CN111071650A - 一种家用智能分类垃圾箱 - Google Patents

Abstract

本发明的家用智能分类垃圾箱，包括外壳，外壳前侧板上至少设置两个内仓孔，内仓孔内安装有内仓，内仓外侧板外侧设置有开合装置，开合装置与电机连接，电机与控制模块连接，控制模块与垃圾分类识别判断模块连接；控制模块设置在外壳的后侧板内面，垃圾分类识别判断模块包括语音识别判断模块和图像处理判断模块。本发明中开合装置采用蜗轮传动结构，结构简单紧凑，节省空间，成本降低，传动平稳，自锁性好，内仓的打开与关闭都能精确的控制；两种垃圾分类识别模式，增加了垃圾的可识别性；垃圾分类互锁模块的设置可防止周围环境中其他语音对语音识别造成干扰，提高垃圾分类的准确性。

Description

一种家用智能分类垃圾箱

技术领域

本发明涉及垃圾箱技术领域，特别涉及一种家用智能分类垃圾箱。

背景技术

在我们日常生活中，会产生不同类型的垃圾。不同的垃圾投放在一起加大了垃圾分拣压力，提高了垃圾再利用的成本，也对生态环境构成了严重威胁。过去，我们一般利用宣传和道德力量，推动垃圾分类投放，但效果不佳。2019年7月1日，《上海市生活垃圾管理条例》正式实施，开启了垃圾分类投放强制要求时代。

然而，由于垃圾的种类各种各样，人们很难严格界定所扔垃圾属于哪一类。现在一些垃圾箱虽然实现了语音识别控制垃圾桶打开功能，但很多时候，我们扔垃圾时容易受到周围环境其他语音的影响，若在扔垃圾时出现其他语音，可能出现不同类型垃圾桶同时打开的情形，影响垃圾分类投放的确定性与准确性。同时，我们所扔的垃圾不是单一的垃圾，而且部分垃圾我们不能准确说出其名称，因此，单纯的语音识别不能实现垃圾分类方便性与准确性。而垃圾箱开合装置存在结构复杂，无自锁性，传动不平稳缺陷，导致垃圾箱刚打开垃圾还未扔进去就立即关闭。

此外，由于现在垃圾分类的种类越来越多，一个垃圾箱内会设置多个内仓，多个内仓上下层布置时，需要避免下层内仓打开和关闭与上层干涉，上盖式垃圾桶下层内仓需留出上盖的打开空间，垃圾箱所需的空间大，成本高，结构也不紧凑。

发明内容

为了克服现有研究的不足，本发明提供了这种家用智能分类垃圾箱，结构简单，设计巧妙，节省空间，降低成本，开合装置采用蜗轮传动结构，结构简单紧凑，传动平稳，自锁性好，内仓的打开与关闭都能精确的控制；两种垃圾分类识别模式，增加了垃圾的可识别性，垃圾分类更加方便、准确；垃圾分类互锁模块的设置可防止周围环境中其他语音对语音识别造成干扰，提高垃圾分类的准确性。为实现上述功能，本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供了一种家用智能分类垃圾箱，包括外壳，外壳前侧板上至少设置两个内仓孔，内仓孔内安装有内仓，内仓外侧板外侧设置有开合装置，开合装置与电机连接，电机与控制模块连接，控制模块与垃圾分类识别判断模块连接；控制模块设置在外壳的后侧板内面，外壳前侧板上部设置有麦克风孔和红外摄像头孔。

开合装置包括分别固定在外侧板外侧的齿条，齿条与蜗轮啮合连接，蜗轮与电机固定连接。每个内仓上盖的开合装置均对应一个电机，当电机与电源接通时，该电机旋转并带动开合装置打开对应内仓的上盖。

