CN111717561A - 小吞纳量智能垃圾分类装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于垃圾分类技术领域,具体涉及一种小吞纳量智能垃圾分类装置,旨在解决现有技术中自动垃圾分类装置可使用性不足的问题。本发明提供一种小吞纳量智能垃圾分类装置,包括垃圾分类装置本体和控制器,垃圾分类装置本体设有垃圾投入口、垃圾运送移动箱以及多个分类垃圾容器;垃圾运送移动箱周侧设置有垃圾检测机构,控制器基于垃圾检测机构的检测结果,控制垃圾运送移动箱将垃圾投入至指定分类垃圾容器内。本发明的智能垃圾分类装置可以实现垃圾投入检测、垃圾品类识别、非刚体垃圾压缩、垃圾自动投放、垃圾装填状态检测、固液分离等多项功能,从硬件设计和工作流程上保证装置安全作业,防止垃圾误投,空间使用率高,具有广泛的应用前景。

Description

小吞纳量智能垃圾分类装置
技术领域
本发明属于垃圾分类技术领域,具体涉及一种小吞纳量智能垃圾分类装置。
背景技术
现有技术中,非居民生活区的公共区域比如商场、景区等场所,人们会产生废弃垃圾,在这些场合中人们一次丢弃的垃圾通常为单一品类,便于分类。但是由于人们环保意识差,投递垃圾时不会参照垃圾箱上的分类标志对垃圾进行分类分箱投放,导致分类垃圾箱形同虚设。因此现有技术中,非居民生活区的公共区域需要一种智能垃圾箱,以实现垃圾分类放置。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有技术中自动垃圾分类装置可使用性不足的问题。本发明提供一种小吞纳量智能垃圾分类系统,包括垃圾分类装置本体和控制器,所述垃圾分类装置本体设有垃圾投入口,以及设置于所述垃圾投入口下方的垃圾运送移动箱以及多个分类垃圾容器;所述垃圾运送移动箱周侧设置有垃圾检测机构,所述控制器基于所述垃圾检测机构的检测结果,控制所述垃圾运送移动箱将垃圾投入至指定分类垃圾容器内;
所述垃圾分类装置本体设置有第一构件、第二构件、第三构件,所述垃圾投入口设置有第一装配部,所述第一构件通过所述第一装配部可转动地设置于所述垃圾投入口,所述第一构件设置有第二装配部;
所述第二构件为可伸缩驱动构件,所述第二构件与所述控制器通过通信链路连接,所述第二构件的固定部固设于所述垃圾分类装置本体,所述第二构件的活动部通过所述第二装配部与所述第一构件连接,所述控制器通过控制所述第二构件活动部的伸缩运动控制所述第一构件转动;
所述第三构件包括连接部和遮挡部,所述连接部与所述遮挡部连接,所述连接部与所述第二构件的活动部连接,所述遮挡部设置于所述垃圾检测机构与所述垃圾运送移动箱之间,所述第二构件活动部的伸缩运动能够带动所述遮挡部上下移动。
在一些优选技术方案中,所述垃圾分类装置本体包括具有容纳空间且上端开口的本体结构,所述容纳空间用于固定所述多个分类垃圾容器,所述本体结构背离所述垃圾投入口一侧的侧壁上设置有多个分隔门,所述多个分隔门分别与所述多个分类垃圾容器对应配合,各所述分隔门分别与所述本体结构的底板铰接并能够绕其与所述底板的铰接部旋转。
在一些优选技术方案中,所述垃圾检测机构包括图像采集机构和灯光补偿机构,所述灯光补偿机构设置于所述图像采集机构上方,用于为所述图像采集机构提供灯光补偿。
在一些优选技术方案中,所述垃圾分类装置本体设置有相互平行的第一轨道和第二轨道,所述第一轨道、所述第二轨道均设置于所述垃圾投入口下方;
所述垃圾运送移动箱的外部设置有第一动力装置,所述第一动力装置与所述控制器通信连接;
所述垃圾运送移动箱通过第四构件装设于所述第二轨道,所述第一动力装置通过第五构件与所述第一轨道配合,所述垃圾运送移动箱在所述第一动力装置的驱动下能够沿所述第二轨道延伸方向滑动。
在一些优选技术方案中,所述垃圾运送移动箱的壳体底部设置有第一装配部,所述垃圾运送移动箱的底部托板具有与所述第一装配部滑动配合的第二装配部,所述底部托板通过所述第二装配部装设于所述壳体底部;
所述垃圾运送移动箱的壳体外部设置有第二动力装置,所述第二动力装置与所述控制器通信连接,所述第二动力装置通过第一传动机构驱动所述垃圾运送移动箱的底部托板相对于所述壳体横向移动。
在一些优选技术方案中,所述垃圾运送移动箱的壳体内部设置有沿水平方向延伸的第三轨道,以及竖直设置于所述壳体内部能够沿所述第三轨道延伸方向移动的压缩板;
