CN113003038A - 一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其整体结构可分为封口打包装置、自动开盖机构、垃圾桶箱体和套袋装置四个部分。垃圾桶箱体设计：每个空间负责存放各类垃圾，实现垃圾分类功能。自动开盖机构采用四连杆机构，通过控制舵机转动的角度和连杆之间的运动关系实现自动开盖功能。自动套袋装置包括垃圾袋收纳盒和负压风扇两个部分。封口打包装置是对装满垃圾的垃圾袋进行封口和切断，有两个执行部分可以旋转运动，一个固定不动，通过控制可转动的执行部分和固定部分相互啮合将垃圾袋夹紧，通过控制电机经过齿轮传动驱动执行部分正反转对垃圾桶内的三类垃圾袋进行封口和切断，实现各类垃圾自动打包功能。

Description

一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶

技术领域

本发明涉及一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，属于机电一体化技术领域。

背景技术

当下，垃圾如何更好的回收处理是一个社会热点问题。垃圾分类再回收是国家倡导的一种解决垃圾回收问题的解决方案。经过一系列调研，可以了解到垃圾分类回收流程中最薄弱的一环是在家庭中进行分类。虽然有些城市出台了强制垃圾分类的政策，但大部分家庭认为家中摆放多个分类垃圾桶占用空间体积较大，十分不美观而且垃圾分类的学习成本相对较高，因此并不十分配合。

因此合理的设计一款智能分类垃圾桶便成为了解决这一问题的关键。市面上目前也存在的一些智能垃圾桶，虽然看起来比较美观，但是大多数并不具备垃圾分类的功能，需要购买多个垃圾桶才能满足垃圾分类要求，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于设计开发了一款集自动开盖、自动打包、自动套袋、和垃圾分类等功能为一体的家用智能分类垃圾桶，将繁杂的套袋打包、垃圾分类等工作全部交由智能垃圾桶自动完成，从源头进行垃圾分类，减轻整个垃圾分类体系后端工作人员对垃圾分类回收处理的负担，也弥补市场上没有功能完善的智能分类垃圾桶可供使用的问题。可分类家用智能垃圾桶是一款集自动打包、自动套袋、自动开盖和垃圾分类及语音识别垃圾种类的家用智能垃圾桶产品，其整体结构可分为“封口打包装置”、“自动开盖机构”、“垃圾桶箱体”和“套袋装置”四个部分。(1)垃圾桶箱体设计：垃圾桶箱体设计为圆柱形，内部分为三个空间，每个空间负责存放各类垃圾，实现垃圾分类功能，并且在不知道垃圾种类时还可以通过说出垃圾名称经垃圾桶语音识别后提示垃圾对应的丢弃空间。(2)自动开盖机构设计：自动开盖机构采用四连杆机构，采用MG995舵机作为驱动部分，通过控制舵机转动的角度和连杆之间的运动关系实现自动开盖功能。(3)自动套袋装置设计：自动套袋装置包括垃圾袋收纳盒和负压风扇两个部分，将特制的垃圾袋按特殊的折叠方法折叠装入垃圾袋收纳盒，用完一个垃圾袋后负压风扇将垃圾袋抽出实现连续自动套袋。(4)封口打包装置设计：封口打包装置是对装满垃圾的垃圾袋进行封口和切断，有两个执行部分可以旋转运动，一个固定不动，通过控制可转动的执行部分和固定部分相互啮合将垃圾袋夹紧，再加热相应的电热丝对垃圾袋进行热封和切割，通过控制电机经过齿轮传动驱动执行部分正反转对垃圾桶内的三类垃圾袋进行封口和切断，实现各类垃圾自动打包功能。

本发明采用的技术方案为一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，包括盖子1、上箱体4、侧门5、下箱体6和垃圾收纳盒8；上箱体4安装在下箱体6上组成垃圾桶主体结构，盖子1通过开盖机构安装在上箱体4的顶部一侧，侧门5安装在垃圾桶主体结构侧面；垃圾收纳盒8安装在垃圾桶主体结构内部，垃圾收纳盒8由多个垃圾容纳区组成，垃圾收纳盒8的中间设有感应开盖口2和按键面板3；感应开盖口2与盖子1的中间配合连接。该家用智能垃圾桶还包括自动打包和自动套袋功能。