开合装置采用蜗轮传动，结构简单紧凑，传动平稳，具有良好的自锁性。即只能由蜗轮带动齿条，而齿条不能带动蜗轮，使得内仓准确地打开与关闭。

每个内仓的开合装置均对应一个电机，当电机与电源接通时，该电机旋转并带动开合装置打开对应内仓的内仓口。

进一步地，控制模块包括垃圾分类互锁模块、限位模块、电源切换模块、开度保持模块、延时模块，电源切换模块分别与垃圾分类互锁模块、限位模块、开度保持模块、延时模块连接，限位模块分别与开度保持模块、延时模块连接。

电源切换模块根据垃圾分类识别判断模块识别的垃圾分类，将电源与对应的电机接通，电机开始旋转，带动开合装置打开对应内仓的内仓口；同时，垃圾分类互锁模块闭锁其他类型垃圾内仓的控制回路，防止不同类型垃圾内仓的内仓口同时打开，影响正确投放垃圾；当内仓打开至设定开度时，限位模块启动电源切换模块切断电机与电源的连接，并将电源切至与开度保持模块连接；同时，启动延时模块开始计时，经过15秒后，延时模块启动电源切换模块切断开度保持模块与电源的连接，并切换三相交流电源与电机的连接相序，电机反向旋转，带动开合装置反转带动齿条相反方向弧形移动，齿条弧形移动带动内仓向内旋转关闭。防止内仓内的垃圾气味四处飘散，污染室内环境。

进一步地，垃圾分类识别判断模块包括语音识别判断模块和图像处理判断模块。垃圾分类包括语音识别和图像识别两种识别方式，增加了可识别性，使得垃圾分类更加方便，准确。语音识别判断模块识别投垃圾的人的语音，并根据语音判断投放的垃圾属于哪一类；图像处理判断模块识别垃圾图像，并根据垃圾图像判断投放的垃圾属于哪一类。

进一步地，语音识别判断模块包括麦克风、模数转换模块、语音判断模块，麦克风与模数转换模块连接，模数转换模块与语音判断模块连接，麦克风端口穿过麦克风孔。

麦克风接收投垃圾人的语音，并将接收到的语音模拟信号传输到模数转换模块，模数转换模块模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输到语音判断模块，语音判断模块判断垃圾属于哪一类。

进一步地，图像处理判断模块包括红外扫描摄像头、图像处理模块和图像判断模块，红外扫描摄像头与图像处理模块连接，图像处理模块与图像判断模块连接，红外扫描摄像头端口穿过红外扫描摄像头孔。

红外扫描摄像头扫描预投放的垃圾，并将扫描的图像传输到图像处理模块，图像处理模块将图像转化为数字信号，并将数字信号传输到图像判断模块，图像判断模块判断垃圾属于哪一类。

进一步地，齿条为以内仓前侧板一、外侧板、底板的交点为圆心形成的弧形齿条。弧形齿条，便于内仓以其前侧板、外侧板、底板的交点为圆心旋转，便于内仓的打开与关闭。

进一步地，外壳左侧板内侧/右侧板内侧与电机对应安装的位置固定设置有安装罩，安装罩倾斜设置在外壳左侧板内侧/右侧板内侧，电机安装在安装罩内；内仓底部所在的外壳底板上均匀间隔设置有凸起。

进一步地，内仓至少包括可回收内仓和不可回收内仓，在室内就通过可回收内仓和不可回收内仓把垃圾进行分类，从扔垃圾源头开始培养垃圾分类意识，养成垃圾分类好习惯，提高居民环保意识。

内仓的前侧板一高于后侧板一，内仓形成的内仓口所在面为弧形面。便于内仓口的打开时，内仓能够顺畅的旋转，后侧板一不与外壳的顶板相干涉。

进一步地，内仓外侧板外侧分别固定有向外壳左侧板内侧/右侧板内侧延伸的转动轴，外壳上与转动轴配合固定设置有轴套，转动轴与轴套转动连接。转动轴与轴套的设置使得内仓转动的更加顺畅，从而使内仓的打开与关闭更加顺畅。

