CN113023174B - 厨余垃圾破袋装置、控制方法及具有其的垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厨余垃圾破袋装置、控制方法及具有其的垃圾桶。该厨余垃圾破袋装置包括：驱动部件、多连杆机构、连杆固定机构以及一对刀杆；刀杆，一端与连杆固定机构铰接，另一端连接一刀片，刀片的刀尖朝上；多连杆机构包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆；第一连杆一端与第一刀杆的中部铰接，另一端与第二连杆的一端铰接；第三连杆一端与第二刀杆的中部铰接，另一端与第二连杆的另一端铰接；驱动部件，用于对第二连杆进行推拉运动，以带动第一刀杆和第二刀杆在打开状态与闭合状态之间切换；闭合状态为第一刀杆的刀片与第二连杆的刀片靠拢在一起的状态，打开状态为第一刀杆刀片与第二连杆刀片分开的状态。本发明实现了对厨余垃圾的破袋操作。

Description

厨余垃圾破袋装置、控制方法及具有其的垃圾桶

技术领域

本发明涉及厨余垃圾处理领域，特别是涉及一种厨余垃圾破袋装置及其控制方法，以及具有该厨余垃圾破袋装置的垃圾桶。

背景技术

为了切实提高厨余垃圾的分出质量，厨余垃圾需破袋之后再进行投扔，由于厨余垃圾多为家庭日常摘下的菜叶果皮、剩饭剩菜等容易变质及产生异味的垃圾，因此居民对厨余垃圾自行破袋产生自然抵触。为此，部分社区将废旧钢管截成锯齿状倒刺的短棍并挂于厨余垃圾桶的桶沿，虽然在一定程度上减轻了居民在投放垃圾时自备工具进行破袋的压力，但是沿桶沿放置的破袋工具只能将垃圾袋侧口划开，垃圾不易掉出。

发明内容

本发明的目的是提供一种厨余垃圾破袋装置及其控制方法，以及具有该厨余垃圾破袋装置的垃圾桶。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种厨余垃圾破袋装置，包括：驱动部件、多连杆机构、连杆固定机构以及一对刀杆；

所述刀杆，一端与所述连杆固定机构铰接，另一端连接一刀片，所述刀片的刀尖朝上；

所述多连杆机构，包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆；所述第一连杆的一端与第一刀杆的中部铰接，另一端与所述第二连杆的一端铰接；所述第三连杆的一端与第二刀杆的中部铰接，另一端与所述第二连杆的另一端铰接；且所述第一刀杆与所述第二刀杆关于所述第二连杆的中线对称，所述第一连杆与所述第三连杆关于所述第二连杆的中线对称；

所述驱动部件，作用于所述第二连杆的中部，用于对所述第二连杆进行推拉运动，以带动所述第一刀杆和第二刀杆在打开状态与闭合状态之间切换；所述闭合状态为第一刀杆的刀片与第二连杆的刀片靠拢在一起的状态，所述打开状态为所述第一刀杆的刀片与第二连杆的刀片分开的状态。

可选的，所述厨余垃破袋装置还包括检测部件和控制器，所述检测部件用于检测所述刀片上方是否存在物体，所述检测部件的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制信号输出端与所述驱动部件的控制端电连接。

可选的，所述检测部件为红外激光对射管，所述红外激光对射管中的激光发射管和激光接收管分别位于刀片上方的两侧。

可选的，所述驱动部件为线位移型步进电机，所述步进电机的输出端与第二连杆的中部固定连接。

可选的，所述闭合状态中，所述第一刀杆的刀片与所述第二连杆的刀片之间的间距小于第一设定阈值；所述打开状态中，所述第一刀杆的刀片与所述第二连杆的刀片之间的间距大于第二设定阈值。

可选的，所述连杆固定机构为一支撑轴。

本发明还提供了一种厨余垃圾破袋装置的控制方法，所述方法应用于本发明提供的厨余垃圾破袋装置，所述方法包括：

当检测到有物体置于厨余垃圾破袋装置的刀片上方时，控制驱动部件带动第二连杆运动，以使刀杆由闭合状态运动到打开状态，并在打开状态停留设定时间后，使刀杆由打开状态运动到闭合状态。

