CN113086450B - 一种旋转式分类垃圾箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转式分类垃圾箱，包括垃圾箱本体，N个分类箱体，垃圾投料机构，包括旋转支撑架组件和N个设置在分类箱体正上方的投料平台；旋转支撑架组件包括电机、中心轴、和N根径向轴，中心轴与电机相连；投料平台按同一时针方向与对应的径向轴转动连接，围绕径向轴在竖直平面转动，同时电机带动投料平台围绕中心轴旋转；所述的投料平台与相邻的径向轴之间还设置了相互配合的电磁铁组件，电磁铁组件根据投料的过程控制投料平台围绕径向轴旋转。本发明的垃圾箱采用集成式，将多个分类箱体集成在同一个垃圾箱体中；通过与旋转式投料平台相连，根据所识别的分类结果准确的将垃圾投放到对应的分类箱体中。

Description

一种旋转式分类垃圾箱
技术领域
本发明属于分类箱体领域，具体涉及一种旋转式分类垃圾箱。
背景技术
现有技术中，在执行垃圾分类所采用的办法主要是设置多个垃圾箱，通过垃圾箱上所标记的图案进行垃圾分类回收。这种通过采用设置多个垃圾箱的办法会产生许多弊病，例如设置在旅游区的垃圾箱，由于空间有限，无法一次性设置多个垃圾箱；又比如我国的垃圾分类执行正处于初始阶段，民众的意识不是很高，分类不是很准确；这些因素都会影响垃圾分类的有效性。
发明内容
针对上述问题，本发明开发了一种旋转式的，将多种分类箱体集成在一个同一个箱体的分类箱体。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种旋转式分类垃圾箱，包括垃圾箱本体，
N个分类箱体，呈圆形矩阵设置在垃圾箱本体下端，
垃圾投料机构，包括旋转支撑架组件和N个设置在所述分类箱体正上方的投料平台；所述旋转支撑架组件包括电机、竖向设置的中心轴、和N根与所述中心轴垂直连接的径向轴，所述中心轴与所述电机相连；所述投料平台按同一时针方向与对应的所述径向轴转动连接，围绕所述径向轴在竖直平面转动，同时所述电机带动所述投料平台围绕所述中心轴旋转；
所述的投料平台与相邻的所述径向轴之间还设置了相互配合的电磁铁组件，所述电磁铁组件根据投料的过程控制所述投料平台围绕所述径向轴旋转。
作为本发明的进一步改进，所述电磁铁组件包括设置在所述径向轴上的电磁铁和设置在所述投料平台上的固定磁铁，所述电磁铁和所述固定磁铁的两极位于竖向方向，通过改变所述电磁铁的电流方向，调节所述电磁铁和所述固定磁铁之间的作用力的方向。
作为本发明的进一步改进，所述投料平台处于水平的位置时，所述固定磁铁位于所述电磁铁的正下方。
作为本发明的进一步改进，所述投料平台的底边对应于所述铁磁铁的正下方设有向外伸出的挡片，所述固定磁铁固定在所述挡片上。
作为本发明的进一步改进，所述径向轴的中间设有与所述径向轴垂直相连的半圆环，所述半圆环通过转动连接件与所述的投料平台转动连接，所有所述径向轴上的所述半圆环朝同一时针方向设置。
作为本发明的进一步改进，所述投料平台在位于所述径向轴的另一侧还设有平衡板，所述平衡板斜向下方设置，与所述投料平台之间的夹角大于90°。
作为本发明的进一步改进，所述垃圾箱本体包括至少一个投递口，所述投递口对应任一所述投料平台。
作为本发明的进一步改进，还包括控制系统，所述控制系统包括微处理模块、图像采集模块，和电磁铁组件控制模块
所述图像采集模块，设置在垃圾箱本体投递口的正上方，输出端与所述微处理模块相连，用于采集放置在投递口位置的所述投料平台上的垃圾的图像；
所述微处理模块内置神经网络学习模块，所述神经网络学习模块根据图像采集模块判别垃圾的类别并采集新的素材库存储在所述神经网络学习模块中；
所述微处理模块控制端还分别与所述电机和所述电磁铁控制模块相连，根据所辨别垃圾的类别分别控制电机的旋转和电磁铁电流的方向。。