进一步地，内仓孔上下布置或者左右布置。尤其是内仓上下布置时，节省空间，无需上盖式垃圾桶需要额外留出上盖打开的空间，而且下层内仓打开时不会与上层干涉。

本发明的有益效果。

1、本发明的这种家用智能分类垃圾箱，结构简单，设计巧妙，开合装置采用蜗轮传动结构，结构简单紧凑，传动平稳，自锁性好，打开内仓轻松省力。

2、这种家用智能分类垃圾箱分类智能化，含有两种垃圾分类识别模式，可分别实现语音与图像垃圾识别，不知道名字时可用图像识别模式，使垃圾分类的识别模式更多，增加了垃圾的可识别性，使垃圾分类更加方便、准确。

3、这种家用智能分类垃圾箱设有垃圾分类互锁模块，可防止不同类型垃圾内仓同时打开，避免周围环境噪音影响准确投放垃圾，提高垃圾分类的准确性。

4、这种家用智能分类垃圾箱上盖智能化开启和关闭，投放垃圾时手不用触碰箱体，干净卫生，轻松省力。

5、这种家用智能分类垃圾箱内仓打开投放垃圾之后自动关闭，可有效防止垃圾气味飘散，有利于提高室内空气质量。

6、这种家用智能分类垃圾箱结构简单，设计巧妙，节省空间，降低成本，无需上盖式垃圾桶额外留出上盖的打开空间，可回收垃圾内仓和不可回收垃圾内仓相互独立，即使是家用垃圾箱也干净卫生，在家扔垃圾时就已经把垃圾分类做好，再去倒垃圾时不用再把具体的每个垃圾进行分类，更加省心。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明这种家用智能分类垃圾箱的结构示意图(内仓孔左右布置)；

图2为本发明在图1基础上去掉外壳的内部结构示意图(内仓侧孔左右布置)；

图3为本发明内仓及其开合装置、电机结构示意图(内仓孔左右布置)；

图4为本发明这种家用智能分类垃圾箱的外壳结构示意图(内仓孔左右布置)；

图5为本发明这种家用智能分类垃圾箱的结构示意图(内仓孔上下布置)；

图6为本发明在图5基础上去掉外壳的内部结构示意图(内仓孔上下布置)；

图7为本发明内仓及其开合装置、电机结构示意图(内仓孔上下布置)；

图8为本发明这种家用智能分类垃圾箱的外壳结构示意图(内仓孔上下布置)；

图9为本发明这种家用智能分类垃圾箱的总体控制流程示意图；

图10为本发明这种家用智能分类垃圾箱的控制模块的流程示意图；

图11为本发明这种家用智能分类垃圾箱的垃圾分类识别判断模块的流程示意图；

图12为本发明这种家用智能分类垃圾箱的详细控制流程示意图。

在图中：1、外壳；11、前侧板；12、后侧板；13、麦克风孔；14、红外摄像头孔；15、左侧板；16、右侧板；17、轴套；18、凸起；2、内仓孔；3、内仓；31、外侧板；32、前侧板一；33、后侧板一；34、底板；35、转动轴；4、开合装置；41、齿条；42、蜗轮；5、电机；6、控制模块；61、垃圾分类互锁模块；62、限位模块；63、电源切换模块；64、开度保持模块；65、延时模块；7、垃圾分类识别判断模块；71、语音识别判断模块；711、麦克风；712、模数转换模块；713、语音判断模块；72、图像处理判断模块；721、红外扫描摄像头；722、图像处理模块；723、图像判断模块。8、安装罩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-12所示，本实施例中的这种家用智能分类垃圾箱，包括外壳1，外壳1前侧板11上至少设置两个内仓孔2，内仓孔2内安装有内仓3，内仓3外侧板31外侧设置有开合装置4，开合装置4与电机5连接，电机5与控制模块6连接，控制模块6与垃圾分类识别判断模块7连接；控制模块6设置在外壳1的后侧板12内面，外壳1前侧板11上部设置有麦克风孔13和红外摄像头孔14；

