CN112550989A - 一种智能家用移动式垃圾分类桶 - Google Patents

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余振军
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Abstract

一种智能家用移动式垃圾分类桶,包括:桶体、顶盖和底盘,所述顶盖设置于桶体的上方,桶体的下端与底盘固定连接;所述桶体为顶部开口的桶状结构,桶体内的设置有内柱,所述内柱通过多根分隔杆与桶体相连接,所述桶体与内柱同轴设置,相邻两分隔杆之间设置有扇形子桶,所述内柱内设置有顶盖驱动电机,所述顶盖驱动电机的动力输出轴与顶盖传动配合,所述顶盖上开设有垃圾投掷口;所述底盘内设置有中央控制器,所述中央控制器的桶盖控制信号输出端与顶盖驱动电机相连接,所述桶体上设置有拾音器,所述拾音器的信号输出端与中央控制器信号连接。本设计不仅可实现垃圾投掷分类,而且具备移动功能、扩大了设备的使用范围。

Description

一种智能家用移动式垃圾分类桶
技术领域
本发明涉及一种垃圾分类装置,尤其涉及一种智能家用移动式垃圾分类桶,具体适用于实现垃圾的自动分类。
背景技术
目前市面上已有一些基于语音识别技术和图像处理技术的智能垃圾分类桶,但是其标准不一、功能独立且不具有语义库或图形库的联网更新能力。目前集成手机APP 操控、语音识别、定位移动且结构一体化程度高的智能家用垃圾桶似乎还没有。因此,针对居民家庭垃圾分类的难点,本发明提供了一种智能家用移动式垃圾分类桶,其集成手机APP、垃圾分类、定位移动功能,有利于改善居民对垃圾分类的抵触,促进垃圾分类政策的实施。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的家庭垃圾分类困难的问题,提供了一种实现垃圾自动分类的智能家用移动式垃圾分类桶。
为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:
一种智能家用移动式垃圾分类桶,所述垃圾分类桶包括:桶体、顶盖和底盘,所述顶盖设置于桶体的上方,顶盖与桶体旋转配合,所述桶体的下端与底盘固定连接;
所述桶体为顶部开口的桶状结构,桶体内的底板中部设置有内柱,所述内柱的顶部通过多根分隔杆与桶体的侧壁相连接,所述桶体与内柱同轴设置,相邻两分隔杆之间设置有扇形子桶,所述内柱内设置有顶盖驱动电机,所述顶盖驱动电机的动力输出轴与顶盖的中部传动配合,所述顶盖上开设有与扇形子桶相匹配的垃圾投掷口;
所述底盘内设置有中央控制器,所述中央控制器的桶盖控制信号输出端与顶盖驱动电机的信号输入端相连接,所述桶体上设置有拾音器,所述拾音器的信号输出端与中央控制器的音频信号输入端相连接。
所述底盘上中央控制器的左、右两侧各设置有一个行走轮,所述行走轮通过齿轮减速器与行走驱动电机传动配合;
所述底盘上中央控制器的前、后两端各设置有一个万向轮。
所述桶体侧部桶壁上设置有多个控制按键,所述控制按键的数量等于扇形子桶的数量,扇形子桶与控制按键对应设置,所述控制按键与中央控制器信号连接。
所述扇形子桶的底部设置有压力传感器,所述压力传感器的信号输出端与中央控制器信号连接,所述控制按键为内置LED灯的按键结构。
所述扇形子桶的顶部设置有扣环,所述扣环与扇形子桶的顶部卡紧配合。
所述中央控制器包括:MCU主控模块、电源模块、语音识别模块和电机驱动模块,所述语音识别模块的信号输出端与MCU主控模块的语音信号输入端信号连接,所述语音识别模块的语音信号输入端与拾音器信号连接,所述MCU主控模块的驱动信号输出端与电机驱动模块的控制信号输入端相连接,所述电机驱动模块的顶盖驱动信号输出端与顶盖驱动电机的控制端信号连接,所述电机驱动模块的行走驱动信号输出端分别与两个行走驱动电机的控制端信号连接;
所述MCU主控模块的按键信号输入端与控制按键信号连接,所述MCU主控模块的灯光信号输出端与控制按键内的LED灯电连接,所述MCU主控模块的压力信号输入端与扇形子桶的底部设置有压力传感器的信号连接;
所述电源模块为中央控制器内的所有模块和顶盖驱动电机、行走驱动电机供电,所述电源模块与底盘侧部设置的充电口电连接。
