CN111992520B - 一种智能成堆垃圾分类机器人和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域，特别涉及一种智能成堆垃圾分类机器人和方法。所述一种智能成堆垃圾分类机器人，包括：机身、搅拌模块、第一隔板、第二隔板、合页、第一电机、第二电机、直杠、轮轴；搅拌模块设置于隔板上，第一电机设置于机身内侧，第一电机用于带动搅拌模块转动；直杆固定连接合页，轮轴设置于直杠上，第二电机设置于机身内侧，第二电机连接轮轴，轮轴往下移动带动合页下翻，轮轴上移卡紧合页；通过合页下翻带动第一隔板和所述第二隔板打开，通过合页合并带动第一隔板和第二隔板合并。整个过程人只需将垃圾丢放至第一隔板和/或第二隔板上即可完成垃圾分类自动化，省时省力，大大提高用户体验。

Description

一种智能成堆垃圾分类机器人和方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别涉及一种智能成堆垃圾分类机器人和方法。

背景技术

随着国家大力推行垃圾分类，越来越多的人加入了垃圾分类的队伍，然而并不是所有的人都具体地知道每一种垃圾的类别，并且当家庭人口较多，每天需要产出大量垃圾时，垃圾分类是非常耗时耗力的，而且分类了大半天还不一定分类准确，故而如何做到自动化分类垃圾，且同时保证分类的准确性成了亟需解决的问题，现有技术中，虽有写分类装置可进行自动化分类，然而这些装置都存在一个普遍的缺点，即无法对成堆的垃圾进行分类，必须一件一件地投放进垃圾，耗时长，操作麻烦，导致用户体验非常差。

发明内容

为此，需要提供一种智能成堆垃圾分类机器人，用以解决垃圾分类耗时长、操作复杂等问题，具体技术方案如下：

一种智能成堆垃圾分类机器人，包括：机身、搅拌模块、第一隔板、第二隔板、合页、第一电机、第二电机、直杠、轮轴、风控模块、摄像模块、传送模块、移动模块、垃圾存放模块和处理器；

所述处理器分别连接所述第一电机、所述第二电机、所述风控模、所述摄像模块、所述传送模块和所述移动模块，所述第一隔板和所述第二隔板内均设置有称重芯片，所述称重芯片连接所述处理器；

所述合页设置于所述机身上方开口中间轴线上，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述合页两边，合页合并时，所述第一隔板和所述第二隔板完全遮盖所述机身上方开口；

所述搅拌模块通过一连接轴设置于所述合页中心位置上，所述第一电机设置于机身内侧，所述第一电机用于带动所述搅拌模块围绕所述连接轴做圆周转动；

所述直杆位于机身内，所述直杠固定连接所述合页中心位置下方，所述轮轴设置于所述直杠上，所述第二电机设置于机身内侧，所述第二电机连接所述轮轴，所述轮轴往下移动带动所述合页下翻，所述轮轴上移卡紧合页；

通过所述合页下翻带动所述第一隔板和所述第二隔板下翻，通过所述合页合并带动所述第一隔板和所述第二隔板合并，遮盖机身上方开口；

所述摄像模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于所述摄像模块下方，所述摄像模块设置于所述第一隔板和所述第二隔板下方；

所述传送模块设置于所述机身底部，所述移动模块设置于所述传送模块下，所述垃圾存放模块数量为两个以上，所述垃圾存放模块设置于所述移动模块侧面，所述垃圾存放模块随着移动模块移动而移动。

进一步的，还包括：语音识别模块；

所述语音识别模块设置于所述机身上，所述语音识别模块连接所述处理器。

为解决上述技术问题，还提供了一种智能成堆垃圾分类方法，具体技术方案如下：

一种智能成堆垃圾分类方法，包括步骤：

判断是否有垃圾丢至垃圾分类机器人，若有垃圾丢至垃圾分类机器人，通过搅拌模块搅拌预设时间，垃圾分类机器人的第一隔板和第二隔板下翻打开垃圾下掉；

垃圾下掉过程中，通过风控模块减慢垃圾下掉速度，且通过摄像模块对垃圾进行拍摄，对其进行识别得其所属的垃圾类别；

根据垃圾类别移动模块带动对应的垃圾存放模块至传送带末端，通过传送带将垃圾移至对应垃圾存放模块；

所述垃圾分类机器人包括：机身、搅拌模块、第一隔板、第二隔板、合页、第一电机、第二电机、直杠、轮轴、风控模块、摄像模块、传送模块、移动模块、垃圾存放模块和处理器；

所述处理器分别连接所述第一电机、所述第二电机、所述风控模、所述摄像模块、所述传送模块和所述移动模块，所述第一隔板和所述第二隔板内均设置有称重芯片，所述称重芯片连接所述处理器；