进一步地，所述开盖机构包括连架杆9、连杆10、舵机臂11和舵机12；舵机12通过舵机臂11与连杆10的一端连接，连杆10的另一端与连架杆9连接，连架杆9与盖子1活动连接。连架杆9、连杆10、舵机臂11和舵机12组成四连杆机构。

进一步地，所述垃圾收纳盒8中固定有垃圾袋13。

进一步地，所述下箱体6上设有通气板14和出风口15；将长筒状的垃圾袋13折叠装入垃圾袋收纳盒8中，通气板14下安装有负压风扇，负压风扇使垃圾桶主体结内的空气从通气板14到出风口15抽出使垃圾桶主体结内产生负压，进而将垃圾袋13从垃圾收纳盒8中抽出实现自动套袋；垃圾袋13中的垃圾装满后，由自动打包装置将垃圾打包封口并将打包好的垃圾与垃圾袋分割，取出打包好的垃圾后，再由负压风扇将垃圾袋13抽出实现自动套袋。

进一步地，负压风扇由风扇外壳17和风扇涡轮18组成，风扇涡轮18安装在风扇外壳17中。

进一步地，感应开盖口2的下部安装有电机19驱动打包装置，垃圾袋收纳盒8的顶部安装有封盖23，封盖23通过螺钉24与垃圾袋收纳盒8连接；打包装置包括封口旋转边21与封口固定边20，打包装置安装在封盖23上，封盖23的一边为封口旋转边21，另一边为封口固定边20；电机19与封口旋转边21端部的齿轮连接，齿轮带动封口旋转边21转动并与封口固定边20相啮合，完成对垃圾袋热封与切割。

进一步地，侧门5的端部设有卡扣7，用以与垃圾桶主体结构进行拆卸式安装连接。

进一步地，按键面板3中集成有语音识别模块，语音识别模块中设有预设有垃圾种类。语音识别模块中，通过呼叫语音模块的唤醒词，模块检测到唤醒指令后给主控返回开盖信号开启盖子，说出垃圾名称，模块识别成功后会开启垃圾桶内部对应垃圾种类存放位的灯光提示，实现语音识别垃圾分类功能。

进一步地，封口固定边20内设有电热丝，通过直流电对电热丝加热达到预设的垃圾袋热熔温度，垃圾袋融化并断开，停止对电热丝加热后温度下降，垃圾袋融化位置凝固完成封口，实现自动打包功能。

进一步地，感应开盖口2处设有开盖检测传感器，开盖检测传感器采用KC_38IR红外感应模块，位于感应开盖口位置，能对垃圾桶上方2—1.5米范围进行感应。

此外还包含自动打包、自动套袋、和自动开盖功能。垃圾桶主体外形结构为圆柱形，其内部为进行不同种类垃圾的分装功能，被分隔为三个空间，分别对应承装三种常见的垃圾(结合实际情况可进行自定义)。每个空间侧面设计有三个侧门5，垃圾可以从侧门5取出，为保证侧门的开闭，侧门上设计有卡扣7。为了使用方便和卫生，结构顶部设计为垃圾桶盖子1，并设计了自动开关盖功能。垃圾桶入口处设计有垃圾袋收纳盒8，用于存放垃圾袋13，以每天消耗一至三个垃圾袋，设计使用时长为一个月至一个半月左右。在垃圾袋收纳盒8下面设计了自动打包机构，自动打包装置对装满垃圾的垃圾带进行热封打包。垃圾桶底部设计有自动套袋装置，可以使垃圾桶内产生负压将垃圾袋收纳盒中的垃圾袋“抽”出，实现全自动自动套袋。