所述中央控制器还包括:Wifi模块,所述Wifi模块的语音信号输出端与语音识别模块的网络语音信号输入端信号连接,所述Wifi模块的网络信号连接端口与MCU 主控模块的网络信号连接端口信号连接,所述Wifi模块通过无线Wifi网络与手机APP 信号连接。
所述MCU主控模块内设置有学习更新单元,所述学习更新单元用于通过网络学习无法识别的垃圾名称对应的分类类型,并将学习内容存储。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明一种智能家用移动式垃圾分类桶中顶盖具有旋转功能,配合扇形子桶可根据垃圾类型旋转顶盖,从而实现垃圾分类;底盘具备移动功能,能够使垃圾桶自动移动到设定位置,便于垃圾的投掷。因此,本设计可实现垃圾投掷分类,同时具备移动功能、扩大了设备的使用范围。
2、本发明一种智能家用移动式垃圾分类桶中在垃圾桶的侧部设置控制按键,可手动选择待投掷垃圾的类型,使顶盖的垃圾投掷口移动到对应类型的扇形子桶上方,便于投掷垃圾;同时,在垃圾桶内设置拾音器,可语音输入投掷垃圾的类型或垃圾的名称,使顶盖的垃圾投掷口移动到对应类型的扇形子桶上方,便于投掷垃圾;另外,还可通过手机APP操作,选择投掷垃圾的类型或通过语音、打字等输入方式输入垃圾的名称,手机APP将对应的输入信号,通过移动网络传送给垃圾桶,使顶盖的垃圾投掷口移动到对应类型的扇形子桶上方,便于投掷垃圾。因此,本设计能够通过多种方式输入垃圾信息,有效扩大智能垃圾桶的适用范围。
3、本发明一种智能家用移动式垃圾分类桶中的中央控制器能够实现语音识别、电机驱动、网络信号连接和按键控制的功能,实现垃圾桶的智能控制,同时具备学习更新单元对更新的信息进行学习,还具备充电口可对垃圾桶进行充电,更加节能环保。因此,本设计能够实现智能控制,并具备数据更新功能实现设备信息的升级。
4、本发明一种智能家用移动式垃圾分类桶中在扇形子桶的顶部设置与其卡紧配合扣环,便于固定扇形子桶内的垃圾袋。因此,本设计的卡扣结构能够方便垃圾袋的固定、便捷实用性高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的内部结构示意图。
图3是图2中底盘的仰视图。
图4是图2中扇形子桶的结构示意图。
图5是图1中中央控制器的结构示意图。
图6是本发明的手机APP的移动控制流程图。
图7是本发明的语音识别和顶盖控制的流程图。
图中:桶体1、内柱11、分隔杆12、顶盖驱动电机13、拾音器14、控制按键15、顶盖2、垃圾投掷口21、底盘3、行走轮31、万向轮32、齿轮减速器33、行走驱动电机34、充电口35、扇形子桶4、扣环41、中央控制器5、MCU主控模块51、Wifi 模块52、电源模块53、语音识别模块54、电机驱动模块55。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图6,一种智能家用移动式垃圾分类桶,所述垃圾分类桶包括:桶体 1、顶盖2和底盘3,所述顶盖2设置于桶体1的上方,顶盖2与桶体1旋转配合,所述桶体1的下端与底盘3固定连接;
所述桶体1为顶部开口的桶状结构,桶体1内的底板中部设置有内柱11,所述内柱11的顶部通过多根分隔杆12与桶体1的侧壁相连接,所述桶体1与内柱11同轴设置,相邻两分隔杆12之间设置有扇形子桶4,所述内柱11内设置有顶盖驱动电机 13,所述顶盖驱动电机13的动力输出轴与顶盖2的中部传动配合,所述顶盖2上开设有与扇形子桶4相匹配的垃圾投掷口21;
所述底盘3内设置有中央控制器5,所述中央控制器5的桶盖控制信号输出端与顶盖驱动电机13的信号输入端相连接,所述桶体1上设置有拾音器14,所述拾音器 14的信号输出端与中央控制器5的音频信号输入端相连接。
所述底盘3上中央控制器5的左、右两侧各设置有一个行走轮31,所述行走轮 31通过齿轮减速器33与行走驱动电机34传动配合;
所述底盘3上中央控制器5的前、后两端各设置有一个万向轮32。
所述桶体1侧部桶壁上设置有多个控制按键15,所述控制按键15的数量等于扇形子桶4的数量,扇形子桶4与控制按键15对应设置,所述控制按键15与中央控制器5信号连接。