所述合页设置于所述机身上方开口中间轴线上，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述合页两边，合页合并时，所述第一隔板和所述第二隔板完全遮盖所述机身上方开口；

所述搅拌模块通过一连接轴设置于所述合页中心位置上，所述第一电机设置于机身内侧，所述第一电机用于带动所述搅拌模块围绕所述连接轴做圆周转动；

所述直杆位于机身内，所述直杠固定连接所述合页中心位置下方，所述轮轴设置于所述直杠上，所述第二电机设置于机身内侧，所述第二电机连接所述轮轴，所述轮轴往下移动带动所述合页下翻，所述轮轴上移卡紧合页；

通过所述合页下翻带动所述第一隔板和所述第二隔板下翻，通过所述合页合并带动所述第一隔板和所述第二隔板合并，遮盖机身上方开口；

所述摄像模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于所述摄像模块下方，所述摄像模块设置于所述第一隔板和所述第二隔板下方；

所述传送模块设置于所述机身底部，所述移动模块设置于所述传送模块下，所述垃圾存放模块数量为两个以上，所述垃圾存放模块设置于所述移动模块侧面，所述垃圾存放模块随着移动模块移动而移动。

进一步的，还包括步骤：

获取输入语音，判断所述输入语音是否为唤醒指令，若所述输入语音唤醒指令，则垃圾分类机器人被唤醒，并向声源位置移动。

进一步的，还包括步骤：

通过第一隔板和第二隔板上的称重芯片获取垃圾重量，根据垃圾重量大小调整风控模块风量大小。

本发明的有益效果是：当有垃圾倒至第一隔板与第二隔板上时，称重芯片识别到第一隔板或第二隔板上有物体，则发送信号告知处理器，处理器接收信号，并驱动第一电机带动搅拌模块对垃圾进行搅拌，搅拌预设时间后，处理器驱动第二电机带动轮轴往下移动，进而带动合页下翻，合页下翻带动第一隔板和第二隔板下翻，两边形成空隙，垃圾下掉，垃圾下掉过程中，会根据称重芯片获取到的垃圾重量调整风控模块风量大小向上吹风减慢垃圾下掉的速度，下掉过程中，摄像模块对应拍摄下掉的垃圾，并快速识别出垃圾对应的垃圾类别，根据垃圾类别，处理器发出信号使移动模块旋转带动对应垃圾桶至传送带末端，传送带将对应垃圾传送至对应垃圾桶。整个过程人只需将垃圾丢放至第一隔板和/或第二隔板上即可完成垃圾分类自动化，省时省力，大大提高用户体验。

进一步地，为更好地提升用户体验，还包括：语音识别模块；所述语音识别模块设置于所述机身上，所述语音识别模块连接所述处理器。通过语音识别模块获取用户输入的语音，当判断到输入的语音为唤醒指令时，垃圾分类机器人被唤醒，并自动移动至声源位置。如此要扔垃圾时，无需特地走到垃圾分类机器人的位置，只需发出语音指令，垃圾分类机器人就会自行移动至用户处，大大提升用户体验。

附图说明

图1为具体实施方式所述一种智能成堆垃圾分类机器人的结构示意图；

图2为具体实施方式所述一种智能成堆垃圾分类方法的流程图。

附图标记说明：

1、机身，

2、搅拌模块，

3、第一隔板，

4、第二隔板，

5、合页，

6、直杠，

7、轮轴，

8、风控模块，

9、摄像模块，

10、传送模块，

11、垃圾存放模块，

12、处理器。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，在本实施方式中，一种智能成堆垃圾分类机器人的实施方式如下：

一种智能成堆垃圾分类机器人，包括：机身1、搅拌模块2、第一隔板3、第二隔板4、合页5、第一电机、第二电机、直杠6、轮轴7、风控模块8、摄像模块9、传送模块10、移动模块、垃圾存放模块11和处理器12；

所述处理器12分别连接所述第一电机、所述第二电机、所述风控模、所述摄像模块9、所述传送模块10和所述移动模块，所述第一隔板3和所述第二隔板4内均设置有称重芯片，所述称重芯片连接所述处理器12；