本发明能够实现以下的技术功能：一是垃圾分类，即不同种类垃圾分开存放，可存放三种类别的垃圾，对于不常见的垃圾种类，可以使用垃圾桶的语音识别功能识别垃圾种类并利用桶内灯光提示丢在对应位置。二是垃圾桶盖子自动开启关闭，可以通过感应开盖和按键开盖，感应开盖即通过传感器感应到扔垃圾动作后开启垃圾桶，传感器感应到扔垃圾动作结束后延迟秒后自动关闭垃圾桶盖子，防止垃圾气味扩散，按键开盖是通过按按键的方式开盖，当再次按按键盖子自动关闭，这样可以满足需要长时间开盖的场合使用。三是自动打包，即对装满垃圾的垃圾袋进行热封打包，每一类垃圾都可以进行单独打包互不影响。四是自动套袋，即自动为垃圾桶套垃圾袋，不需要人为套袋。

为实现垃圾分类，本发明的技术方案为将垃圾桶内部分隔为三个空间，可以存放三种不同种类的垃圾，每个空间对应设计有侧门5，垃圾不再从垃圾桶顶部取出而是将侧门开启取出，侧门上有设计卡扣7，卡扣推出时可以将侧门锁止，需要打开时侧门取出垃圾时只需将卡扣拉回即可。对于一些不知道种类的垃圾，可以唤醒垃圾桶的语音识别垃圾种类模块，说出垃圾的名称，模块识别后垃圾桶会闪烁桶内的灯光提示垃圾丢弃位置，提高对陌生垃圾的分类效率。

为了实现自动开盖，本发明的技术方案是采用四连杆机构设计，通过连杆之间的运动关系实现垃圾桶的开闭，机构采用MG995舵机12作为驱动原件，设计开盖角度为84°，通过计算得出机构结构尺寸，舵机臂11长度为10.5mm，连杆10长度28mm，连架杆9长度15mm，原动件转动角度140°，机架两点之间的垂直高度30mm，水平距离7mm。

为了实现自动套袋，本发明采取的技术方案是将长筒状的垃圾袋13折叠装入垃圾袋收纳盒8中，使用时利用负压风扇使垃圾桶内的空气从通气板14到出风口15抽出使垃圾桶内产生负压将垃圾袋13从垃圾收纳盒8中“抽”出实现自动套袋，垃圾装满后由自动打包装置将垃圾打包封口并将打包好的垃圾与垃圾袋分割，取出打包好的垃圾后再由负压风扇将垃圾袋13“抽”出实现连续自动套袋。

为了实现自动打包，本发明的技术方案将其分解为以下几个动作，对装满垃圾的垃圾袋进行封口的同时并对下一个垃圾袋的底部热封，然后将其分割实现整个打包。打包垃圾时，电机19旋转驱动封口旋转边21旋转运动与封口固定边20啮合将中间的垃圾袋夹住，通过加热热塑封口固定边上的电热丝对垃圾袋13进行热塑封口并且切割，对垃圾打包的同时也对垃圾收纳盒8中的垃圾袋13封底，这样又能利用负压原理将垃圾袋收纳盒8中的垃圾袋13抽出实现套袋打包的循环。

附图说明

图1是垃圾桶结构示意图。

图2是开盖机构结构图。

图3是垃圾盒收纳袋示意图。

图4是套袋装置示意图。

图5是打包装置示意图。

图6是负压风扇结构示意图。

图7是垃圾袋收纳盒。

图8是智能垃圾桶整体结构示意图。

具体实施方式

下面以一个实际使用的例子来说明本发明的各部分功能，扔垃圾时只需将垃圾的手靠近垃圾桶上面，此时传感器感应口2检测到扔垃圾动作，垃圾桶主控模块会发出开盖指令给开盖舵机12，舵机接收到指令后转动舵机臂11通过四连杆机构带动垃圾桶盖子1开启，当扔完垃圾传感器感应口2检测到手离开后延迟数秒主控模块给舵机12发出关闭指令关闭垃圾桶盖子1，如需长时间开盖则通过按垃圾桶按键面板3上的开关盖按钮，垃圾桶盖子1则一直开启，关闭再次按按键即可。