所述扇形子桶4的底部设置有压力传感器,所述压力传感器的信号输出端与中央控制器5信号连接,所述控制按键15为内置LED灯的按键结构。
所述扇形子桶4的顶部设置有扣环41,所述扣环41与扇形子桶4的顶部卡紧配合。
所述中央控制器5包括:MCU主控模块51、电源模块53、语音识别模块54和电机驱动模块55,所述语音识别模块54的信号输出端与MCU主控模块51的语音信号输入端信号连接,所述语音识别模块54的语音信号输入端与拾音器14信号连接,所述 MCU主控模块51的驱动信号输出端与电机驱动模块55的控制信号输入端相连接,所述电机驱动模块55的顶盖驱动信号输出端与顶盖驱动电机13的控制端信号连接,所述电机驱动模块55的行走驱动信号输出端分别与两个行走驱动电机34的控制端信号连接;
所述MCU主控模块51的按键信号输入端与控制按键15信号连接,所述MCU主控模块51的灯光信号输出端与控制按键15内的LED灯电连接,所述MCU主控模块51 的压力信号输入端与扇形子桶4的底部设置有压力传感器的信号连接;
所述电源模块53为中央控制器5内的所有模块和顶盖驱动电机13、行走驱动电机34供电,所述电源模块53与底盘3侧部设置的充电口35电连接。
所述中央控制器5还包括:Wifi模块52,所述Wifi模块52的语音信号输出端与语音识别模块54的网络语音信号输入端信号连接,所述Wifi模块52的网络信号连接端口与MCU主控模块51的网络信号连接端口信号连接,所述Wifi模块52通过无线Wifi网络与手机APP信号连接。
所述MCU主控模块51内设置有学习更新单元,所述学习更新单元用于通过网络学习无法识别的垃圾名称对应的分类类型,并将学习内容存储。
本发明的原理说明如下:
所述语音识别模块54能识别使用者说出的垃圾名称,通过对比常用的垃圾种类语义库来将垃圾进行分类,然后发送信号给MCU主控模块51,MCU主控模块51再发送信号指令给电机驱动模块55控制顶盖2旋转,将对应扇形子桶4的上开口露出.
所述Wifi模块52通过无线网络(Wifi)连接MCU主控模块51和自主开发的手机应用(APP),使用者通过操作APP来进行语音录入和控制智能垃圾桶在室内的定位移动;所述MCU主控模块51接收手机发出的指令来判断电机的动作时序并发送信号指令给电机驱动模块55,使智能垃圾桶向室内的指定目标点移动。同时MCU主控模块 51会将垃圾桶的实时状态反馈到手机APP上。
需要对垃圾桶进行室内地图的初始化,即手机APP将使用者的室内二维布置图发送至MCU主控模块51,MCU主控模块51中的内置程序将采用栅格法对整个室内环境进行建模;栅格法通过将室内二维布置图环境划分为若干个相同大小的栅格单元,然后对每个单元设置属性,以表明该单元是否为障碍区,最后构建出室内栅格地图。当使用者操作手机APP想让垃圾桶移动到目标定位点时,MCU主控模块51中的内置程序将根据垃圾桶当前位置,利用路径规划算法规划出一条最佳路径,然后根据路径数据发送位移指令至电机驱动模块55。
所述手机APP还具备遥控器的功能,通过操纵方向按钮控制垃圾桶的移动方向。
使用者打开手机APP中的语音识别功能,即可唤醒语音识别模块54,然后对着手机说出要扔的垃圾的名称,识别成功后,所述语音识别模块54将对比垃圾种类语义库识别出对应的垃圾类型,若其未在内置语义库中匹配成功,手机APP将自动联网搜索并更新语音识别模块中的内置语义库。识别完成后,语音识别模块54将信号发送至MCU主控模块51,MCU主控模块51再将控制信号发送至电机驱动模块55从而控制顶盖驱动电机13旋转相应的角度,将相应的子桶体的开口露出,使用者即可投放垃圾。
所述手机APP同时具有语义库时实更新功能,对于通过内置语义库无法识别的垃圾名称,APP会自动联网搜索得出结果,并通过学习算法更新扩充语音识别模块54 的语义库,使得其识别能力越来越高。
本设计的语音识别功能通过手机APP唤醒和录入语音,相比于直接用垃圾桶外装麦克风录入语音的方式,该方法受环境噪音的影响更小并且不会误操作。同时垃圾桶自身具备识别功能,两者相互互补能够适应不同的使用环境。
