CN111099198B - 一种智能垃圾分类桶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能垃圾分类桶，包括树莓派、电源、摄像头和垃圾自动分类装置,所述树莓派分别与电源及摄像头相连接，所述树莓派中植有深度学习模型，所述摄像头用于捕捉倒入垃圾自动分类装置的垃圾图片并将图像反馈给深度学习模型，然后由树莓派对垃圾自动分类装置发出相关控制命令。本发明通过树莓派、图像识别技术及深度学习技术的结合，极大地提高垃圾识别的准确度，实现了对垃圾分类的智能分类和准确识别，识别准确度可达到95％以上。本发明的垃圾自动分类装置通过上下滑板及上下滑杆的配合，在内桶体内形成四个垃圾存放区，大大减少了垃圾收集装置的所占空间。

Description

一种智能垃圾分类桶

技术领域

本发明涉及一种自动垃圾分类装置，特别是指，一种智能垃圾分类桶，属于垃圾自动分类技术领域。

背景技术

垃圾分类是对垃圾收集处置传统方式的改革，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法，它可以最大限度地实现垃圾资源地利用，减少垃圾处置量，改善生存环境质量，同时能减少占地和对地下水地污染。面对日益增长的垃圾产量和环境状况恶化的局面，如何通过垃圾分类管理，最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置的数量，改善生存环境状态，是当前世界各国共同关注的迫切问题。我国垃圾分类仍然处于发展的低水平阶段。据不完全统计显示，2018年上海全市每日生活垃圾清运量接近2.6万吨，年均生活垃圾产生量超过900万吨，给环境和社会可持续发展带来较大压力。

目前，垃圾分类的主要方式主要是通过不同分类标识的垃圾桶对垃圾进行分类，完全依靠人们的自觉性。但由于垃圾种类实在过于庞大，且分类规则也十分繁多，尤其对于老人和小孩，想要完全分好垃圾种类，是存在一定困难的，此外，仍不排除有一小部分素质不高的公民不遵守分类垃圾的规章制度。这些都给垃圾分类工作带来了一定的困难。同时，由于垃圾的分类需要至少两个的垃圾桶，占用了大量的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在垃圾分类不够精准以及垃圾桶自身所占空间大的问题，提供一种智能垃圾分类桶，方便市民对垃圾进行精准分类。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种智能垃圾分类桶，包括树莓派、电源、摄像头和垃圾自动分类装置,所述树莓派分别与电源及摄像头相连接，所述树莓派中部署有深度学习模型，所述摄像头用于捕捉倒入垃圾自动分类装置的垃圾图片并将图像反馈给深度学习模型，然后由树莓派对垃圾自动分类装置发出相关控制命令。

进一步，所述垃圾自动分类装置包括外桶体、内桶体、上滑板、下滑板、上滑杆和下滑杆，所述外桶体由四块外侧板连接围成，所述内桶体位于外桶体中，它由四块内侧板连接围成，

左、右侧的两个内侧板在对应处由上至下各开设有第一、第二、第三滑槽，每个内侧板与外侧板之间沿水平向均连接有上、下隔板，所述上、下隔板位于第三滑槽的下方，左、右侧的两个内侧板的外壁上沿水平向由上至下固设靠近第一、第二滑槽的第一、第二滑轨，左右侧的两个上隔板上固设有平行于第三滑槽的第三滑轨，第一、第二、第三滑轨上分别安装有滑块，

所述上、下滑板的两端分别从两侧的第一、第二滑槽中向外伸出，所述第一、第二滑轨上的滑块分别与上、下滑板固接，所述上滑杆的两端从两侧的第三滑槽中向外伸出并与第三滑轨上的滑块连接，

位于前端的内、外侧板之间安装有位于左右两侧的第一、第二电机，后方的外侧板上相对第一、第二电机处固接有从动轮，两个电机的电机轴上均安装有主动轮，同一侧的主动轮、从动轮之间安装有闭环履带，所述上滑板与下滑板相对的两端分别与各自同侧的闭环履带固接，

前后端的两个上隔板上各安装有转轴，每个转轴的两端分别安装有同步轮，两个转轴同一端的同步轮分别通过长履带连接，所述上滑杆的两端分别与两个长履带连接，位于后端的内、外侧板之间安装有第三电机，第三电机的电机轴上安装带轮，位于后端的转轴上安装有转轮，所述带轮与转轮之间通过短履带连接，