所述垃圾运送移动箱的壳体侧壁上设置有沿水平方向延伸的槽,所述压缩板具有第三装配部,所述第三装配部通过所述槽向所述壳体侧壁外部延伸;
所述垃圾运送移动箱的壳体外部设置有第三动力装置和第二传动机构,所述第三动力装置与所述控制器通信连接,所述压缩板通过所述第三装配部与所述第二传动机构连接,所述第三动力装置通过第二传动机构驱动所述压缩板水平移动。
在一些优选技术方案中,所述垃圾分类装置本体设置有储液槽,所述分类垃圾容器的底部为活动托板,且所述活动托板打开时,所述分类垃圾容器与所述储液槽连通。
在一些优选技术方案中,所述储液槽前表面由透明材质制成,所述储液槽底面与水平面的夹角为锐角,所述储液槽底部设置有排液阀。
在一些优选技术方案中,各所述分类垃圾容器上方分别设置有第一传感器,所述第一传感器用于检测其对应地所述分类垃圾容器内的满空状态,所述第一传感器与所述控制器通信连接,所述控制器基于所述第一传感器的检测信号控制显示机构进行显示,多个所述显示机构设置于所述垃圾分类装置本体外部,并分别与多个所述分类垃圾容器对应。
在一些优选技术方案中,所述垃圾投入口设置有第二传感器,所述第二传感器用于检测垃圾是否进入所述垃圾投入口,所述控制器基于所述第二传感器的检测结果控制所述第二构件活动部的伸缩运动。
本发明的有益效果:
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置具备自检和自我保护功能,开机检测并归位垃圾运送箱到正确位置,避免设备不正常关闭重启后垃圾误投;具备检测机构防喷溅保护,避免垃圾导致镜头污染造成垃圾识别失败,安全可靠。
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置的空间使用率高,其一,分类装置具备垃圾压缩功能,在非刚体垃圾投入到对应分类垃圾容器前对垃圾进行压缩,减少了占用分类垃圾容器空间;其二,垃圾运送箱底部托板横向开闭,减少了占用储放垃圾的空间。
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置具备固液分离功能,分类垃圾容器底部为活动底板,当放置在垃圾分类装置本体内部盛放垃圾时,底板被凸起触杆顶起,液体垃圾可以流入下部储液池;当需要清理垃圾取出分类垃圾容器时,底板闭合,避免液体四处淋漓。
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置在可以保证安全作业,垃圾投入口设置投入传感器,在硬件设计和工作流程上保证当用户投入垃圾动作完成后再关闭投入门,既避免用户夹伤又防止垃圾误投。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明一种实施例的小吞纳量智能垃圾分类装置整体结构透视图;
图2为本发明一种实施例中垃圾分类装置本体的结构示意图;
图3为本发明一种实施例中垃圾投入部分的结构示意图;
图4为本发明一种实施例中垃圾运送移动箱的结构示意图;
图5为本发明一种实施例中垃圾运送移动箱前视图;
图6为本发明一种实施例中垃圾运送移动箱仰视图;
图7为本发明一种实施例中垃圾检测机构的结构示意图;
图8为本发明一种实施例中分类垃圾容器结构示意图;
图9为本发明一种实施例中分类垃圾容器内部剖视图;
图10为本发明一种实施例中垃圾分类装置内部剖面左视图;
图11为本发明一种实施例的垃圾分类装置工作流程图
附图标记列表:
1-垃圾分类装置本体;2-垃圾投入口,21-红外传感器,22-推拉门,23-推杆,24-牵引线,25-相机挡板;3-控制器;4-相机,41-补光灯;5-垃圾运送移动箱,51-行程电机,52-齿轮,53-齿条,54-滑块,55-导轨,56-推拉电机,57-底部托板,58-压缩电机,59-齿轮,510-传送杆,511-底板传送带,512-压缩板传送带,513-压缩板;6-到位传感器;7-垃圾桶,71-红外传感器,72-垃圾桶活动底板;8-位置检测传感器;9-指示灯;10-储液池,101-排液阀,102-液位窗,103-凸起触杆。
具体实施方式
为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明的一种小吞纳量智能垃圾分类装置,包括垃圾分类装置本体和控制器,所述垃圾分类装置本体设有垃圾投入口,以及设置于所述垃圾投入口下方的垃圾运送移动箱以及多个分类垃圾容器;所述垃圾运送移动箱周侧设置有垃圾检测机构,所述控制器基于所述垃圾检测机构的检测结果,控制所述垃圾运送移动箱将垃圾投入至指定分类垃圾容器内;其中,