所述合页5设置于所述机身1上方开口中间轴线上，所述第一隔板3和所述第二隔板4分别连接于所述合页5两边，合页5合并时，所述第一隔板3和所述第二隔板4完全遮盖所述机身1上方开口；

所述搅拌模块2通过一连接轴设置于所述合页5中心位置上，所述第一电机设置于机身1内侧，所述第一电机用于带动所述搅拌模块2围绕所述连接轴做圆周转动；

所述直杆位于机身1内，所述直杠6固定连接所述合页5中心位置下方，所述轮轴7设置于所述直杠6上，所述第二电机设置于机身1内侧，所述第二电机连接所述轮轴7，所述轮轴7往下移动带动所述合页5下翻，所述轮轴7上移卡紧合页5；

通过所述合页5下翻带动所述第一隔板3和所述第二隔板4下翻，通过所述合页5合并带动所述第一隔板3和所述第二隔板4合并，遮盖机身1上方开口；

所述摄像模块9设置于机身1内侧，所述风控模块8设置于机身1内侧，所述风控模块8设置于所述摄像模块9下方，所述摄像模块9设置于所述第一隔板3和所述第二隔板4下方；

所述传送模块10设置于所述机身1底部，所述移动模块设置于所述传送模块10下，所述垃圾存放模块11数量为两个以上，所述垃圾存放模块11设置于所述移动模块侧面，所述垃圾存放模块11随着移动模块移动而移动。

在本实施方式中，所述风控模块8为风扇，所述风控模块8数量为两个以上，优选为两个，两个风控模块8面对面对应设置，优选分别设置在所述第一隔板3下方和所述第二隔板4下方。

在本实施方式中，所述摄像模块9数量为两个以上，优选为四个，分别设置于机身1内侧四周。

当所述摄像模块9拍摄到垃圾图片时，会通过YOLOv3分类算法，自动识别图片上的垃圾所对应的垃圾类别。

整个垃圾分类机器人的具体使用如下：当有垃圾倒至第一隔板3和/或第二隔板4上时，称重芯片识别到第一隔板3或第二隔板4上有物体，则发送信号告知处理器12，处理器12接收信号，并驱动第一电机带动搅拌模块2对垃圾进行粗搅拌，搅拌预设时间后，(所述预设时间可以预先设定，如搅拌10s)。

处理器12驱动第二电机带动轮轴7往下移动，进而带动合页5下翻，合页5下翻带动第一隔板3和第二隔板4下翻，两边形成空隙，垃圾下掉，垃圾下掉过程中，会根据称重芯片获取到的垃圾重量调整风控模块8风量大小向上吹风减慢垃圾下掉的速度，其中垃圾重量越大的话，对应地风控模块8的风量也越大，反之，垃圾重量越轻的话，对应地风控模块8的风量也越小。

下掉过程中，摄像模块9对应拍摄下掉的垃圾，并快速识别出垃圾对应的垃圾类别，根据垃圾类别，处理器12发出信号使移动模块旋转带动对应垃圾桶至传送带末端，当垃圾掉至传送带时，处理器12发出信号驱动传送带将对应垃圾传送至对应垃圾桶。整个过程人只需将垃圾丢放至第一隔板3和/或第二隔板4上即可完成垃圾分类自动化，省时省力，大大提高用户体验。

在本实施方式中，移动模块优选为一圆底盘，垃圾桶分别固定设置在圆底盘盘侧，但垃圾桶底部未碰及地面，移动模块可以做圆周运动，亦可以向任何方向前进后退。移动模块做圆周运动，可将不同的垃圾桶旋转至所述传送带末端。

进一步的，还包括：语音识别模块，所述语音识别模块设置于所述机身1上，所述语音识别模块连接所述处理器12。当用户想要丢垃圾时，可发出唤醒指令，唤醒指令可为用户任意设置，如：“倒垃圾”，或叫机器人的名字等等，语音识别模块会实时获取接收到的语音，判断输入的语音对应的语义内容是否包括了唤醒指令，若包括了唤醒执行，则垃圾分类机器人被唤醒，且根据声源定位算法定位声源位置，并自动移动至声源位置。用户无需人为走至垃圾桶扔垃圾，大大提升用户体验。

请参阅图2，在本实施方式中，一种智能成堆垃圾分类方法可应用在一种智能成堆垃圾分类机器人上，所述垃圾分类机器人包括：机身、搅拌模块、第一隔板、第二隔板、合页、第一电机、第二电机、直杠、轮轴、风控模块、摄像模块、传送模块、移动模块、垃圾存放模块和处理器；