可选的，当检测部件在设定时间内持续检测到有物体位于厨余垃圾破袋装置刀片上方时，发出报警信号。

本发明还提供了一种具有厨余垃圾破袋功能的垃圾桶，所述垃圾桶内部安装有本发明提供的厨余垃圾破袋装置，所述厨余垃圾破袋装置固定于垃圾桶的上部，且所述厨余垃圾破袋装置被配置为使其多连杆机构在水平面上运动；所述垃圾桶的顶部开设有垃圾入口。

可选的，所述厨余垃圾破袋装置通过其连杆固定机构安装固定于所述垃圾桶中。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的具有厨余垃圾破袋装置的垃圾桶，在检测到刀片上方具有物体时，触发驱动部件驱动第二连杆运动，使刀片由闭合状态运动到打开状态，在该过程中，刀片将盛装厨余垃圾的塑料袋划破，厨余垃圾从打开状态时刀杆之间的空间落入垃圾桶的下部。整个厨余垃圾破袋过程基本上不需要居民进行其他操作，实现了厨余垃圾的智能破袋。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的厨余垃圾破袋装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中红外激光对射管的结构示意图；

图3为本发明实施例1中厨余垃圾破袋装置的具体控制流程图；

图4为本发明实施例2提供的具有厨余垃圾破袋装置的垃圾桶的结构示意图。

1、连杆固定机构；2、第一刀杆；3、刀片；4、第二刀杆；5、第二连杆；6、第三连杆；7、第一连杆；8、驱动部件；9、驱动部件电源线；10、发射端电源线；11、接收端电源线；12、信号线；13、红外激光对射管的发射端；14、红外激光对射管的接收端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供了一种厨余垃圾破袋装置及其控制方法，参见图1，该厨余垃圾破袋装置包括：驱动部件8、多连杆机构、连杆固定机构1以及一对刀杆。连杆固定机构1可以为一根轴。刀杆一端与连杆固定机构1铰接，另一端连接一刀片3，刀片3的刀尖朝上。多连杆机构包括第一连杆7、第二连杆5以及第三连杆6；第一连杆7的一端与第一刀杆2的中部铰接，另一端与第二连杆5的一端铰接；第三连杆6的一端与第二刀杆4的中部铰接，另一端与第二连杆5的另一端铰接；且第一刀杆2与第二刀杆4关于第二连杆5的中线对称，第一连杆7与第三连杆6关于第二连杆5的中线对称。驱动部件8作用于第二连杆5的中部，用于对第二连杆5进行推拉运动，以带动第一刀杆2和第二刀杆4在打开状态与闭合状态之间切换；其中闭合状态为第一刀杆2的刀片3与第二连杆5的刀片3靠拢在一起的状态，打开状态为第一刀杆2的刀片3与第二连杆5的刀片3分开的状态，具体的，可以通过以下方式确定闭合状态与打开状态：在闭合状态中，第一刀杆2的刀片3与第二连杆5的刀片3之间的间距小于第一设定阈值；在打开状态中第一刀杆2的刀片3与第二连杆5的刀片3之间的间距大于第二设定阈值。参见图1，闭合状态为刀杆的常态，当需要对厨余垃圾进行破袋时，控制驱动部件8推动第二连杆5，第二连杆5带动刀杆运动，使两个刀片3由靠拢状态慢慢打开，在该过程中，刀片3划开上方盛装厨余垃圾的塑料袋，完成厨余垃圾的破袋，之后，控制驱动部件8拉回第二连杆5，第二连杆5带动刀杆运动，使两个刀片3由打开状态慢慢靠拢，回到闭合状态，等待下一次破袋。

本实施例提供的厨余垃圾破袋装置还可以包括检测部件和控制器，控制器集成在开发板上，检测部件用于检测刀片3上方是否存在物体，检测部件的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的控制信号输出端与驱动部件8的控制端电连接，具体的，控制器向驱动电机的控制电路输出控制信号，以调节输入驱动电机的电压的正反方向，实现驱动电机的正转或反转，最终实现对第二连杆的推拉驱动。检测部件在检测到刀片3上方有物体存在时，将该检测信号发送至控制器，控制器接收到检测部件的信号后，控制驱动部件8动作，完成厨余垃圾的破袋过程。其中，检测部件优选为红外激光对射管，红外激光对射管中的激光发射管和激光接收管分别位于刀片3上方的两侧。驱动部件8优选为线位移型步进电机，位移型步进电机的输出端与第二连杆5的中部固定连接。