所述顶盖2与固定于、中空内柱11内的顶盖驱动电机13的输出轴通过插槽轴套相连,使顶盖2可轻松拆卸/安装,便于使用者日常对扇形子桶4进行垃圾袋更换。
所述底盘3与桶体1之间采用螺钉连接紧固可靠;底盘的中部底板可拆卸,用于更换底盘内部零件。
MCU主控模块、语音识别模块、WiFi模块、电源模块、电机驱动模块和电池集成安装于底盘的悬吊支架上,可通过底盘底部的开合盖进行安装与拆卸,以方便故障维修。
所述电源模块53将锂电池的输出电压转换得到不同的输出电压,可同时给MCU 主控模块51、WiFi模块52和电机驱动模块55供电,并设有充电口35在底盘侧面的尾部,以方便充电。当电量过低时,蜂鸣报警器会响起,提醒使用者给电池充电。
实施例1:
一种智能家用移动式垃圾分类桶,所述垃圾分类桶包括:桶体1、顶盖2和底盘 3,所述顶盖2设置于桶体1的上方,顶盖2与桶体1旋转配合,所述桶体1的下端与底盘3固定连接;所述桶体1为顶部开口的桶状结构,桶体1内的底板中部设置有内柱11,所述内柱11的顶部通过多根分隔杆12与桶体1的侧壁相连接,所述桶体1 与内柱11同轴设置,相邻两分隔杆12之间设置有扇形子桶4,所述内柱11内设置有顶盖驱动电机13,所述顶盖驱动电机13的动力输出轴与顶盖2的中部传动配合,所述顶盖2上开设有与扇形子桶4相匹配的垃圾投掷口21;所述底盘3内设置有中央控制器5,所述中央控制器5的桶盖控制信号输出端与顶盖驱动电机13的信号输入端相连接,所述桶体1上设置有拾音器14,所述拾音器14的信号输出端与中央控制器5 的音频信号输入端相连接;所述底盘3上中央控制器5的左、右两侧各设置有一个行走轮31,所述行走轮31通过齿轮减速器33与行走驱动电机34传动配合;所述底盘 3上中央控制器5的前、后两端各设置有一个万向轮32;所述桶体1侧部桶壁上设置有多个控制按键15,所述控制按键15的数量等于扇形子桶4的数量,扇形子桶4与控制按键15对应设置,所述控制按键15与中央控制器5信号连接;所述扇形子桶4 的底部设置有压力传感器,所述压力传感器的信号输出端与中央控制器5信号连接,所述控制按键15为内置LED灯的按键结构;所述扇形子桶4的顶部设置有扣环41,所述扣环41与扇形子桶4的顶部卡紧配合。
实施例2:
实施例2与实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述中央控制器5包括:MCU主控模块51、电源模块53、语音识别模块54和电机驱动模块55,所述语音识别模块54的信号输出端与MCU主控模块51的语音信号输入端信号连接,所述语音识别模块54的语音信号输入端与拾音器14信号连接,所述 MCU主控模块51的驱动信号输出端与电机驱动模块55的控制信号输入端相连接,所述电机驱动模块55的顶盖驱动信号输出端与顶盖驱动电机13的控制端信号连接,所述电机驱动模块55的行走驱动信号输出端分别与两个行走驱动电机34的控制端信号连接,所述MCU主控模块51的按键信号输入端与控制按键15信号连接,所述MCU主控模块51的灯光信号输出端与控制按键15内的LED灯电连接,所述MCU主控模块51 的压力信号输入端与扇形子桶4的底部设置有压力传感器的信号连接;所述电源模块 53为中央控制器5内的所有模块和顶盖驱动电机13、行走驱动电机34供电,所述电源模块53与底盘3侧部设置的充电口35电连接。
实施例3:
实施例3与实施例2基本相同,其不同之处在于:
所述中央控制器5还包括:Wifi模块52,所述Wifi模块52的语音信号输出端与语音识别模块54的网络语音信号输入端信号连接,所述Wifi模块52的网络信号连接端口与MCU主控模块51的网络信号连接端口信号连接,所述Wifi模块52通过无线Wifi网络与手机APP信号连接;所述MCU主控模块51内设置有学习更新单元,所述学习更新单元用于通过网络学习无法识别的垃圾名称对应的分类类型,并将学习内容存储。

Claims (8)

1.一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述垃圾分类桶包括:桶体(1)、顶盖(2)和底盘(3),所述顶盖(2)设置于桶体(1)的上方,顶盖(2)与桶体(1)旋转配合,所述桶体(1)的下端与底盘(3)固定连接;
