CN111619990A - 一种基于智能辨识分类的垃圾桶 - Google Patents

一种基于智能辨识分类的垃圾桶 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于智能辨识分类的垃圾桶，包括垃圾桶外壳以及位于垃圾桶外壳内的微型压力传感器、CPU处理器、检测相机、机械臂控制器、机械臂、机械手、传动带、滤板、污水收集桶、超声波传感器、电机、分类相机和各类垃圾对应的垃圾桶；微型压力传感器、检测相机、机械臂控制器、超声波传感器、电机和分类相机都与CPU处理器连接；垃圾桶外壳上设有入口；微型压力传感器和检测相机安装在垃圾桶外壳上的入口处；传动带位于垃圾桶外壳上的入口下方；滤板倾斜布置，相对的两端中一端靠近垃圾桶外壳上的入口，另一端靠近传动带；污水收集桶位于滤板的下方；超声波传感器安装在传动带上；各类垃圾对应的垃圾桶位于传动带的下方。

Description

一种基于智能辨识分类的垃圾桶
技术领域
本发明属于垃圾桶技术领域，涉及一种基于智能辨识分类的垃圾桶。
背景技术
针对智能辨识分类多功能垃圾桶，目前市场上，大部分采用大型垃圾处理站的形式，但是居民和清洁人员对垃圾桶满溢情况不能提前了解，而且快节奏的生活方式，居民没有较多的时间进行精准的垃圾分类，人工分类效率极低不能满足现代生活的需要。大型垃圾处理站的建成需要花费大量的时间和金钱，商业和社会价值偏低。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种基于智能辨识分类的垃圾桶。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于智能辨识分类的垃圾桶，包括垃圾桶外壳以及位于垃圾桶外壳内的微型压力传感器、CPU处理器、检测相机、机械臂控制器、机械臂、机械手、传动带、滤板、污水收集桶、超声波传感器、电机、分类相机和各类垃圾对应的垃圾桶；
垃圾桶外壳上设有入口；
微型压力传感器安装在垃圾桶外壳上的入口处，用于在有垃圾袋放入时发送电信号至电箱体处的CPU处理器；
CPU处理器用于在收到电信号后控制检测相机拍照；
检测相机安装在垃圾桶外壳上的入口处，用于拍照获取图片并发送至CPU处理器；
CPU处理器还用于运用图像识别功能对图片进行分析，确定垃圾袋的坐标值，并根据机械臂的坐标值和垃圾袋的坐标值规划机械臂的运行路径I后，发送启动指令和机械臂的运行路径I至机械臂控制器；
机械臂控制器用于在收到启动指令和机械臂的运行路径I后，驱动机械臂带动机械手到达垃圾袋位置处，并将垃圾袋撕破；
传动带位于垃圾桶外壳上的入口下方；
滤板倾斜布置，相对的两端中一端靠近垃圾桶外壳上的入口，另一端靠近传动带；
污水收集桶位于滤板的下方；
超声波传感器安装在传动带上，用于在检测到有垃圾进入时，发送声波信号I至CPU处理器；
CPU处理器还用于在收到声波信号I后发送启动信号至电机；
电机用于在收到启动信号后，驱动传送带运行，将垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域；
超声波传感器还用于在垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域后，发送声波信号II至CPU处理器；
CPU处理器还用于在收到声波信号II后控制分类相机拍照；
分类相机安装在分类相机与机械臂的共同工作区域的上方，用于获取图片并发送至CPU处理器；
CPU处理器还用于基于深度学习算法确定图片中各垃圾所属的类别，同时确定各垃圾的坐标值，并根据图片中各垃圾对应的垃圾桶的坐标值和各垃圾的坐标值规划机械臂的运行路径II后，发送启动指令和机械臂的运行路径II至机械臂控制器；
机械臂控制器还用于在收到启动指令和机械臂的运行路径II后，驱动机械臂带动机械手将各垃圾先后放入对应的垃圾桶后复位；
各类垃圾对应的垃圾桶位于传动带的下方。
本发明的基于智能辨识分类的垃圾桶进行垃圾分类的过程如下：