开合装置4包括分别固定在外侧板31外侧的齿条41，齿条41与蜗轮42啮合连接，蜗轮43与电机5固定连接。每个内仓3上盖2的开合装置7均对应一个电机6，当电机6与电源接通时，该电机6旋转并带动开合装置7打开对应内仓3的上盖2。

开合装置4采用蜗轮传动，结构简单紧凑，传动平稳，具有良好的自锁性。即只能由蜗轮42带动齿条41，而齿条41不能带动蜗轮42，使得内仓3准确地打开与关闭。

每个内仓3的开合装置4均对应一个电机5，当电机5与电源接通时，该电机5旋转并带动开合装置4打开对应内仓3的内仓口。

控制模块6包括垃圾分类互锁模块61、限位模块62、电源切换模块63、开度保持模块64、延时模块65，电源切换模块63分别与垃圾分类互锁模块61、限位模块62、开度保持模块64、延时模块65连接，限位模块62分别与开度保持模块64、延时模块65连接。

电源切换模块63根据垃圾分类识别判断模块7识别的垃圾分类，将电源与对应的电机5接通，电机5开始旋转，带动开合装置4打开对应内仓3的内仓口；同时，垃圾分类互锁模块61闭锁其他类型垃圾内仓3的控制回路，防止不同类型垃圾内仓3的内仓口同时打开，影响正确投放垃圾；当内仓3打开至设定开度时，限位模块65启动电源切换模块63切断电机5与电源的连接，并将电源切至与开度保持模块64连接；同时，启动延时模块65开始计时，经过15秒后，延时模块65启动电源切换模块63切断开度保持模块64与电源的连接，并切换三相交流电源与电机5的连接相序，电机5反向旋转，带动开合装置4带动关闭对应内仓3的内仓口。防止内仓3内的垃圾气味四处飘散，污染室内环境。

垃圾分类识别判断模块7包括语音识别判断模块71和图像处理判断模块72。

垃圾分类包括语音识别和图像识别两种识别方式，增加了可识别性，使得垃圾分类更加方便，准确。语音识别判断模块识别投垃圾的人的语音，并根据语音判断投放的垃圾属于哪一类；图像处理判断模块识别垃圾图像，并根据垃圾图像判断投放的垃圾属于哪一类。垃圾分类识别模式包括语音识别和图像识别，使得能够识别更多种模式，使得垃圾分类更加方便，准确。语音识别判断模块71识别投垃圾的人的语音，并根据语音判断投放的垃圾属于哪一类；图像处理判断模块72识别垃圾图像，并根据垃圾图像判断投放的垃圾属于哪一类。

语音识别判断模块71包括麦克风711、模数转换模块712、语音判断模块713，麦克风711与模数转换模块712连接，模数转换模块712与语音判断模块713连接，麦克风711端口穿过麦克风孔11。

麦克风911接收投垃圾人的语音，并将接收到的语音模拟信号传输到模数转换模块912，模数转换模块912模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输到语音判断模块913，语音判断模块913判断垃圾属于哪一类。

语音识别判断模块91中的模数转换模块912可采用ADC0804模块，语音判断模块913可采用HBR640模块。

图像处理判断模块72包括红外扫描摄像头721、图像处理模块722和图像判断模块723，红外扫描摄像头721与图像处理模块722连接，图像处理模块722与图像判断模块723连接，红外扫描摄像头721端口穿过红外扫描摄像头孔12。

红外扫描摄像头721扫描预投放的垃圾，并将扫描的图像传输到图像处理模块723，图像处理模块723将图像转化为数字信号，并将数字信号传输到图像判断模块723，图像判断模块723判断垃圾属于哪一类。

图像处理判断模块92中的图像处理模块922可采用CMUCAM3模块，图像判断模块923可采用ZXM10模块。

齿条41为以内仓3前侧板一32、外侧板31、底板34的交点为圆心形成的弧形齿条。弧形齿条，便于内仓3以其前侧板、右侧板、底板的交点为圆心旋转，便于内仓3的打开与关闭。