对于不太熟悉的并不确定其种类的垃圾，只需通过语音唤醒垃圾桶的语音识别模块，说出垃圾名字，语音识别模块识别后会闪烁垃圾桶内部灯光提示丢弃位置，提高垃圾分类效率。

当垃圾达到打包警戒线后，这时应需要对垃圾桶内的垃圾进行打包，因垃圾桶内部有三类垃圾，需要按下垃圾装满的垃圾对应的打包按键，垃圾桶主控模块收到打包信号后驱动打包电机19转动，电机19经过齿轮传动带动封口旋转边件21转动与封口加热边20啮合，将垃圾袋13夹住，然后加热热塑封口电热丝将垃圾袋13封口熔断，打包完成后主控模块驱动封口电机19转动并带动封口零件21回到原始位置，打包过程完成，然后再拉回侧门5上的卡扣7打开侧门5将打包好的垃圾取出，关闭侧门5推出卡扣7将侧门锁住即可。

打包结束并取出垃圾后，垃圾桶内需要完成套垃圾袋后才能使用，此时按下套袋按钮，主控接受到套袋信号后驱动套袋装置的负压风扇将垃圾桶内的空气从底部透气板14到出风口15抽出，使垃圾桶内产生负压，垃圾袋13在负压作用下从垃圾袋收纳盒8中被抽出填充满垃圾桶，套袋结束后主控模块关闭套袋机构，整个套袋过程完成。

Claims (10)

1.一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：包括盖子、上箱体、侧门、下箱体和垃圾收纳盒；上箱体安装在下箱体上组成垃圾桶主体结构，盖子通过开盖机构安装在上箱体的顶部一侧，侧门安装在垃圾桶主体结构侧面；垃圾收纳盒安装在垃圾桶主体结构内部，垃圾收纳盒由多个垃圾容纳区组成，垃圾收纳盒的中间设有感应开盖口和按键面板；感应开盖口与盖子的中间配合连接。该家用智能垃圾桶还包括自动打包和自动套袋功能。

2.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：所述开盖机构包括连架杆、连杆、舵机臂和舵机；舵机通过舵机臂与连杆的一端连接，连杆的另一端与连架杆连接，连架杆与盖子活动连接。连架杆、连杆、舵机臂和舵机组成四连杆机构。

3.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：所述垃圾收纳盒中固定有垃圾袋。

4.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：所述下箱体上设有通气板和出风口；将垃圾袋折叠装入垃圾袋收纳盒中，通气板下安装有负压风扇，负压风扇使垃圾桶主体结内的空气从通气板到出风口抽出使垃圾桶主体结内产生负压，进而将垃圾袋从垃圾收纳盒中抽出实现自动套袋；垃圾袋中的垃圾装满后，由自动自动打包装置将垃圾打包封口并将打包好的垃圾与垃圾袋分割，取出打包好的垃圾后，再由负压风扇将垃圾袋抽出实现自动套袋。

5.根据权利要求4所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：负压风扇由风扇外壳和风扇涡轮组成，风扇涡轮安装在风扇外壳中。

6.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：感应开盖口的下部安装有电机驱动打包装置，垃圾袋收纳盒的顶部安装有封盖，封盖通过螺钉与垃圾袋收纳盒连接；打包装置包括封口旋转边与封口固定边，打包装置安装在封盖上，封盖的一边为封口旋转边，另一边为封口固定边；电机与封口旋转边端部的连接，带动封口旋转边转动并与封口固定边相啮合，完成对垃圾袋热封与切割。

7.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：侧门的端部设有卡扣，用以与垃圾桶主体结构进行拆卸式安装连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：按键面板中集成有语音识别模块，语音识别模块中设有预设有垃圾种类。

9.根据权利要求6所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：封口固定边内设有电热丝。

10.根据权利要求1所述的一种自动分类识别垃圾的家用智能垃圾桶，其特征在于：感应开盖口处设有开盖检测传感器，开盖检测传感器采用KC_IR红外感应模块。

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