当有垃圾袋放入到垃圾桶外壳上的入口时，微型压力传感器发送电信号至电箱体处的CPU处理器，CPU处理器在收到电信号后控制检测相机拍照，获取图片并发送至CPU处理器，CPU处理器运用图像识别功能对图片进行分析，确定垃圾袋的坐标值，并根据机械臂的坐标值(为机械臂处于初始位置时的坐标值，存储在CPU处理器中，机械臂每次运动后都会进行复位)和垃圾袋的坐标值规划机械臂的运行路径I后，发送启动指令和机械臂的运行路径I至机械臂控制器，机械臂控制器收到启动指令和机械臂的运行路径I后，驱动机械臂带动机械手到达垃圾袋位置处，并将垃圾袋撕破，由于传动带位于垃圾桶外壳上的入口下方，滤板倾斜布置，相对的两端中一端靠近垃圾桶外壳上的入口，另一端靠近传动带，因此垃圾袋被撕破后，垃圾会顺着滤板滑动到传动带上，滑动过程中垃圾袋中携带的污水透过滤板流入污水收集桶，传动带上的超声波传感器检测到有垃圾进入时，发送声波信号I至CPU处理器，CPU处理器在收到声波信号I后发送启动信号至电机，电机收到CPU处理器发出的启动信号后，驱动传送带运行，将垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域，垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域后，超声波传感器发送声波信号II至CPU处理器，CPU处理器在收到声波信号II后控制分类相机拍照，获取图片并发送至CPU处理器，CPU处理器基于深度学习算法确定图片中各垃圾所属的类别，同时确定各垃圾的坐标值，并根据图片中各垃圾对应的垃圾桶的坐标值(垃圾桶的位置是保持不变的，垃圾桶的坐标值存储在CPU处理器中)和各垃圾的坐标值规划机械臂的运行路径II后，发送启动指令和机械臂的运行路径II至机械臂控制器，机械臂控制器收到启动指令和机械臂的运行路径II后，驱动机械臂带动机械手将各垃圾先后放入对应的垃圾桶后复位。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，还包括位于垃圾桶外壳内的清洗装置；清洗装置安装在传送带的上方，用于清洗沾染在传送带上的异物；污水收集桶同时位于滤板和清洗装置的下方。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，还包括位于垃圾桶外壳内的压力传感器、超声波距离传感器和Wifi模块；压力传感器安装在各类垃圾对应的垃圾桶的下方，用于检测各类垃圾对应的垃圾桶内垃圾的质量，并在超过设定值时控制Wifi模块发送信号至CPU处理器；超声波距离传感器安装在各类垃圾对应的垃圾桶的上方，用于检测各类垃圾对应的垃圾桶的填充情况，并在填满时控制Wifi模块发送信号至CPU处理器。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，还包括位于垃圾桶外壳内的温度湿度传感器、烟雾传感器和智能报警器；温度湿度传感器用于检测垃圾桶外壳内的湿度和温度，并发送至CPU处理器；烟雾传感器用于检测垃圾桶外壳内的烟雾含量，并发送至CPU处理器；CPU处理器还用于在湿度、温度或烟雾含量超过设定值时发送启动信号至智能报警器；智能报警器与手机APP信号连接，用于在收到启动信号后在手机APP上提醒工作人员及时清理。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，还包括位于垃圾桶外壳内的蓄电池和太阳能电池板；蓄电池用于为电机和CPU处理器供电；太阳能电池板用于在蓄电池电量不足时对其进行充电。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，电机和CPU处理器与公共电网连接，当蓄电池电能耗尽且太阳能电池板无法对蓄电池进行充电时，电机和CPU处理器依靠公共电网供电，蓄电池、太阳能电池板和公共电网保证了电机和CPU处理器始终有电。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，还包括安装在垃圾桶外壳上的GPS定位系统，GPS定位系统用于实时定位垃圾桶外壳的坐标，本发明的垃圾桶利用物联网实现精准定位，居民利用智能垃圾桶衍生品充分了解附近垃圾桶的具体位置及余量情况，通过线上线下互动模式为居民生活带来更多便利。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，还包括安装在垃圾桶外壳底部的脚轮，以便于移动。