所述垃圾分类装置本体设置有第一构件、第二构件、第三构件,所述垃圾投入口设置有第一装配部,所述第一构件通过所述第一装配部可转动地设置于所述垃圾投入口,所述第一构件设置有第二装配部;
所述第二构件为可伸缩驱动构件,所述第二构件与所述控制器通过通信链路连接,所述第二构件的固定部固设于所述垃圾分类装置本体,所述第二构件的活动部通过所述第二装配部与所述第一构件连接,所述控制器通过控制所述第二构件活动部的伸缩运动控制所述第一构件转动;
所述第三构件包括连接部和遮挡部,所述连接部与所述遮挡部连接,所述连接部与所述第二构件的活动部连接,所述遮挡部设置于所述垃圾检测机构与所述垃圾运送移动箱之间,所述第二构件活动部的伸缩运动能够带动所述遮挡部上下移动。
为了更清晰地对本发明小吞纳量智能垃圾分类装置进行说明,下面结合附图对本发明一种优选实施例进行展开详述。
作为本发明的一个优选实施例,本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置如图1所示,包括垃圾分类装置本体1和控制器3,垃圾分类装置本体1设有垃圾投入口2、设置于垃圾投入口2下方的垃圾运送移动箱5以及设置于垃圾运送移动箱5下方的多个分类垃圾容器7;垃圾运送移动箱5周侧设置有垃圾检测机构,控制器3基于垃圾检测机构的检测结果,控制垃圾运送移动箱5将垃圾投入至指定分类垃圾容器7内。
具体地,垃圾分类装置本体1用于承载垃圾分类所需的所有部件,垃圾分类装置本体1整体呈长方体结构,包括具有容纳空间且上端开口的本体结构,该容纳空间内部中空,用于固定多个分类垃圾容器7,本体结构背离垃圾投入口2一侧的侧壁上设置有多个分隔门,多个分隔门分别与多个分类垃圾容器7对应配合,各分隔门分别与本体结构的底板铰接并能够绕其与底板的铰接部旋转。在本发明的优选实施例中,参阅图2,垃圾分类装置本体1的本体结构下部由挡板分隔出四个独立空间,用于放置四个分类垃圾容器7;上部贯通,垃圾运送移动箱5在其间横向移动可到达每个分类垃圾容器7上方;框架周身包裹挡板,在装置后侧对应四个分类垃圾容器处设置四个与其对应地分隔门,分隔门上装有把手,可拉动把手使得分隔门绕其与底板的铰接部旋转,便于倾斜拉出挡板取出分类垃圾容器7,其余部分挡板固定安装;在本体结构上方中间位置挡板处开孔,使得垃圾可以进入;对应每个分类垃圾容器7,本体结构前挡板外表面可分别绘制可回收、厨余、有害、其他垃圾四种图案。
进一步地,垃圾分类装置本体1设置有第一构件、第二构件、第三构件,垃圾投入口2设置有第一装配部,第一构件通过第一装配部可转动地设置于垃圾投入口2,在本发明的优选实施例中,第一构件为推拉门22,第一装配部用于固定推拉门22,具体地,推拉门22通过合页固定在第一装配部上,进而推拉门22可转动地设置于垃圾投入口2,推拉门22设置于垃圾投入口2处,用于打开或关闭垃圾投入口2。本领域技术人员可随意设置第一装配部的位置,只要能够使得推拉门22可转动地设置于垃圾投入口2处即可。
进一步地,第二构件为可伸缩驱动构件,在本发明的优选实施例中,第二构件为可控推杆23,其与控制器3通过通信链路连接;推杆23的固定部固设于垃圾分类装置本体1,第一构件设置有第二装配部,活动部通过第二装配部与推拉门22连接,控制器3通过控制推杆23活动部的伸缩运动控制推拉门22转动,即控制器3通过控制推杆23活动部的伸缩运动控制推拉门22的转动以打开或关闭垃圾投入口2。本领域技术人员可随意设置第二装配部的位置,只要能够使得可控推杆23能够驱动推拉门22打开或关闭即可。本领域技术人员可以理解的是,第一装配部和第二装配部的结构可随意设置,只要第一装配部能够使得第一构件装设于垃圾投入口处,第二装配部能够使得第二构件与第一构件连接即可。
垃圾检测机构包括图像采集机构和灯光补偿机构,其中灯光补偿机构设置于图像采集机构上方,用于为图像采集机构提供灯光补偿,参阅图7,在本发明的优选实施例中,图像采集机构为相机4,灯光补偿机构为补光灯41。相机4用于采集投入垃圾的图像,图像用于后续识别垃圾种类,固定安装在主体框架后挡板内,视线倾斜向下,在一些实施例中,相机采用可见光彩色相机,采集垃圾的二维图像;在另一些实施例中,相机也可以采用RGBD相机或深度相机,同时采集垃圾的二维图像和三维信息。补光灯41用于为采集图像的相机4提供光照,固定安装在主体框架后挡板内,在一些实施例中,补光灯采用均质漫反射光源。