前、后端的内侧板上沿水平向开设位于上下隔板之间的第四滑槽，第四滑槽下方的下隔板上均安装有第四滑轨，第四滑轨安装有滑块，所述下滑杆的两端从两侧的第四滑槽中向外伸出并与第四滑轨上的滑块连接，

左、右侧的下隔板上均安装转轴，每个转轴的两端分别安装有同步轮，两个转轴同一端的同步轮分别通过长履带连接，所述下滑杆的两端分别与长履带连接，位于左侧或右侧的内、外侧板之间安装有第四电机，第四电机的电机轴上安装带轮，同一侧的转轴上安装有转轮，第四电机电机轴上的带轮与同侧的转轮之间通过短闭环履带连接，

所述第一、第二、第三、第四电机分别与树莓派相连接。

进一步，所述第一电机、第二电机、第三电机及第四电机均为步进电机。

进一步，所述第一滑轨位于第一滑槽的上方，所述第二滑轨位于第二滑槽的下方，第二滑轨上的滑块与下滑板的底部固接。

进一步，所述第一、第二滑轨上的滑块侧面固接有L形的滑块履带连接架，所述闭环履带通过滑块履带连接架与滑块连接。

进一步，所述第一、第二滑轨上的滑块数量为两个。

进一步，所述内桶体的内侧板之间及外桶体的外侧板之间、上、下隔板与内、外侧板之间均通过角码连接。

进一步，所述转轴通过同步轴支架安装在上/下隔板上。

本发明的工作原理是，所述摄像头用于捕捉倒入垃圾自动分类装置的垃圾图片并将图像反馈给深度学习模型，然后由树莓派对垃圾自动分类装置发出相关控制命令，由相关电机带动上下滑板、上下滑杆的移动。上、下滑杆相互垂直，二者在内桶体内形成四个方块，可以用于容纳四种垃圾，在每个方块内将垃圾袋的一个角挂在内桶体的拐角处，另两个角分别挂在两个滑杆上，垃圾袋的第四个角挂在两根滑杆的相交处，通过上、下滑杆的移动，撑开不同种类的垃圾袋，完成了对垃圾的准确识别和收集。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过树莓派、图像识别技术及深度学习技术的结合，极大地提高垃圾识别的准确度，实现了对垃圾分类的智能分类和准确识别，识别准确度可达到95％以上。

2、本发明的垃圾自动分类装置通过上下滑板及上下滑杆的配合，在内桶体形成四个垃圾存放区，减少垃圾桶的数量，减少了垃圾收集装置的所占空间。

3、本发明能够替代传统的多个分离的带有不同垃圾标识的垃圾桶，充分利用像有害垃圾这种，垃圾量较少的情况，将空间资源分配给其他种类的垃圾，极大地节约了空间。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的连接原理图。

图2为本发明所涉及垃圾自动分类装置的内部结构示意图(右侧的部分部件未表示)。

图3为图2中A处的放大示意图。

图4为图2中B处的放大示意图。

图5为本发明所涉及垃圾自动分类装置的俯视图。

图6为垃圾自动分类装置去掉外侧板的主视图。

图7为图2中C处的放大示意图。

图8为垃圾自动分类装置去掉外侧板的左视图。

图9为垃圾自动分类装置去掉外侧板的右视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明，本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的优选实施例，而不是全部的实施例。

结合图1所示，一种智能垃圾分类桶，包括树莓派2、电源3、摄像头4和垃圾自动分类装置1,所述树莓派2分别与电源3及摄像头4相连接，所述树莓派2中部署有深度学习模型5，所述摄像头4用于捕捉倒入垃圾自动分类装置1的垃圾图片并将图像反馈给深度学习模型5，然后由树莓派2对垃圾自动分类装置1发出相关控制命令。

结合图2与图5所示，所述垃圾自动分类装置1包括外桶体、内桶体、上滑板12、下滑板13、上滑杆15和下滑杆16。参考图2与图5，所述外桶体由四块外侧板10连接围成，所述内桶体位于外桶体中，它由四块内侧板11连接围成。所述内桶体的内侧板11之间及外桶体的外侧板10之间分别通过角码45连接。