图2为红外激光对射管的示意图，红外激光对射管(以下简称：激光管)，可以将其看作整个系统的开关，由发射端和接收端两部分组成，两端均有电源线，除此之外接收端还有信号线，将其固定于智能垃圾箱投递口的挡板处，当垃圾投入时便会阻挡红外线，接收端由于未能接收红外线而输出触发信号至控制器，整个装置系统由此启动。在未触发状态下发射端发射的红外线可以由发射端发送至发射端，发射端接收至红外信号之后会通过信号线传输16进制数据“0x0000”告知控制器此时红外激光可以正常由发射端传输至接收端，期间无其他遮挡物遮挡，也就是未有垃圾袋掉入，装置无需启动；而当垃圾掉阻挡住发射端的信号，信号线上的数据将变为“0x0001”告知控制器有垃圾袋掉入需启动装置。

厨余垃圾破袋装置还包括电源适配器及电线、信号线等。电源适配器通过火线、地线和零线与智能垃圾箱内的220V交流电相连，将220V交流电转换为24V直流电，与控制器等连接实现对这个装置的电源供应。红外激光管发射端有两根线，这两根线分别与电源适配器的+24V电源和地线相连，实现对红外激光发射管的供电；红外激光接收端有三根线，其中两根线为电源线，实现与电源适配器的连接，第三根线是信号线，与控制器的信号输入端相连，将接收端是否接收到信号的信息通过信号线传送至控制器，控制器通过对该信号输入端信号的读取来判别激光红外是否被遮挡。步进电机仅有两根电源线输出，与控制器上电压控制输出端连接，可通过电压的分配实现正转、反转以及停转的功能。

厨余垃圾破袋装置的具体控制过程可以如下：

控制器负责定时以及接收来自检测部件(红外激光对射管)的触发信号并且控制驱动部件8(位移型步进电机)响应。具体的，当垃圾袋掉入到激光管中间时会阻挡发射端发射的红外信号被接收端接收到，此时激光管接入到控制器的信号会发生变化，控制器检测到这一变化后，可以通过0.5秒的定时器中断进行计时，同时驱动位移型步进电机正转某一时间间隔；而后使位移型步进电机停转一段时间；最后反转一段时间。从而达到刀片3打开划破垃圾袋，停转等待垃圾流出以及靠拢等待下次触发的操作，具体的控制过程可以如图3所示。

考虑到实际情况下红外线被意外阻挡会使整个装置系统空转，在控制器控制程序逻辑中添加如果长时间触发整个系统装置，则结束当前操作流程，并报警。

实施例2

参见图4，本实施例提供了一种安装有实施例1的厨余垃圾破袋功能的垃圾桶，厨余垃圾破袋装置固定于垃圾桶的上部，且厨余垃圾破袋装置的多连杆机构在水平面上运动。垃圾桶的顶部开设有垃圾入口，厨余垃圾由顶部的入口投入垃圾桶，置于刀片上方，检测部件将检测信号发送至控制器，控制器控制驱动部件运动，带动刀片划开盛装厨余垃圾的塑料袋，厨余垃圾落入垃圾桶底部，刀片回归原位，等待一下次触发。优选的，厨余垃圾破袋装置通过其连杆固定机构安装固定于垃圾桶中。