外壳1左侧板15内侧/右侧板16内侧与电机6对应安装的位置固定设置有安装罩8，安装罩8倾斜设置在外壳1左侧板15内侧/右侧板16内侧，电机5安装在安装罩8内。

内仓3底部所在的外壳1底板17上均匀间隔设置有凸起18。

内仓3至少包括可回收内仓和不可回收内仓，在室内就通过可回收内仓和不可回收内仓把垃圾进行分类，从扔垃圾源头开始培养垃圾分类意识，养成垃圾分类好习惯，提高居民环保意识。

内仓3的前侧板一32高于后侧板一33，内仓3形成的内仓口所在面为弧形面。便于内仓口的打开时，内仓3能够顺畅的旋转，后侧板一32不与外壳的顶板相干涉。

内仓3左、右外侧板31外侧固定有向外壳1左侧板15内侧/右侧板16内侧延伸的转动轴35，外壳1上与转动轴35配合固定设置有轴套17，转动轴35与轴套17转动连接。转动轴35与轴套17的设置使得内仓3转动的更加顺畅，从而使内仓3的打开与关闭更加顺畅。

内仓孔2上下布置或者左右布置。尤其是内仓3上下布置时，节省空间，无需上盖式垃圾桶需要额外留出上盖打开的空间，而且下层内仓3打开时不会与上层干涉。

本发明的工作原理和过程。

人们在需要扔垃圾时，对着麦克风711说出正确的垃圾名称，比如说要扔纸巾，对着麦克风711说“纸巾”，麦克风711接收到语音模拟信号“纸巾”，麦克风711将接收的语音模拟信号传输到模数转换模块712，模数转换模块712将模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输到语音判断模块713，语音判断模块713判断纸巾属于不可回收垃圾。

当不知道垃圾的正确名称时，可采用图像处理模式。采用图形处理模式时，人们将垃圾放在红外扫描摄像头721前端，红外扫描摄像头721扫描预投放的垃圾，并将扫描的图像传输到图像处理模块722，图像处理模块722将图像转化为数字信号，并将数字信号传输到图像判断模块723，图像判断模块723判断垃圾属于哪一类。

电源切换模块63根据垃圾分类识别判断模块7识别并判断的垃圾类别，将电源与对应垃圾类别的内仓3开合装置4的电机5接通，电机5开始旋转，带动开合装置4中的蜗轮42转动，蜗轮42转动带动齿条41弧形移动，齿条41弧形移动带动内仓3以转轴35位轴心在轴套17内逆时针旋转打开；同时，垃圾分类互锁模块81闭锁其他类型垃圾内仓3的控制回路，防止不同类型垃圾内仓3同时打开，影响正确投放垃圾；当内仓打开至设定开度时，限位模块62启动电源切换模块63切断电机5与电源的连接，并将电源切至与开度保持模块64连接；同时，延时模块65开始计时，经过15秒后，延时模块65启动电源切换模块63切断开度保持模块64与电源的连接，并切换三相交流电源与电机5的连接相序，电机5反向旋转，带动开合装置4反转带动齿条41相反方向弧形移动，齿条41弧形移动带动内仓3以转轴35位轴心在轴套17内逆时针旋转关闭。内仓3的关闭防止垃圾箱内的气味四处飘散，影响室内空气质量。

本发明的这种家用智能分类垃圾箱，结构简单，设计巧妙，开合装置4采用蜗轮传动结构，结构简单紧凑，传动平稳，自锁性好，打开内仓3轻松省力。

这种家用智能分类垃圾箱分类智能化，含有两种垃圾分类识别模式，可分别实现语音与图像垃圾识别，不知道名字时可用图像识别模式，使垃圾分类的识别模式更多，增加了垃圾的可识别性，使垃圾分类更加方便、准确。