所述处理器分别连接所述第一电机、所述第二电机、所述风控模、所述摄像模块、所述传送模块和所述移动模块，所述第一隔板和所述第二隔板内均设置有称重芯片，所述称重芯片连接所述处理器；

所述合页设置于所述机身上方开口中间轴线上，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述合页两边，合页合并时，所述第一隔板和所述第二隔板完全遮盖所述机身上方开口；

所述搅拌模块通过一连接轴设置于所述合页中心位置上，所述第一电机设置于机身内侧，所述第一电机用于带动所述搅拌模块围绕所述连接轴做圆周转动；

所述直杆位于机身内，所述直杠固定连接所述合页中心位置下方，所述轮轴设置于所述直杠上，所述第二电机设置于机身内侧，所述第二电机连接所述轮轴，所述轮轴往下移动带动所述合页下翻，所述轮轴上移卡紧合页；

通过所述合页下翻带动所述第一隔板和所述第二隔板下翻，通过所述合页合并带动所述第一隔板和所述第二隔板合并，遮盖机身上方开口；

所述摄像模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于所述摄像模块下方，所述摄像模块设置于所述第一隔板和所述第二隔板下方；

所述传送模块设置于所述机身底部，所述移动模块设置于所述传送模块下，所述垃圾存放模块数量为两个以上，所述垃圾存放模块设置于所述移动模块侧面，所述垃圾存放模块随着移动模块移动而移动。

其具体步骤如下：

步骤S201：是否有垃圾丢至垃圾分类机器人。具体可如下：通过设置在所述第一隔板和所述第二隔板内的称重芯片来获取所述第一隔板和所述第二隔板上的物体的重量，当所述称重芯片显示有重量上升时，则判定有垃圾丢至垃圾分类机器人。

若有垃圾丢至垃圾分类机器人，则执行步骤S202：通过搅拌模块搅拌预设时间，垃圾分类机器人的第一隔板和第二隔板下翻打开垃圾下掉。具体可如下：称重芯片识别到第一隔板或第二隔板上有物体，则发送信号告知处理器，处理器接收信号，并驱动第一电机带动搅拌模块对垃圾进行粗搅拌，搅拌预设时间后，(所述预设时间可以预先设定，如搅拌10s)。处理器驱动第二电机带动轮轴往下移动，进而带动合页下翻，合页下翻带动第一隔板和第二隔板下翻，两边形成空隙，垃圾下掉。

步骤S203：垃圾下掉过程中，通过风控模块减慢垃圾下掉速度，且通过摄像模块对垃圾进行拍摄，对其进行识别得其所属的垃圾类别。具体可如下：垃圾下掉过程中，会根据称重芯片获取到的垃圾重量调整风控模块风量大小向上吹风减慢垃圾下掉的速度，其中垃圾重量越大的话，对应地风控模块的风量也越大，反之，垃圾重量越轻的话，对应地风控模块的风量也越小。下掉过程中，摄像模块对应拍摄下掉的垃圾，并快速识别出垃圾对应的垃圾类别。

步骤S204：根据垃圾类别移动模块带动对应的垃圾存放模块至传送带末端。具体可如下：根据垃圾类别，处理器发出信号使移动模块旋转带动对应垃圾桶至传送带末端，当垃圾掉至传送带时，执行步骤S205：通过传送带将垃圾移至对应垃圾存放模块。具体可如下：处理器发出信号驱动传送带将对应垃圾传送至对应垃圾桶。整个过程人只需将垃圾丢放至第一隔板和/或第二隔板上即可完成垃圾分类自动化，省时省力，大大提高用户体验。

进一步的，还包括步骤：获取输入语音，判断所述输入语音是否为唤醒指令，若所述输入语音唤醒指令，则垃圾分类机器人被唤醒，并向声源位置移动。具体可如下：当用户想要丢垃圾时，可发出唤醒指令，唤醒指令可为用户任意设置，如：“倒垃圾”，或叫机器人的名字等等，语音识别模块会实时获取接收到的语音，判断输入的语音对应的语义内容是否包括了唤醒指令，若包括了唤醒执行，则垃圾分类机器人被唤醒，且根据声源定位算法定位声源位置，并自动移动至声源位置。用户无需人为走至垃圾桶扔垃圾，大大提升用户体验。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能成堆垃圾分类机器人，其特征在于，包括：机身、搅拌模块、第一隔板、第二隔板、合页、第一电机、第二电机、直杠、轮轴、风控模块、摄像模块、传送模块、移动模块、垃圾存放模块和处理器；