本发明的有益效果：本发明所设置的垃圾箱采用集成式，将多个分类箱体集成在同一个垃圾箱体中；通过与旋转式投料平台相连，根据识别分类的结果准确的将垃圾投放到对应的分类箱体中。同时该分类箱体所基于的旋转支撑架组件结构精简，能够大大缩小垃圾箱的尺寸，降低垃圾箱的制造成本和后期的维护。
附图说明
图1本发明的分类垃圾箱的立体结构示意图；
图2为垃圾投料机构的整体立体结构示意图；
图3为显示一个投料平台的垃圾投料机构的右视图；
图4为显示一个投料平台的垃圾投料机构的正视图；
图5为图4中的A位置的剖面示意图；
图6为与电磁铁连接的控制电路图；
图7为控制本发明分类垃圾箱运行的流程图；
其中：1-垃圾箱本体，2-分类箱体，3-垃圾投料机构，30-电机，31-中心轴，32-径向轴，320-半圆环，33-投料平台，34-平衡板，35-转动连接件，4-电磁铁，5-固定磁铁，6-挡片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1-5所示的一种旋转式分类垃圾箱，包括垃圾箱本体1，设置在垃圾箱本体1下端四个呈田字形设置的分类箱体2，分别用于可回收垃圾，厨余垃圾，有害垃圾，其他垃圾的回收。
垃圾箱本体1的上方设有垃圾投料机构3，包括旋转支撑架组件和四个设置在所述分类箱体2正上方的投料平台33，其中，在任何时间段会存在一个投料平台33位于垃圾投递口的位置。
所述旋转支撑架组件包括步进式旋转型电机30、竖向设置的中心轴31、和四根与所述中心轴31垂直连接的径向轴32，所述中心轴31与所述电机30相连；所述投料平台33按同一时针方向与对应的所述径向轴32转动连接，围绕所述径向轴32在竖直平面转动，同时所述电机30带动所述投料平台33围绕所述中心轴31旋转。根据放置在投料平台33上的垃圾的属性旋转到对应分类箱体2的上方，之后控制投料平台33向下方旋转，使得垃圾落入分类箱体2中。
由于具有多个投料平台33，对于投料平台33在竖向方向的旋转，为了能够减少电机的使用数量，获得结构更加简单的分类箱体2，本发明采用电磁铁组件控制所述投料平台33在竖向方向旋转的机构。
所述电磁铁组件包括设置在所述径向轴32上的电磁铁4和设置在所述投料平台33上的固定磁铁5，所述电磁铁4和所述固定磁铁5的两极位于竖向方向，通过改变所述电磁铁4的电流方向，调节所述电磁铁4和所述固定磁铁5之间的作用力的方向，从而控制所述投料平台33围绕所述径向轴32旋转。
具体的为，当垃圾从投递口放置在投料平台33上时，在该投料平台33旋转到对应的分类箱体2的上方之前，电磁铁4和固定磁铁5之间相互吸附在一起，待投料平台33旋转到对应分类箱体2的上方，改变电磁铁4的电流方向，固定磁铁5和电磁铁4之间相互排斥，推动投料平台33向下旋转，投放垃圾。
另外，为了节约电能，所述投料平台33在位于所述径向轴32的另一侧还设有平衡板34，该平衡板34斜向下方设置，与所述投料平台33之间的夹角大于90°，该平衡板34能够起到杠杆的作用，能够使得投料平台33在未受到任何垃圾重物下压的情况下，在不消耗任何功耗的情况下保证投料平台33的水平位置，且所设置的平衡板34的位置对投料平台33的旋转不起任何阻碍作用。
在安装过程中，需要注意，所述投料平台33处于水平的位置时，所述固定磁铁5位于所述电磁铁4的正下方。另外，所述投料平台33的底边对应于所述铁磁铁的正下方设有向外伸出的挡片6，所述固定磁铁5固定在所述挡片6上。
所述径向轴32的中间设有与所述径向轴32垂直相连的半圆环320，所述半圆环320通过转动连接件35与所述的投料平台33转动连接，为了实现一对一的有效控制，所有所述径向轴32上的所述半圆环320朝同一时针方向设置。
基于具有以上结构的分类箱体2，控制该垃圾箱运转的控制系统包括微处理模块、图像采集模块，和电磁铁组件控制模块。