结合图3、图4、图6与图7，左、右侧的两个内侧板11在对应处由上至下各开设有第一、第二、第三滑槽110a、110b、110c，每个内侧板11与外侧板10之间沿水平向均连接有上、下隔板17、18，上、下隔板17、18与内、外侧板之间可通过角码45连接。所述上、下隔板17、18位于第三滑槽110c的下方，左、右侧的两个内侧板11的外壁上沿水平向由上至下固设靠近第一、第二滑槽的第一、第二滑轨19a、19b，左右侧的两个上隔板17上固设有平行于第三滑槽的第三滑轨19c，第一、第二、第三滑轨上分别安装有滑块20。所述上、下滑板12、13的两端分别从两侧的第一、第二滑槽110a、110b中向外伸出，所述第一、第二滑轨19a、19b上的滑块20分别与上、下滑板12、13固接，所述上滑杆15的两端从两侧的第三滑槽110c中向外伸出并与第三滑轨19c上的滑块20连接。第一滑槽110a的下边沿与第二滑槽110b上边沿的距离小于2mm，可使上、下滑板12、13之间的距离小于2mm。

结合图6、图7，为了合理利用空间，所述第一滑轨19a位于第一滑槽110a的上方，所述第二滑轨19b位于第二滑槽110b的下方，第二滑轨19b上的滑块20与下滑板13的底部固接。

结合图2、图5至图7所示，位于前端的内、外侧板之间安装有位于左右两侧的第一、第二电机23、24，后方的外侧板上相对第一、第二电机23、24处固接有从动轮26，第一、第二电机23、24的电机轴上均安装有主动轮25，同一侧的主动轮、从动轮之间安装有闭环履带30，所述上滑板12的一端与同侧的闭环履带30固接，所述下滑板13的相对一端与该端部同侧的闭环履带30固接。参考图3，所述第一、第二滑轨19a、19b上的滑块侧面固接有L形的滑块履带连接架8，所述闭环履带30通过滑块履带连接架8与滑块连接。

结合图2、图5、图6及图9所示，前、后端的两个上隔板17上各安装有转轴28，每个转轴的两端分别安装有同步轮35，两个转轴28同一端的同步轮分别通过长履带36连接，所述上滑杆15两端连接的滑块(即第三滑轨19c上的滑块)分别与长履带36连接，位于后端的内、外侧板之间安装有第三电机31，第三电机31的电机轴上安装带轮41，后端的转轴28上安装有转轮29，所述带轮41与转轮29之间通过短履带33连接。图2为了清晰表示内部结构，未示出前后端两个转轴28右侧的同步轮及长履带。所述转轴28通过同步轴支架46安装在上隔板17上。

结合图8、图9，前、后端的内侧板11上沿水平向开设有第四滑槽110d，第四滑槽110d的位置位于上、下隔板17、18之间，前后端的下隔板18上均安装有第四滑轨19d，第四滑轨19d安装有滑块20。同上滑杆15的安装原理相同，下滑杆16的安装方向与上滑杆15相垂直。同理，所述下滑杆16的两端从两侧的第四滑槽110d中向外伸出并与第四滑轨19d上的滑块连接，左右侧的下隔板18上均安装转轴28，每个转轴的两端分别安装有同步轮35，两个转轴28同一端的同步轮4分别通过长履带36连接，所述下滑杆16的两端分别与长履带36连接，位于左侧或右侧的内、外侧板之间安装有第四电机40，第四电机40的电机轴上安装带轮41，同一端的转轴28上安装有转轮29，第四电机电机轴上的带轮41与转轮29之间通过短履带33连接。

继续参考图1，垃圾自动分类装置1的第一电机23、第二电机24、第三电机31及第四电机40相连接由树莓派2控制驱动，所述第一、第二、第三、第四电机均为步进电机。

本发明的工作原理是，所述摄像头用于捕捉倒入垃圾自动分类装置的垃圾图片并将图像反馈给深度学习模型，然后由树莓派对垃圾自动分类装置发出相关控制命令，由相关电机带动上下滑板、上下滑杆的移动。上、下滑杆相互垂直，二者在内桶体内形成四个方块，可以用于容纳四种垃圾，在每个方块内将垃圾袋的一个角挂在内桶体的拐角处，另两个角分别挂在两个滑杆上，垃圾袋的第四个角挂在两根滑杆的相交处，通过上、下滑杆的移动，撑开不同种类的垃圾袋，完成了对垃圾的准确识别和收集。