第三构件包括连接部和遮挡部,连接部与遮挡部连接,连接部与第二构件的活动部连接,遮挡部设置于垃圾检测机构与垃圾运送移动箱5之间,具体地,遮挡部设置于垃圾检测机构的检测处即相机4与垃圾运送移动箱5之间。第二构件活动部的伸缩运动能够带动遮挡部上下移动。在本发明的优选实施例中,第三构件设置于垃圾投入口2的内部,其连接部为牵引线24,遮挡部为相机挡板25,相机挡板25设置于垃圾检测机构与垃圾运送移动箱5之间,牵引线24一端与推杆23的活动部连接,另一端与相机挡板25连接,推杆23的活动部伸缩运动能够带动相机挡板25上下移动。可以理解的是,本发明的优选实施例中仅提供了第三构件的一种结构形式,本领域技术人员也可随意设置第三构件的结构,例如遮挡部和连接部为一体成型制造的结构;或者,第二构件和第三构件均设置于垃圾投入口外侧,且第二构件能够拉动第一构件向外旋转时,以使得第三构件的遮挡部向下运动,挡住检测机构,同理,第二构件使得第一构件向内旋转关闭垃圾投入口时,第三构件的遮挡部向上运动,以使得检测机构对垃圾进行检测,本领域技术人员可随意设置第二构件和第三构件的位置及结构。
进一步地,垃圾投入口2处还设置有第二传感器,第二传感器用于检测垃圾是否进入垃圾投入口2,控制器3基于第二传感器的检测结果控制第二构件活动部的伸缩运动。在发明的优选实施例中,第二传感器为红外传感器21。具体地,垃圾投入口2用于检测是否有垃圾投入,其呈长方体形状,罩装在主体框架上方开孔处;前表面装有推拉门22;下表面开放,与主体框架开孔处对接,其余表面封闭;内上侧壁装有推杆23,推杆23用于控制推拉门22打开或关闭,推拉门22右侧装有红外传感器21,可由传感器21的状态判断是否有垃圾投入;使用合页将推拉门22安装在投入口前面板上,推杆23为电推杆,推杆23伸缩运动可带动推拉门22开闭;推杆23活动端连接有牵引线24,牵引线24另一端为相机挡板25,当推杆23拉开推拉门22时,相机挡板25下落挡在相机4与垃圾运送移动箱5之间,防止垃圾污渍喷溅,当推杆23关闭推拉门22时,挡板25提起,相机4可采集垃圾图像;当垃圾投入时,传感器21会感应到信号变化,以此判定有垃圾投入。
继续参阅附图4-6,垃圾分类装置本体1设置有相互平行的第一轨道和第二轨道,第一轨道、第二轨道均设置于垃圾投入口2下方;
参阅图4,在本发明的优选实施例中,第一轨道为图示的齿条53,第二轨道为两个沿水平方向设置且与齿条53平行的导轨55,垃圾运送移动箱5的外部设置有第一动力装置,在一些优选实施例中第一动力装置包括行程电机51,行程电机51通过第五构件与齿条53配合,第五构件优选为与齿条53相互配合的齿轮52,齿轮52固设于行程电机51的输出轴上,并与齿条53相互啮合;行程电机51与控制器3通信连接。垃圾运送移动箱5通过第四构件装设于第二轨道,在本发明的优选实施例中第四构件优选为滑块54,四个滑块54均匀分布于垃圾运送移动箱5的上表面周侧,且四个滑块54两两一组均匀分布于两条导轨55上,垃圾运送移动箱5在行程电机51的驱动下能够沿导轨55的延伸方向滑动。
更进一步地,参阅图5,垃圾运送移动箱5的壳体底部设置有第一装配部,垃圾运送移动箱5的底部托板57具有与第一装配部滑动配合的第二装配部,垃圾运送移动箱5的底部托板57通过第二装配部装设于壳体底部;垃圾运送移动箱5的壳体外部设置有第二动力装置,第二动力装置的输出轴垂直于第一轨道设置。优选地,第二动力装置包括推拉电机56,推拉电机56与控制器3通信连接,推拉电机56通过第一传动机构驱动底部托板57相对于壳体横向移动。具体地,第一传动机构包括齿轮59、传动杆510以及底板传送带511,参阅附图,齿轮59固设于推拉电机56的输出轴上,传动杆510为两个,两个传动杆510上均设置有传动轮,该传动轮与齿轮59啮合,两个传动杆510均与底板传送带511配合,齿轮59转动能够带动两个传动杆510上的传动轮转动,进而带动同时与两个传动杆510配合的底板传送带511运动,底部托板57的第二装配部上设置有与底板传送带511相互配合的齿条,推拉电机56的输出轴转动带动齿轮59转动进而能够驱动底部托板57相对于壳体横向移动。