本发明具有以下优势：

(1)考虑了异常情况，比如因为垃圾堆叠长时间挡住红外线使得装置长时间空转，因此使得程序鲁棒性更强。

(2)机构本身：采用红外触发方式大大解放了居民的双手，实现了自动感应，在一定程度上实现了装置的自动化操作；其次从垃圾袋底部划开垃圾袋使得垃圾更易掉出；再次该装置与社区内智能垃圾箱适配良好，可以通过其内部220V交流电实现对整个装置系统的电力供应。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种厨余垃圾破袋装置，其特征在于，包括：驱动部件、多连杆机构、连杆固定机构以及一对刀杆；所述刀杆，一端与所述连杆固定机构铰接，另一端连接一刀片，所述刀片的刀尖朝上；所述多连杆机构，包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆；所述第一连杆的一端与第一刀杆的中部铰接，另一端与所述第二连杆的一端铰接；所述第三连杆的一端与第二刀杆的中部铰接，另一端与所述第二连杆的另一端铰接；且所述第一刀杆与所述第二刀杆关于所述第二连杆的中线对称，所述第一连杆与所述第三连杆关于所述第二连杆的中线对称；

所述驱动部件，作用于所述第二连杆的中部，用于对所述第二连杆进行推拉运动，以带动所述第一刀杆和第二刀杆在打开状态与闭合状态之间切换；所述闭合状态为第一刀杆的刀片与第二连杆的刀片靠拢在一起的状态，所述打开状态为所述第一刀杆的刀片与第二连杆的刀片分开的状态；

所述厨余垃圾破袋装置包括电源适配器及电线、信号线，电源适配器与控制器连接对所述装置进行电源供应，步进电机与控制器上电压控制输出端连接，通过电压的分配实现正转、反转以及停转，控制器向驱动电机的控制电路输出控制信号，以调节输入驱动电机的电压的正反方向，实现驱动电机的正转或反转，最终实现对第二连杆的推拉驱动；

所述厨余垃圾 破袋装置还包括检测部件和控制器，所述检测部件用于检测所述刀片上方是否存在物体，所述检测部件的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制信号输出端与所述驱动部件的控制端电连接；控制器负责定时以及接收来自检测部件的触发信号并且控制驱动部件响应；当垃圾袋掉入到激光管中间时会阻挡发射端发射的红外信号被接收端接收到，此时激光管接入到控制器的信号会发生变化，控制器检测到这一变化后，通过0.5秒的定时器中断进行计时，同时驱动位移型步进电机正转某一时间间隔；而后使位移型步进电机停转一段时间；最后反转一段时间；从而达到刀片打开划破垃圾袋，停转等待垃圾流出以及靠拢等待下次触发的操作；

当检测部件在设定时间内持续检测到有物体位于厨余垃圾破袋装置刀片上方时，结束当前操作流程，发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的厨余垃圾破袋装置，其特征在于，所述检测部件为红外激光对射管，所述红外激光对射管中的激光发射管和激光接收管分别位于刀片上方的两侧。

3.根据权利要求1所述的厨余垃圾破袋装置，其特征在于，所述驱动部件为线位移型步进电机，所述步进电机的输出端与第二连杆的中部固定连接。

4.根据权利要求1所述的厨余垃圾破袋装置，其特征在于，所述闭合状态中，所述第一刀杆的刀片与所述第二刀杆的刀片之间的间距小于第一设定阈值；所述打开状态中，所述第一刀杆的刀片与所述第二刀杆的刀片之间的间距大于第二设定阈值。

5.根据权利要求1所述的厨余垃圾破袋装置，其特征在于，所述连杆固定机构为一支撑轴。

6.一种厨余垃圾破袋装置的控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-5任一项所述的厨余垃圾破袋装置，所述方法包括：

当检测到有物体置于厨余垃圾破袋装置的刀片上方时，控制驱动部件带动第二连杆运动，以使刀杆由闭合状态运动到打开状态，并在打开状态停留设定时间后，使刀杆由打开状态运动到闭合状态。

7.一种具有厨余垃圾破袋功能的垃圾桶，其特征在于，所述垃圾桶内部安装有权利要求1-5任一项所述的厨余垃圾破袋装置，所述厨余垃圾破袋装置固定于垃圾桶的上部，且所述厨余垃圾破袋装置被配置为使其多连杆机构在水平面上运动；所述垃圾桶的顶部开设有垃圾入口。

8.根据权利要求7所述的具有厨余垃圾破袋功能的垃圾桶，其特征在于，所述厨余垃圾破袋装置通过其连杆固定机构安装固定于所述垃圾桶中。

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