以上所述，仅是本发明优选实施例的描述说明，并非对本发明保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能垃圾分类桶，其特征在于：

包括树莓派、电源、摄像头和垃圾自动分类装置,所述树莓派分别与电源及摄像头相连接，所述树莓派中部署有深度学习模型，所述摄像头用于捕捉倒入垃圾自动分类装置的垃圾图片并将图像反馈给深度学习模型，然后由树莓派对垃圾自动分类装置发出相关控制命令，

所述垃圾自动分类装置包括外桶体、内桶体、上滑板、下滑板、上滑杆和下滑杆，所述外桶体由四块外侧板连接围成，所述内桶体位于外桶体中，它由四块内侧板连接围成，

左、右侧的两个内侧板在对应处由上至下各开设有第一、第二、第三滑槽，每个内侧板与外侧板之间沿水平向均连接有上、下隔板，所述上、下隔板位于第三滑槽的下方，左、右侧的两个内侧板的外壁上沿水平向由上至下固设靠近第一、第二滑槽的第一、第二滑轨，左右侧的两个上隔板上固设有平行于第三滑槽的第三滑轨，所述第一、第二、第三滑轨上分别安装有滑块，

所述上、下滑板的两端分别从两侧的第一、第二滑槽中向外伸出，所述第一、第二滑轨上的滑块分别与上、下滑板固接，所述上滑杆的两端从两侧的第三滑槽中向外伸出并与第三滑轨上的滑块连接，

位于前端的内、外侧板之间安装有位于左右两侧的第一、第二电机，后方的外侧板上相对第一、第二电机处固接有从动轮，两个电机的电机轴上均安装有主动轮，同一侧的主动轮与从动轮之间安装有闭环履带，所述上滑板与下滑板相对的两端分别与各自同侧的闭环履带固接，

前、后端的两个上隔板上各安装有转轴，每个转轴的两端分别安装有同步轮，两个转轴同一端的同步轮分别通过长履带连接，所述上滑杆的两端分别与两个长履带连接，位于后端的内、外侧板之间安装有第三电机，第三电机的电机轴上安装带轮，位于后端的转轴上安装有转轮，所述带轮与转轮之间通过短履带连接，

前、后端的内侧板上沿水平向开设位于上下隔板之间的第四滑槽，第四滑槽下方的下隔板上均安装有第四滑轨，第四滑轨上安装有滑块，所述下滑杆的两端从两侧的第四滑槽中向外伸出并与第四滑轨上的滑块连接，

位于左、右侧的下隔板上均安装转轴，每个转轴的两端分别安装有同步轮，两个转轴同一端的同步轮分别通过长履带连接，所述下滑杆的两端分别与长履带连接，位于左侧或右侧的内、外侧板之间安装有第四电机，第四电机的电机轴上安装带轮，同一侧的转轴上安装有转轮，第四电机电机轴上的带轮与同侧的转轮之间通过短闭环履带连接，

所述第一、第二、第三、第四电机分别与树莓派相连接。

2.根据权利要求1所述的智能垃圾分类桶，其特征在于：

所述第一电机、第二电机、第三电机及第四电机均为步进电机。

3.根据权利要求1所述的智能垃圾分类桶，其特征在于：

所述第一滑轨位于第一滑槽的上方，所述第二滑轨位于第二滑槽的下方，第二滑轨上的滑块与下滑板的底部固接。

4.根据权利要求1所述的智能垃圾分类桶，其特征在于：

所述第一、第二滑轨上的滑块侧面固接有L形的滑块履带连接架，所述闭环履带通过滑块履带连接架与滑块连接。

5.根据权利要求1所述的智能垃圾分类桶，其特征在于：

所述第一、第二滑轨上的滑块数量为两个。

6.根据权利要求1所述的智能垃圾分类桶，其特征在于：

所述内桶体的内侧板之间及外桶体的外侧板之间，上、下隔板与内、外侧板之间均通过角码连接。

7.根据权利要求1所述的智能垃圾分类桶，其特征在于：

所述转轴通过同步轴支架安装在上、下隔板上。

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