在本发明的一些优选实施例中,垃圾运送移动箱5的壳体内部设置有沿水平方向延伸的第三轨道,以及竖直设置于壳体内部能够沿第三轨道延伸方向移动的压缩513;垃圾运送移动箱5的壳体侧壁上设置有沿水平方向延伸的槽,压缩板513具有第三装配部,第三装配部通过该槽向壳体侧壁外部延伸;垃圾运送移箱5的壳体外部设置有第三动力装置和第二传动机构,在本发明的优选实施例中,第三动力装置优选为压缩电机58,压缩电机58的输出轴与推拉电机56的输出轴平行设置,压缩电机58与控制器3通信连接,压缩板513通过第三装配部与第二传动机构连接,第三动力装置通过第二传动机构驱动压缩板水平移动。进一步地,第二传动机构为带传动,其包括沿水平方向设置的压缩板传送带512,参阅附图,压缩电机58能够驱动压缩板传送带512移动,压缩板513的第三装配部穿过槽向壳体侧壁外部延伸并与压缩板传送带512配合固定,因此当压缩电机58驱动压缩板传送带512移动时能够带动压缩板513移动。
垃圾运送移动箱5用于在判别垃圾种类后将垃圾运送到对应分类垃圾容器,若判定垃圾为非刚体,则压缩垃圾然后将垃圾投入分类垃圾容器,若判定垃圾为刚体,则将垃圾投入分类垃圾容器但不压缩垃圾。箱体呈长方体结构,上表面开放,使得垃圾可以从投入口掉入移动箱;右表面外上部安装有行程电机51,行程电机51转轴呈竖直方向,行程电机51转轴套接有齿轮52,齿轮52与水平齿条53啮合,齿条53固定安装在垃圾分类装置本体上挡板内;垃圾运送移动箱5体前/后表面上部安装滑块54,滑块54附着在水平导轨55上,导轨55固定安装在垃圾分类装置本体上挡板内;垃圾运送移动箱5下表面为可推拉的底部托板57,左侧面外部装有推拉电机56,推拉电机56通过齿轮59、传送杆510、底板传送带511控制底部托板57横向移动,实现开闭,底部托板57关闭时垃圾运送移动箱5可盛放垃圾,底部托板57打开时垃圾掉入分类垃圾容器7;垃圾运送移动箱5左侧面外部还装有压缩电机58,压缩电机58通过传送带512带动压缩板513移动,压缩板513竖直安装在移动箱内部,压缩板513上下端有凸起嵌装在垃圾运送移动箱5内部第三轨道上,压缩板513的中部凸起为第三装配部,且固接在传送带512上,当判定垃圾为非刚体时,压缩电机58带动压缩板513压缩垃圾;移动箱体后表面有开孔,使得相机4可拍摄垃圾图像以及补光灯41照亮箱内空间;移动箱体初始时刻在垃圾投入口2下方,在运送完垃圾后也会回到垃圾投入口2下方。
在一些实施例中,动力装置优选采用57-81步进电机,动力装置输出轴可被控正转和反转,可接收输出轴转速控制信号,并向控制器3发送码盘信息。行程电机51通过齿轮52带动垃圾运送移动箱5在齿条53上左右移动;齿轮52半径为R,圆周齿数为30,垃圾运送移动箱5的步进位移为2πR/30,齿条53与齿轮52齿码对应,长度与垃圾分类装置本体1内侧横向长度相等,导轨55与齿条53等长,滑块54可在导轨55上滑动。推拉电机56带动底部托板57移动,底部托板57上设置有与底板传送带511配合的配合部,底板传送带511带动底部托板57运动。当垃圾运送移动箱5向右运动时,推拉电机56带动托板57向左打开,投放垃圾后电机56带动托板57向右关闭;当移动箱5向左运动时,电机56带动托板57向右打开,投放垃圾后电机56带动托板57向左关闭。电机58正传和反转带动压缩板513压缩和回位,电机具有堵转停止的功能,在另一些优选实施例中,也可以设计牵引绳带动压缩板513移动,另外也可以添加微应力感应器控制动力装置转动。
本发明还设置有移动箱到位传感器6,其用于确认垃圾运送移动箱5到达垃圾投入口2下方,固定安装在垃圾分类装置本体1后挡板内,在垃圾运送移动箱5由行程电机51驱动回位到垃圾投入口2下方时,到位传感器6感应到信号则通知控制器3停止行程电机51转动,确保垃圾运送移动箱5到达指定位置。
上述垃圾运送移动箱5有两种工作模态:移动到分类垃圾容器7上方和回动到垃圾投入口2下方;移动到分类垃圾容器7上方采用解算行程电机51转数(包括正转和反转)的控制方式,行程电机51转数的解算方法为m=l/(2πR),其中l为分类垃圾容器7中心线距垃圾投入口2中心线的水平距离,左侧为正,右侧为负,R为齿轮52的半径;回动到垃圾投入口2下方采用到位传感器6信号感应控制电机停转的方式;两种工作模态分别采用了相对控制和绝对控制的方式,利用到位传感器6控制动力装置停转的绝对控制可以保证移动箱5能够准确到达垃圾投入口2下方,其作用相当于对每次回位校准,避免了由系统误差导致多次往复运动后的位置漂移,利用转数控制的相对控制可以简化控制复杂度,减少硬件配置。
