下移，挡片组件使得垃圾落口处于张开状态，垃圾掉落进入圆形垃圾落口24，掉落在L形挡刀8上，然后L形挡刀8张开使分类好的垃圾落进垃圾收纳筒42中。在识别好垃圾种类后，对应的垃圾收纳筒42就在垃圾落口24下方等待。

多个旋转门再次回到第一转轴的上面部分。

当人们投放下一个垃圾，利用第一旋转门21横向手臂上的金属探测器31、二旋转门22横向手臂上的红外对射式传感器32和电容式传感器以及第三旋转门23上的图像采集器进行识别，识别过程中，第一转轴可带着第一旋转门21、第二旋转门22以及第三旋转门23旋转，从不同的角度来进行识别，保证识别的准确性。

识别完成后，旋转门下移，挡片组件使得垃圾落口处于张开状态，第一转轴带动旋转门旋转，将垃圾推落到圆形垃圾落口24，掉落在L形挡刀8上，然后L形挡刀8张开使分类好的垃圾落进垃圾收纳筒42中。在识别好垃圾种类后，对应的垃圾收纳筒42就在垃圾落口24下方等待。

测距仪发出红外线，根据从红外线发射信号到接受信号的时间差及红外线的传播速度计算出垃圾收纳筒42内垃圾的高度，并将垃圾收纳筒42内垃圾的存储容量数据传送到后台管理系统，当垃圾收纳筒42所容纳垃圾较多时，圆锥形支撑架41装置底部的压缩装置发挥作用，采用多级压缩的方式，由上而下进行压缩从而减少垃圾占据的空间。

用于存储可粉碎垃圾的垃圾收纳筒42的底部为可自动打开和关闭的结构，当其需要粉碎时，该垃圾收纳筒42底部打开，紧接着粉碎组件5会对识别后的厨余垃圾、果皮、枝叶等进行粉碎处理，并将处理好的粉碎物放置在粉碎物收集装置52中，残留的废液通过转盘底部的小孔流进垃圾箱一侧的废液收集水渠，粉碎物可用于小区用风光互补移动式垃圾箱足部的两个绿植装置53的施肥，通过两个足部“绿化带”达到美化环境，净化垃圾箱周围空气的目的。由于传统小区垃圾箱怪异气味较重，所以运用杀菌装置，有效减少细菌滋生。

在风光互补移动式垃圾箱上装配RFID芯片，在垃圾回收车上配置相应的“读写器”，当垃圾回收车进行箱体清理时，可以在感应范围内根据电子系统来判断箱体的溢满状态，改变了人工进行确认的方式。有箱体溢满时通过转轴旋转，然后安装在风光互补移动式垃圾箱底部的履带移动装置和遥控信号接收设备工作，通过遥控技术使得风光互补移动式垃圾箱移动靠近垃圾回收车完成垃圾倾倒任务。

通过网络技术实现垃圾收集、分类、回收、处理一体化运行，然后根据卸除垃圾的频率将分析数据反映给小区管理人员，从而调整小区用风光互补移动式垃圾箱的数量，也可以根据人们倾倒的垃圾种类判断人们的生活习惯，便于周围餐饮业、服务业、娱乐业做出相应调整，合理利用资源，方便城市小区管理。LCD显示屏安装在小区用风光互补移动式垃圾箱的侧面，可以向人们通报所在地的天气状况，也可以进行公益宣传；LED灯安装在小型风力发电装置的底下，每当光线较暗时光控开关控制LED灯发光，当光线恢复到一定强度时LED灯停止工作，方便在夜间进行照明便于居民生活。当小区用风光互补移动式垃圾箱所在地出现温度骤然上升的状况时，安全报警系统可以及时把情况反映给相关负责部门。由于整个过程都离不开电力的应用，所以应用风光互补供电技术为整个系统运行提供电能，利用太阳能光伏集成电板吸收太阳能，通过风力发电装置吸收风能，蓄电池用于储存两者所产生的电能，共同完成供电任务。

本发明的有益效果如下：

(1)红外探测器的应用使得垃圾箱盖实现了自动开闭，减少了人们与垃圾的接触，防止气味溢出，减少了细菌的传播。

(2)语音功能的设计使得产品更加人性化，更具有灵活性、可控性。利用这种方式实现温馨提醒的功能，优胜于传统的文字温馨提醒，对增强居民的环保意识，培养人们的卫生习惯十分有利，同时对于实现垃圾分类与资源共生的协同发展具有极大地积极意义。

(3)将称重传感器与RFID技术相结合并设定一定的激励机制，以投放可回收垃圾的质量进行积分奖励，从技术和奖励机制的角度来逐步建立起垃圾分类投放的良好习惯。既减轻了环卫人员和物业管理人员的压力，小区居民也获得了相应的奖励，有利于温馨小区的营造。

(4)智能压缩并箱满预警，无形中增加垃圾箱容量，提高了单位体积内垃圾的数量，提高了垃圾箱的利用效率，箱体浅满程度提示及压缩功能模块的运用不仅提高了垃圾箱的利用效率，而且减轻了环卫工人的工作量，有利于温馨整洁小区的营建。