其中，所述图像采集模块，设置在垃圾箱本体1投递口的正上方，输出端与所述微处理模块相连，用于采集放置在投递口位置的所述投料平台33上的垃圾的图像，之后将所采集的图像输入到微处理模块进行处理。
所述微处理模块内置神经网络学习模块，所述神经网络学习模块根据图像采集模块判别垃圾的类别并采集新的素材库存储在所述神经网络学习模块中，以提升辨别准确性。所述神经网络学习模块所采用的程序可参见中国科技信息 2021 年第 5 期《基于迁移学习的可回收垃圾识别分类研究》。
所述微处理模块控制端还分别与所述电机与所述电磁铁4和所述电磁铁组件控制模块相连，根据所辨别垃圾的类别依次控制电机的旋转和电磁铁4的大小和方向。例如在进行垃圾投放时，将四个平台标记为y1，y2，y3，y4，以将6个垃圾x1，x2，x3，x4，x5，x6投入下方的四个分类箱体2中，系统中分别标记为z1，z2，z3，z4。设y1在初始投放口并且处于垃圾桶z1上方，将垃圾x1放入平台y1，首先进行识别分组，根据分组结果对应于下方的分类箱体2，得到控制电机和电磁铁4的四种可能操作：1，不旋转，落入z1；2，旋转90度落入z2；3，旋转180度落入z3；4，旋转270度落入z4。
另外对四个电磁铁4的控制所采用的电磁铁组件控制模块的电路图如图6所示，该电路图包括应用经典H桥电路实现MCU控制电磁铁4通电电流的方向，其中H桥的两个对角，每一个电磁铁4用两个IO口控制，通过MCU发送电平控制H桥四个三极管的导通与截至，从而控制流过电磁铁4的电流的方向。
此处，电磁铁组件控制模块的开关开启有多种方式，在本发明中最直接简单的方式是通过图像采集模块采集到的信号为开启信号。
另外，在本发明中，所述的微处理模块采用的是Kendryte K210 TKA183401E。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种旋转式分类垃圾箱，其特征在于：包括垃圾箱本体，所述垃圾箱本体包括至少一个垃圾投递口；
N个分类箱体，呈圆形矩阵设置在垃圾箱本体下端；
垃圾投料机构，包括旋转支撑架组件和N个设置在所述分类箱体正上方的投料平台，其中，在任何时间段会存在一个投料平台位于垃圾投递口的位置；所述旋转支撑架组件包括电机、竖向设置的中心轴、和N根与所述中心轴垂直连接的径向轴，所述中心轴与所述电机相连；所述投料平台按同一时针方向与对应的所述径向轴转动连接，围绕所述径向轴在竖直平面转动，同时所述电机带动所述投料平台围绕所述中心轴旋转；
所述的投料平台与相邻的所述径向轴之间还设置了相互配合的电磁铁组件，所述电磁铁组件根据投料的过程控制所述投料平台围绕所述径向轴旋转；
所述电磁铁组件包括设置在所述径向轴上的电磁铁和设置在所述投料平台上的固定磁铁，所述电磁铁和所述固定磁铁的两极位于竖向方向，通过改变所述电磁铁的电流方向，调节所述电磁铁和所述固定磁铁之间的作用力的方向；
所述投料平台处于水平的位置时，所述固定磁铁位于所述电磁铁的正下方；
所述投料平台的底边对应于所述电磁铁的正下方设有向外伸出的挡片，所述固定磁铁固定在所述挡片上；
所述径向轴的中间设有与所述径向轴垂直相连的半圆环，所述半圆环通过转动连接件与所述的投料平台转动连接，所有所述径向轴上的所述半圆环朝同一时针方向设置；
所述投料平台在位于所述径向轴的另一侧还设有平衡板，所述平衡板斜向下方设置，与所述投料平台之间的夹角大于90°；
还包括控制系统，所述控制系统包括微处理模块、图像采集模块和电磁铁组件控制模块，所述图像采集模块，设置在垃圾箱本体投递口的正上方，输出端与所述微处理模块相连，用于采集放置在投递口位置的所述投料平台上的垃圾的图像；
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