移动箱体位置传感器8,用于测量移动箱体5的位置,固定安装在主体框架左侧挡板内,可以测量移动箱体5距离传感器8的距离,根据基准距离D及测量的距离d解算出移动箱体的位置;在装置上电启动时判断移动箱体是否在指定的初始位置,其中基准距离为移动箱5在投入口2下方时移动箱5距离传感器8的距离,当d∈D±δ时认为移动箱5在指定的初始位置,其中δ为误差冗余,此处取1cm;否则当d<D-δ时,控制器3驱动电机51带动移动箱5向右移动,当d>D+δ时,控制器3驱动电机51带动移动箱5向左移动,当到位传感器6感应到信号后控制器3控制电机停转。
分类垃圾容器7,用于盛放分类垃圾,呈长方体形状,中空,总共四个,分别放置在主体框架下部分隔的四个内部空间中,通过推拉主体框架后侧把手可实现分类垃圾容器的放入和取出;分类垃圾容器7底部为活动底板72,当放置在框架内部盛放垃圾时,底板被凸起触杆103顶起,液体垃圾可以流入下部储液池;当需要清理垃圾取出分类垃圾容器时,底板72闭合,避免液体四处淋漓;在各分类垃圾容器7上方的垃圾分类装置本体1上相应位置处装有第一传感器,即图示的距离传感器71,其用于检测分类垃圾容器7内的垃圾存放量即垃圾满空状态,距离传感器71与控制器3通信连接,控制器3基于距离传感器71的检测信号控制显示机构进行显示,多个显示机构设置于垃圾分类装置本体1外部,并分别与多个分类垃圾容器7对应。当分类垃圾容器装满时控制器发出警报信息,传感器71在垃圾运送移动箱投放垃圾时不工作,以此避免垃圾填满和垃圾落入的混淆。
在一些优选实施例中,显示机构为指示灯9,指示灯9用于显示警报信息,当距离传感器71检测到分类垃圾容器7装满时,控制器3点亮对应的指示灯9,四个分类垃圾容器7分别有对应的指示灯9,指示灯9亮提醒工作人员清理分类垃圾容器7,在指示灯9点亮时,垃圾分类装置7不接收垃圾投入。
在一些优选实施例中,本发明还设置有储液池10,其用于盛放液体垃圾,放置在分类垃圾容器7下方,储液池10上表面开放,分类垃圾容器7底部为活动底板72打开时,分类垃圾容器7与储液槽10连通。储液池10前表面包括由透明材质制成的示位窗口,即图1所示的透明窗102,可观察池内液位;下表面储液槽底面与水平面的夹角为锐角,其与水平面倾斜且左前下角处最低,储液槽左前下角底部装有排液阀101。在另一些实施例中,储液池内可设置液位传感器测量液位情况。
可以理解的是,本发明的控制器3用于控制装置自动分类垃圾的全部工作流程,固定安装在垃圾分类装置本体1的右侧挡板内,与相机、电机、传感器等多种可控部件连接;控制器3与可控部件之间交互信息,从可控部件获取图像数据、状态数据等,通过图像处理模块、电机控制模块等各模块解析数据后,向各可控部件发送控制命令。
本发明的优选实施例中另一方面提供上述小吞纳量智能垃圾分类装置的系统工作流程,具体流程如下:
步骤S1:装置上电启动,初始化本发明所有传感器和可控器件的工作状态,关闭垃圾投入口2推拉门22,关闭垃圾运送移动箱5底部托板57,检测垃圾运送移动箱5是否在垃圾投入口2下方,若不在,则驱动垃圾运送移动箱5到垃圾投入口2下方;
步骤S2:分类垃圾容器7装填状态检测,检测每个分类垃圾容器7是否填满垃圾,若存在分类垃圾容器装满,则转步骤S3,否则转步骤S4;
步骤S3:满装分类垃圾容器7清理报警,点亮对应位置指示灯9,转步骤S2,等待垃圾清理完毕;清理垃圾需要工作人员操作,装置通过距离传感器71持续检测分类垃圾容器7的垃圾装填状态;
步骤S4:打开垃圾投入口2的推拉门22,等待垃圾投入,若有垃圾投入则关闭推拉门22,并转步骤S5,否则持续等待;打开推拉门22的动作由控制器3控制推杆23完成;垃圾投入动作由红外传感器21检测,没有垃圾投入时红外传感器21的状态为0,有垃圾投入时红外传感器21的状态为1,当红外传感器的状态经历了0→1→0的变化后,控制器3控制推杆23关闭推拉门22;关闭推拉门22可保证对当前垃圾识别、投放过程中没有新的垃圾投入,避免垃圾运送移动箱5离开垃圾投入口2下方时再有新的垃圾丢入不能被正确处理,同时此处的动作流程可避免关闭推拉门22时夹伤用户,保证安全作业;
步骤S5:垃圾种类检测,由相机4获取垃圾运送移动箱5内的垃圾图像,由控制器3的图像识别算法给出垃圾种类;