(5)LED照明及广告宣传功能模块的设计有效的发挥了风光互补移动式垃圾箱的延伸价值，LCD显示屏可以向人民通报天气状况和公益宣传，也可以用于商业广告宣传从而回收成本，LED灯即增加了城市色彩也便于在光线暗时用于照明，方便了居民生活，即能实现社会价值又能实现经济价值。

(6)风光互补供电技术充分利用了自然资源，减少了电力资源的损耗，降低了突然断电的担心，节能环保，符合低碳循环绿色发展的潮流。

(7)合理运用各传感器组成的智能识别系统，尽可能的辨别垃圾种类，打破了单一的可回收垃圾与不可回收垃圾的区别界限。

(8)国外对垃圾处理有较为先进的系统和体制，然而国内尚未形成完善的机制体系。该风光互补移动式垃圾箱的使用会降低垃圾的处理成本，减少怪异气味、病毒细菌的传播，合理的利用了自然资源，将垃圾变废为宝，提高了垃圾的资源价值和经济价值，努力做到了物尽其用。该风光互补移动式垃圾箱不仅响应了世界人民保护环境的潮流，也有利于国家实现可持续发展，在社会、生态、经济效益方面都会有极大的贡献。

对于本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，包括：

供电组件，所述供电组件包括：风力发电装置、光伏发电装置以及蓄电池；

垃圾分类回收组件，所述垃圾分类回收组件由上至下依次包括：

垃圾箱箱盖，在所述垃圾箱箱盖上设有条形码扫描器；

分类收纳箱，所述分类收纳箱的顶部与所述垃圾箱箱盖的投放口连通，在所述分类收纳箱内设有第一转轴和多个旋转门，所述第一转轴带动多个所述旋转门旋转，且多个所述旋转门可沿所述第一转轴升降，在同一个或不同的旋转门上设有以下一种或多种用于垃圾分类的传感器：金属探测器、红外对射式传感器、电容式传感器以及图像采集器，在所述分类收纳箱的底部设有垃圾落口，且在所述分类收纳箱底部设有一空腔，在该空腔内设有挡片组件，该挡片组件用于切换所述垃圾落口的张开状态和关闭状态；

垃圾收纳组件，设置于所述分类收纳箱的下方，包括：支撑架、多个垃圾收纳筒、第二转轴、用于对所述垃圾收纳筒内垃圾进行压缩的压缩装置以及用于检测所述垃圾收纳筒容量的测距仪，所述第二转轴带动多个所述垃圾收纳筒转动；

粉碎组件，设置于所述垃圾收纳组件的下方，对用于容纳可粉碎垃圾的所述垃圾收纳筒底部掉落的可粉碎垃圾进行粉碎；

移动组件，用于带动所述垃圾分类回收组件和供电组件移动。

2.根据权利要求1所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，所述光伏发电装置的光伏板设置于所述垃圾箱本体的上方，所述风力发电装置的风轮设置于所述光伏板的上方。

3.根据权利要求1所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，在所述垃圾箱箱盖上设有红外探测器和播音器。

4.根据权利要求1所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，所述分类收纳箱底部包括：第一底板和第二底板，第一底板和第二底板之间形成空腔，所述挡片组件包括：第一挡片和第二挡片，所述第一挡片和第二挡片设置于所述垃圾落口的相对两侧，所述第一挡片和第二挡片可无缝拼接，且在所述第一挡片的连接处设有电磁石，在所述第二挡片的连接处设有永磁块；

在第一底板和第二底板的空腔内还设有第一固定板和第二固定板，所述第一挡片通过弹性件与第一固定板弹性连接，而所述第二挡片通过弹性件与第二固定板弹性连接。

5.根据权利要求4所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，所述第一挡片和第二挡片连线处的连接线为曲线。

6.根据权利要求1-5任一项所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，所述垃圾分类回收组件还包括：LCD显示屏和/或LED灯。

7.根据权利要求1-5任一项所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，在所述分类收纳箱的一侧设有鼓风机。

8.根据权利要求1-5任一项所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，在所述支撑架上设有L形挡刀，所述L形挡刀一端的连接部与所述支撑架固定连接，其相对另一端的分叉部设置于所述分类收纳箱垃圾落口的下方，该分叉部为两个及两个以上的子板，其可呈张开状或合拢状。

9.根据权利要求1-5任一项所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，在所述垃圾收纳筒的底部设有多个小孔。

10.根据权利要求1-5任一项所述的风光互补移动式垃圾箱，其特征在于，所述粉碎组件包括：多个呈阵列分布的粉碎部件以及设置于所述粉碎部件下方的粉碎物收集装置，所述粉碎物收集装置的截面呈等腰梯形，在所述粉碎物收集装置的内壁上设有废液收集水渠，且在所述粉碎物收集装置的出口处设有绿植装置。

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