如上所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，各类垃圾对应的垃圾桶为有害垃圾桶、湿垃圾桶、干垃圾桶和可回收垃圾桶。
有益效果：
(1)本发明的基于智能辨识分类的垃圾桶通过深度学习算法解决了垃圾分类难题，大大减少了人工分类的时间成本，具有经济效应；
(2)本发明的基于智能辨识分类的垃圾桶通过GPS定位系统以及5G网络传输，实现垃圾桶存放地的智能定位，多项传感器实施监测垃圾桶状态便于工作人员及时做好管理工作；
(3)本发明的基于智能辨识分类的垃圾桶自带太阳能电池板，在条件允许时会将光能转换为电能并存储在蓄电池中，若蓄电池电能用尽则会使用公共电网中的电能，使用清洁能源可以更好地保护环境。
附图说明
图1为基于智能辨识分类的垃圾桶的整体结构示意图；
图2为基于智能辨识分类的垃圾桶的前视图；
图3为基于智能辨识分类的垃圾桶的后视图；
图4为基于智能辨识分类的垃圾桶的左视图；
图5为基于智能辨识分类的垃圾桶的右视图；
其中，1-太阳能电池板，2-传送带，3-垃圾桶外壳，4-CPU处理器，5-脚轮，6-门板，7-挡板，8-机械臂，9-废料槽，10-超声波距离传感器，11-污水收集桶，12-有害垃圾桶，13-湿垃圾桶，14-检测相机，15-机械手，16-温度湿度传感器，17-清洗装置，18-智能报警器，19-干垃圾桶，20-电机，21-可回收垃圾桶。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种基于智能辨识分类的垃圾桶，如图1～5所示，由垃圾桶外壳3、位于垃圾桶外壳3内的多个部件、安装在垃圾桶外壳3上的GPS定位系统、安装在垃圾桶外壳3底部的脚轮5组成；
位于垃圾桶外壳3内的多个部件为微型压力传感器、CPU处理器4、检测相机14、机械臂控制器、机械臂8、机械手15、传动带、滤板、污水收集桶11、超声波传感器、电机20、分类相机、各类垃圾对应的垃圾桶(有害垃圾桶12、湿垃圾桶13、干垃圾桶19和可回收垃圾桶21)、清洗装置17、压力传感器、超声波距离传感器10、Wifi模块、温度湿度传感器16、烟雾传感器、智能报警器18、蓄电池、太阳能电池板1、门板6、挡板7和废料槽9；
垃圾桶外壳3上设有入口；
微型压力传感器安装在垃圾桶外壳3上的入口处，用于在有垃圾袋放入时发送电信号至电箱体处的CPU处理器4；
CPU处理器4用于在收到电信号后控制检测相机14拍照；
检测相机14安装在垃圾桶外壳3上的入口处，用于拍照获取图片并发送至CPU处理器4；
CPU处理器4还用于运用图像识别功能对图片进行分析，确定垃圾袋的坐标值，并根据机械臂8的坐标值和垃圾袋的坐标值规划机械臂8的运行路径I后，发送启动指令和机械臂8的运行路径I至机械臂控制器；
机械臂控制器用于在收到启动指令和机械臂8的运行路径I后，驱动机械臂8带动机械手15到达垃圾袋位置处，并将垃圾袋撕破；
传动带位于垃圾桶外壳3上的入口下方；
滤板倾斜布置，相对的两端中一端靠近垃圾桶外壳3上的入口，另一端靠近传动带；
污水收集桶11位于滤板的下方；
超声波传感器安装在传动带上，用于在检测到有垃圾进入时，发送声波信号I至CPU处理器4；
CPU处理器4还用于在收到声波信号I后发送启动信号至电机20；
电机20用于在收到启动信号后，驱动传送带2运行，将垃圾输送至分类相机与机械臂8的共同工作区域；
超声波传感器还用于在垃圾输送至分类相机与机械臂8的共同工作区域后，发送声波信号II至CPU处理器4；
CPU处理器4还用于在收到声波信号II后控制分类相机拍照；
分类相机安装在分类相机与机械臂8的共同工作区域的上方，用于获取图片并发送至CPU处理器4；
CPU处理器4还用于基于深度学习算法确定图片中各垃圾所属的类别，同时确定各垃圾的坐标值，并根据图片中各垃圾对应的垃圾桶的坐标值和各垃圾的坐标值规划机械臂8的运行路径II后，发送启动指令和机械臂8的运行路径II至机械臂控制器；