此处的图像识别算法采用一般物品分类与查表结合的方法,即通过一般物品分类方法得到垃圾的自然类别属性,再结合废弃物品与可回收、厨余、有害、其他垃圾的种类对照表对垃圾进行种类识别;此处一般物品分类方法通过预训练神经网络的方法得到,神经网络可用公开的网络结构;训练输入样本的获取方法为:将各种废弃瓶类、果皮等垃圾依次丢入垃圾运送移动箱5,由相机4拍摄垃圾图像作为训练样本,样本的对应输出类别为其自然物品属性;模型训练完成后,使用模型时,将拍摄的垃圾图像输入一般物品识别算法,算法给出垃圾属于瓶、果皮等各种类的可信度,可信度为0到1之间的小数,选择可信度最大的品类作为垃圾的自然种类识别的结果,再结合对照表得到垃圾属于可回收、厨余、有害、其他垃圾的归属。
步骤S6:垃圾运送到对应分类垃圾容器7,在判别垃圾种类后,由垃圾运送移动箱5将垃圾运送到对应分类垃圾容器7上方,若垃圾为非刚体,则驱动压缩电机58带动压缩板513压缩垃圾,若垃圾为刚体则不压缩,打开移动箱底部托板57,将垃圾投入到对应分类垃圾容器7,关闭底部托板57;在得到垃圾种类后,就得到了垃圾运送移动箱5需要左移或右移的距离l,由此可计算出电机的转数m=l/(2*π*R),由控制器3控制电机转动,并监测电机码盘信息,完成指定转数转动后,控制器3控制推拉电机56打开底部托板57,停顿n秒后,控制器3控制推拉电机56关闭托板57,此处n=2;
步骤S7:垃圾运送移动箱5回位,将垃圾投入到对应分类垃圾容器7后,由控制器3驱动行程电机51使得垃圾运送移动箱5回到垃圾投入口2下方,当到位传感器6接收到触发信号后控制器3控制行程电机51停转,转步骤S2。
垃圾分类装置在工作过程中持续上述步骤,直到外部控制结束工作。上述垃圾分类装置的工作过程可总结为工作准备状态和工作状态,步骤S1为工作准备状态即装置上电、各空间状态初始化;步骤S2-S7为工作状态,主要包括等待垃圾投入状态、垃圾种类识别、垃圾运送/压缩/投放、运送垃圾箱回位,垃圾分类装置使用的多个传感器在不同工作步骤中错时使用,避免自体动作干扰带来的误识别,各可控部件在控制器控制下依照系统工作流程相互配合工作,既可以保证装置对垃圾正确分类处理,又能保证装置安全作业。
上述本申请实施例中的技术方案中,至少具有如下的技术效果及优点:
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置具备自检和自我保护功能,开机检测并归位垃圾运送箱到正确位置,避免设备不正常关闭重启后垃圾误投;具备检测机构防喷溅保护,避免垃圾导致镜头污染造成垃圾识别失败,安全可靠。
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置的空间使用率高,其一,分类装置具备垃圾压缩功能,在非刚体垃圾投入到对应分类垃圾容器前对垃圾进行压缩,减少了占用分类垃圾容器空间;其二,垃圾运送箱底部托板横向开闭,减少了占用储放垃圾的空间。
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置具备固液分离功能,分类垃圾容器底部为活动底板,当放置在垃圾分类装置本体内部盛放垃圾时,底板被凸起触杆顶起,液体垃圾可以流入下部储液池;当需要清理垃圾取出分类垃圾容器时,底板闭合,避免液体四处淋漓。
本发明的小吞纳量智能垃圾分类装置在可以保证安全作业,垃圾投入口设置投入传感器,在硬件设计和工作流程上保证当用户投入垃圾动作完成后再关闭投入门,既避免用户夹伤又防止垃圾误投。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小吞纳量智能垃圾分类装置,包括垃圾分类装置本体和控制器,所述垃圾分类装置本体设有垃圾投入口,以及设置于所述垃圾投入口下方的垃圾运送移动箱以及多个分类垃圾容器;所述垃圾运送移动箱周侧设置有垃圾检测机构,所述控制器基于所述垃圾检测机构的检测结果,控制所述垃圾运送移动箱将垃圾投入至指定分类垃圾容器内;其特征在于,
所述垃圾分类装置本体设置有第一构件、第二构件、第三构件,所述垃圾投入口设置有第一装配部,所述第一构件通过所述第一装配部可转动地设置于所述垃圾投入口,所述第一构件设置有第二装配部;