所述处理器分别连接所述第一电机、所述第二电机、所述风控模、所述摄像模块、所述传送模块和所述移动模块，所述第一隔板和所述第二隔板内均设置有称重芯片，所述称重芯片连接所述处理器；

所述合页设置于所述机身上方开口中间轴线上，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述合页两边，合页合并时，所述第一隔板和所述第二隔板完全遮盖所述机身上方开口；

所述搅拌模块通过一连接轴设置于所述合页中心位置上，所述第一电机设置于机身内侧，所述第一电机用于带动所述搅拌模块围绕所述连接轴做圆周转动；

所述直杠 位于机身内，所述直杠固定连接所述合页中心位置下方，所述轮轴设置于所述直杠上，所述第二电机设置于机身内侧，所述第二电机连接所述轮轴，所述轮轴往下移动带动所述合页下翻，所述轮轴上移卡紧合页；

通过所述合页下翻带动所述第一隔板和所述第二隔板下翻，通过所述合页合并带动所述第一隔板和所述第二隔板合并，遮盖机身上方开口；

所述摄像模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于所述摄像模块下方，所述摄像模块设置于所述第一隔板和所述第二隔板下方；

所述传送模块设置于所述机身底部，所述移动模块设置于所述传送模块下，所述垃圾存放模块数量为两个以上，所述垃圾存放模块设置于所述移动模块侧面，所述垃圾存放模块随着移动模块移动而移动。

2.根据权利要求1所述的一种智能成堆垃圾分类机器人，其特征在于，还包括：语音识别模块；

所述语音识别模块设置于所述机身上，所述语音识别模块连接所述处理器。

3.一种智能成堆垃圾分类方法，其特征在于，包括步骤：

判断是否有垃圾丢至垃圾分类机器人，若有垃圾丢至垃圾分类机器人，通过搅拌模块搅拌预设时间，垃圾分类机器人的第一隔板和第二隔板下翻打开垃圾下掉；

垃圾下掉过程中，通过风控模块减慢垃圾下掉速度，且通过摄像模块对垃圾进行拍摄，对其进行识别得其所属的垃圾类别；

根据垃圾类别移动模块带动对应的垃圾存放模块至传送带末端，通过传送带将垃圾移至对应垃圾存放模块；

所述垃圾分类机器人包括：机身、搅拌模块、第一隔板、第二隔板、合页、第一电机、第二电机、直杠、轮轴、风控模块、摄像模块、传送模块、移动模块、垃圾存放模块和处理器；

所述处理器分别连接所述第一电机、所述第二电机、所述风控模、所述摄像模块、所述传送模块和所述移动模块，所述第一隔板和所述第二隔板内均设置有称重芯片，所述称重芯片连接所述处理器；

所述合页设置于所述机身上方开口中间轴线上，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述合页两边，合页合并时，所述第一隔板和所述第二隔板完全遮盖所述机身上方开口；

所述搅拌模块通过一连接轴设置于所述合页中心位置上，所述第一电机设置于机身内侧，所述第一电机用于带动所述搅拌模块围绕所述连接轴做圆周转动；

所述直杠 位于机身内，所述直杠固定连接所述合页中心位置下方，所述轮轴设置于所述直杠上，所述第二电机设置于机身内侧，所述第二电机连接所述轮轴，所述轮轴往下移动带动所述合页下翻，所述轮轴上移卡紧合页；

通过所述合页下翻带动所述第一隔板和所述第二隔板下翻，通过所述合页合并带动所述第一隔板和所述第二隔板合并，遮盖机身上方开口；

所述摄像模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于机身内侧，所述风控模块设置于所述摄像模块下方，所述摄像模块设置于所述第一隔板和所述第二隔板下方；

所述传送模块设置于所述机身底部，所述移动模块设置于所述传送模块下，所述垃圾存放模块数量为两个以上，所述垃圾存放模块设置于所述移动模块侧面，所述垃圾存放模块随着移动模块移动而移动。

4.根据权利要求3所述的一种智能成堆垃圾分类方法，其特征在于，还包括步骤：

获取输入语音，判断所述输入语音是否为唤醒指令，若所述输入语音唤醒指令，则垃圾分类机器人被唤醒，并向声源位置移动。

5.根据权利要求3所述的一种智能成堆垃圾分类方法，其特征在于，还包括步骤：

通过第一隔板和第二隔板上的称重芯片获取垃圾重量，根据垃圾重量大小调整风控模块风量大小。

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