机械臂控制器还用于在收到启动指令和机械臂8的运行路径II后，驱动机械臂8带动机械手15将各垃圾先后放入对应的垃圾桶后复位；
各类垃圾对应的垃圾桶位于传动带的下方；
清洗装置17安装在传送带2的上方，用于清洗沾染在传送带2上的异物；污水收集桶11同时位于滤板和清洗装置17的下方；
门板6用于为机械手工作营造一个独立的空间；
挡板7用于防止垃圾袋中垃圾在撕扯中飞溅出来；
废料槽9作用是垃圾袋中的垃圾废水在滤网处过滤之后会流入废料槽9中，之后顺着废料槽9滑入污水收集桶；
压力传感器安装在各类垃圾对应的垃圾桶的下方，用于检测各类垃圾对应的垃圾桶内垃圾的质量，并在超过设定值时控制Wifi模块发送信号至CPU处理器4；超声波距离传感器10安装在各类垃圾对应的垃圾桶的上方，用于检测各类垃圾对应的垃圾桶的填充情况，并在填满时控制Wifi模块发送信号至CPU处理器4；
温度湿度传感器16用于检测垃圾桶外壳3内的湿度和温度，并发送至CPU处理器4；烟雾传感器用于检测垃圾桶外壳3内的烟雾含量，并发送至CPU处理器4；CPU处理器4还用于在湿度、温度或烟雾含量超过设定值时发送启动信号至智能报警器18；智能报警器18与手机APP信号连接，用于在收到启动信号后在手机APP上提醒工作人员及时清理；
蓄电池用于为电机20和CPU处理器4供电；太阳能电池板1用于在蓄电池电量不足时对其进行充电；
电机20和CPU处理器4与公共电网连接；
GPS定位系统用于实时定位垃圾桶外壳3的坐标。
本发明的基于智能辨识分类的垃圾桶进行垃圾分类的过程如下：
当有垃圾袋放入到垃圾桶外壳上的入口时，微型压力传感器发送电信号至电箱体处的CPU处理器，CPU处理器在收到电信号后控制检测相机拍照，获取图片并发送至CPU处理器，CPU处理器运用图像识别功能对图片进行分析，确定垃圾袋的坐标值，并根据机械臂的坐标值(为机械臂处于初始位置时的坐标值，存储在CPU处理器中，机械臂每次运动后都会进行复位)和垃圾袋的坐标值规划机械臂的运行路径I后，发送启动指令和机械臂的运行路径I至机械臂控制器，机械臂控制器收到启动指令和机械臂的运行路径I后，驱动机械臂带动机械手到达垃圾袋位置处，并将垃圾袋撕破，由于传动带位于垃圾桶外壳上的入口下方，滤板倾斜布置，相对的两端中一端靠近垃圾桶外壳上的入口，另一端靠近传动带，因此垃圾袋被撕破后，垃圾会顺着滤板滑动到传动带上，滑动过程中垃圾袋中携带的污水透过滤板流入污水收集桶，传动带上的超声波传感器检测到有垃圾进入时，发送声波信号I至CPU处理器，CPU处理器在收到声波信号I后发送启动信号至电机，电机收到CPU处理器发出的启动信号后，驱动传送带运行，将垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域，垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域后，超声波传感器发送声波信号II至CPU处理器，CPU处理器在收到声波信号II后控制分类相机拍照，获取图片并发送至CPU处理器，CPU处理器基于深度学习算法确定图片中各垃圾所属的类别，同时确定各垃圾的坐标值，并根据图片中各垃圾对应的垃圾桶的坐标值(垃圾桶的位置是保持不变的，垃圾桶的坐标值存储在CPU处理器中)和各垃圾的坐标值规划机械臂的运行路径II后，发送启动指令和机械臂的运行路径II至机械臂控制器，机械臂控制器收到启动指令和机械臂的运行路径II后，驱动机械臂带动机械手将各垃圾先后放入对应的垃圾桶后复位。

Claims (9)

1.一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征是：包括垃圾桶外壳以及位于垃圾桶外壳内的微型压力传感器、CPU处理器、检测相机、机械臂控制器、机械臂、机械手、传动带、滤板、污水收集桶、超声波传感器、电机、分类相机和各类垃圾对应的垃圾桶；
垃圾桶外壳上设有入口；
微型压力传感器安装在垃圾桶外壳上的入口处，用于在有垃圾袋放入时发送电信号至电箱体处的CPU处理器；
CPU处理器用于在收到电信号后控制检测相机拍照；
检测相机安装在垃圾桶外壳上的入口处，用于拍照获取图片并发送至CPU处理器；