所述第二构件为可伸缩驱动构件,所述第二构件与所述控制器通过通信链路连接,所述第二构件的固定部固设于所述垃圾分类装置本体,所述第二构件的活动部通过所述第二装配部与所述第一构件连接,所述控制器通过控制所述第二构件活动部的伸缩运动控制所述第一构件转动;
所述第三构件包括连接部和遮挡部,所述连接部与所述遮挡部连接,所述连接部与所述第二构件的活动部连接,所述遮挡部设置于所述垃圾检测机构与所述垃圾运送移动箱之间,所述第二构件活动部的伸缩运动能够带动所述遮挡部上下移动。
2.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,所述垃圾分类装置本体包括具有容纳空间且上端开口的本体结构,所述容纳空间用于固定所述多个分类垃圾容器,所述本体结构背离所述垃圾投入口一侧的侧壁上设置有多个分隔门,所述多个分隔门分别与所述多个分类垃圾容器对应配合,各所述分隔门分别与所述本体结构的底板铰接并能够绕其与所述本体结构的底板的铰接部旋转。
3.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,所述垃圾检测机构包括图像采集机构和灯光补偿机构,所述灯光补偿机构设置于所述图像采集机构上方,用于为所述图像采集机构提供灯光补偿。
4.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,所述垃圾分类装置本体设置有相互平行的第一轨道和第二轨道,所述第一轨道、所述第二轨道均设置于所述垃圾投入口下方;
所述垃圾运送移动箱的外部设置有第一动力装置,所述第一动力装置与所述控制器通信连接;
所述垃圾运送移动箱通过第四构件装设于所述第二轨道,所述第一动力装置通过第五构件与所述第一轨道配合,所述垃圾运送移动箱在所述第一动力装置的驱动下能够沿所述第二轨道延伸方向滑动。
5.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,
所述垃圾运送移动箱的壳体底部设置有第一装配部,所述垃圾运送移动箱的底部托板具有与所述第一装配部滑动配合的第二装配部,所述底部托板通过所述第二装配部装设于所述壳体底部;
所述垃圾运送移动箱的壳体外部设置有第二动力装置,所述第二动力装置与所述控制器通信连接,所述第二动力装置通过第一传动机构驱动所述底部托板相对于所述壳体横向移动。
6.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,所述垃圾运送移动箱的壳体内部设置有沿水平方向延伸的第三轨道,以及竖直设置于所述壳体内部能够沿所述第三轨道延伸方向移动的压缩板;
所述垃圾运送移动箱的壳体侧壁上设置有沿水平方向延伸的槽,所述压缩板具有第三装配部,所述第三装配部通过所述槽向所述壳体侧壁外部延伸;
所述垃圾运送移动箱的壳体外部设置有第三动力装置和第二传动机构,所述第三动力装置与所述控制器通信连接,所述压缩板通过所述第三装配部与所述第二传动机构连接,所述第三动力装置通过第二传动机构驱动所述压缩板水平移动。
7.根据权利要求6所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,
所述垃圾分类装置本体设置有储液槽,所述分类垃圾容器的底部为活动托板,且所述活动托板打开时,所述分类垃圾容器与所述储液槽连通。
8.根据权利要求7所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,
所述储液槽前表面包括由透明材质制成的示位窗口,所述储液槽底面与水平面的夹角为锐角,所述储液槽底部设置有排液阀。
9.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,各所述分类垃圾容器上方分别设置有第一传感器,所述第一传感器用于检测其对应地所述分类垃圾容器内的满空状态,所述第一传感器与所述控制器通信连接,所述控制器基于所述第一传感器的检测信号控制显示机构进行显示,多个所述显示机构设置于所述垃圾分类装置本体外部,并分别与多个所述分类垃圾容器对应。
10.根据权利要求1所述的小吞纳量智能垃圾分类装置,其特征在于,所述垃圾投入口设置有第二传感器,所述第二传感器用于检测垃圾是否进入所述垃圾投入口,所述控制器基于所述第二传感器的检测结果控制所述第二构件活动部的伸缩运动。
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