这种家用智能分类垃圾箱设有垃圾分类互锁模块81，可防止不同类型垃圾内仓3同时打开，避免周围环境噪音影响准确投放垃圾，提高垃圾分类的准确性。

这种家用智能分类垃圾箱上盖2智能化开启和关闭，投放垃圾时手不用触碰箱体，干净卫生，轻松省力。

这种家用智能分类垃圾箱内仓3打开投放垃圾之后自动关闭，可有效防止垃圾气味飘散，有利于提高室内空气质量。

这种家用智能分类垃圾箱结构简单，设计巧妙，节省空间，降低成本，无需上盖式垃圾桶额外留出上盖的打开空间，可回收垃圾内仓和不可回收垃圾内仓相互独立，即使是家用垃圾箱也干净卫生，在家扔垃圾时就已经把垃圾分类做好，再去倒垃圾时不用再把具体的每个垃圾进行分类，更加省心。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (10)

1.一种家用智能分类垃圾箱，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)前侧板(11)上至少设置两个内仓孔(2)，所述内仓孔(2)内安装有内仓(3)，所述内仓(3)外侧板(31)外侧设置有开合装置(4)，所述开合装置(4)与电机(5)连接，所述电机(5)与控制模块(6)连接，所述控制模块(6)与垃圾分类识别判断模块(7)连接；所述控制模块(6)设置在外壳(1)的后侧板(12)内面，所述外壳(1)前侧板(11)上部设置有麦克风孔(13)和红外摄像头孔(14)；

所述开合装置(4)包括固定在外侧板(31)外侧的齿条(41)，所述齿条(41)与蜗轮(42)啮合连接，蜗轮(43)与电机(5)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述控制模块(6)包括垃圾分类互锁模块(61)、限位模块(62)、电源切换模块(63)、开度保持模块(64)、延时模块(65)，所述电源切换模块(63)分别与垃圾分类互锁模块(61)、限位模块(62)、开度保持模块(64)、延时模块(65)连接，所述限位模块(62)分别与开度保持模块(64)、延时模块(65)连接。

3.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述垃圾分类识别判断模块(7)包括语音识别判断模块(71)和图像处理判断模块(72)。

4.根据权利要求3所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述语音识别判断模块(71)包括麦克风(711)、模数转换模块(712)、语音判断模块(713)，所述麦克风(711)与模数转换模块(712)连接，所述模数转换模块(712)与语音判断模块(713)连接，所述麦克风(711)端口穿过麦克风孔(11)。

5.根据权利要求3所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述图像处理判断模块(72)包括红外扫描摄像头(721)、图像处理模块(722)和图像判断模块(723)，所述红外扫描摄像头(721)与图像处理模块(722)连接，所述图像处理模块(722)与图像判断模块(723)连接，所述红外扫描摄像头(721)端口穿过红外扫描摄像头孔(12)。

6.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述齿条(41)为以内仓(3)前侧板一(32)、外侧板(31)、底板(34)的交点为圆心形成的弧形齿条。

7.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述外壳(1)左侧板(15)内侧/右侧板(16)内侧与电机(6)对应安装的位置分别固定设置有安装罩(8)，所述安装罩(8)倾斜设置在外壳(1)左侧板(15)内侧/右侧板(16)内侧，所述电机(5)安装在安装罩(8)内，所述内仓(3)底部所在的外壳(1)底板(17)上均匀间隔设置有凸起(18)。

8.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述内仓(3)至少包括可回收内仓和不可回收内仓，所述内仓(3)的前侧板一(32)高于后侧板一(33)，内仓(3)形成的内仓口所在面为弧形面。

9.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述内仓(3)外侧板(31)外侧固定有向外壳(1)左侧板(15)内侧/右侧板(16)内侧延伸的转动轴(35)，外壳(1)上与转动轴(35)配合固定设置有轴套(17)，所述转动轴(35)与轴套(17)转动连接。

10.根据权利要求1所述的一种家用智能分类垃圾箱，其特征在于：所述内仓孔(2)上下布置或者左右布置。

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