CPU处理器还用于运用图像识别功能对图片进行分析，确定垃圾袋的坐标值，并根据机械臂的坐标值和垃圾袋的坐标值规划机械臂的运行路径I后，发送启动指令和机械臂的运行路径I至机械臂控制器；
机械臂控制器用于在收到启动指令和机械臂的运行路径I后，驱动机械臂带动机械手到达垃圾袋位置处，并将垃圾袋撕破；
传动带位于垃圾桶外壳上的入口下方；
滤板倾斜布置，相对的两端中一端靠近垃圾桶外壳上的入口，另一端靠近传动带；
污水收集桶位于滤板的下方；
超声波传感器安装在传动带上，用于在检测到有垃圾进入时，发送声波信号I至CPU处理器；
CPU处理器还用于在收到声波信号I后发送启动信号至电机；
电机用于在收到启动信号后，驱动传送带运行，将垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域；
超声波传感器还用于在垃圾输送至分类相机与机械臂的共同工作区域后，发送声波信号II至CPU处理器；
CPU处理器还用于在收到声波信号II后控制分类相机拍照；
分类相机安装在分类相机与机械臂的共同工作区域的上方，用于获取图片并发送至CPU处理器；
CPU处理器还用于基于深度学习算法确定图片中各垃圾所属的类别，同时确定各垃圾的坐标值，并根据图片中各垃圾对应的垃圾桶的坐标值和各垃圾的坐标值规划机械臂的运行路径II后，发送启动指令和机械臂的运行路径II至机械臂控制器；
机械臂控制器还用于在收到启动指令和机械臂的运行路径II后，驱动机械臂带动机械手将各垃圾先后放入对应的垃圾桶后复位；
各类垃圾对应的垃圾桶位于传动带的下方。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，还包括位于垃圾桶外壳内的清洗装置；清洗装置安装在传送带的上方，用于清洗沾染在传送带上的异物；污水收集桶同时位于滤板和清洗装置的下方。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，还包括位于垃圾桶外壳内的压力传感器、超声波距离传感器和Wifi模块；压力传感器安装在各类垃圾对应的垃圾桶的下方，用于检测各类垃圾对应的垃圾桶内垃圾的质量，并在超过设定值时控制Wifi模块发送信号至CPU处理器；超声波距离传感器安装在各类垃圾对应的垃圾桶的上方，用于检测各类垃圾对应的垃圾桶的填充情况，并在填满时控制Wifi模块发送信号至CPU处理器。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，还包括位于垃圾桶外壳内的温度湿度传感器、烟雾传感器和智能报警器；温度湿度传感器用于检测垃圾桶外壳内的湿度和温度，并发送至CPU处理器；烟雾传感器用于检测垃圾桶外壳内的烟雾含量，并发送至CPU处理器；CPU处理器还用于在湿度、温度或烟雾含量超过设定值时发送启动信号至智能报警器；智能报警器与手机APP信号连接，用于在收到启动信号后在手机APP上提醒工作人员及时清理。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，还包括位于垃圾桶外壳内的蓄电池和太阳能电池板；蓄电池用于为电机和CPU处理器供电；太阳能电池板用于在蓄电池电量不足时对其进行充电。
6.根据权利要求5所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，电机和CPU处理器与公共电网连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，还包括安装在垃圾桶外壳上的GPS定位系统，GPS定位系统用于实时定位垃圾桶外壳的坐标。
8.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，还包括安装在垃圾桶外壳底部的脚轮。
9.根据权利要求1所述的一种基于智能辨识分类的垃圾桶，其特征在于，各类垃圾对应的垃圾桶为有害垃圾桶、湿垃圾桶、干垃圾桶和可回收垃圾桶。
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