所述桶体(1)为顶部开口的桶状结构,桶体(1)内的底板中部设置有内柱(11),所述内柱(11)的顶部通过多根分隔杆(12)与桶体(1)的侧壁相连接,所述桶体(1)与内柱(11)同轴设置,相邻两分隔杆(12)之间设置有扇形子桶(4),所述内柱(11)内设置有顶盖驱动电机(13),所述顶盖驱动电机(13)的动力输出轴与顶盖(2)的中部传动配合,所述顶盖(2)上开设有与扇形子桶(4)相匹配的垃圾投掷口(21);
所述底盘(3)内设置有中央控制器(5),所述中央控制器(5)的桶盖控制信号输出端与顶盖驱动电机(13)的信号输入端相连接,所述桶体(1)上设置有拾音器(14),所述拾音器(14)的信号输出端与中央控制器(5)的音频信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述底盘(3)上中央控制器(5)的左、右两侧各设置有一个行走轮(31),所述行走轮(31)通过齿轮减速器(33)与行走驱动电机(34)传动配合;
所述底盘(3)上中央控制器(5)的前、后两端各设置有一个万向轮(32)。
3.根据权利要求2所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述桶体(1)侧部桶壁上设置有多个控制按键(15),所述控制按键(15)的数量等于扇形子桶(4)的数量,扇形子桶(4)与控制按键(15)对应设置,所述控制按键(15)与中央控制器(5)信号连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述扇形子桶(4)的底部设置有压力传感器,所述压力传感器的信号输出端与中央控制器(5)信号连接,所述控制按键(15)为内置LED灯的按键结构。
5.根据权利要求4所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述扇形子桶(4)的顶部设置有扣环(41),所述扣环(41)与扇形子桶(4)的顶部卡紧配合。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述中央控制器(5)包括:MCU主控模块(51)、电源模块(53)、语音识别模块(54)和电机驱动模块(55),所述语音识别模块(54)的信号输出端与MCU主控模块(51)的语音信号输入端信号连接,所述语音识别模块(54)的语音信号输入端与拾音器(14)信号连接,所述MCU主控模块(51)的驱动信号输出端与电机驱动模块(55)的控制信号输入端相连接,所述电机驱动模块(55)的顶盖驱动信号输出端与顶盖驱动电机(13)的控制端信号连接,所述电机驱动模块(55)的行走驱动信号输出端分别与两个行走驱动电机(34)的控制端信号连接;
所述MCU主控模块(51)的按键信号输入端与控制按键(15)信号连接,所述MCU主控模块(51)的灯光信号输出端与控制按键(15)内的LED灯电连接,所述MCU主控模块(51)的压力信号输入端与扇形子桶(4)的底部设置有压力传感器的信号连接;
所述电源模块(53)为中央控制器(5)内的所有模块和顶盖驱动电机(13)、行走驱动电机(34)供电,所述电源模块(53)与底盘(3)侧部设置的充电口(35)电连接。
7.根据权利要求6所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述中央控制器(5)还包括:Wifi模块(52),所述Wifi模块(52)的语音信号输出端与语音识别模块(54)的网络语音信号输入端信号连接,所述Wifi模块(52)的网络信号连接端口与MCU主控模块(51)的网络信号连接端口信号连接,所述Wifi模块(52)通过无线Wifi网络与手机APP信号连接。
8.根据权利要求7所述的一种智能家用移动式垃圾分类桶,其特征在于:
所述MCU主控模块(51)内设置有学习更新单元,所述学习更新单元用于通过网络学习无法识别的垃圾名称对应的分类类型,并将学习内容存储。
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