CN113216111B - 水域智能垃圾桶 - Google Patents

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Abstract

一种水域智能垃圾桶。其包括桶体和安装在桶体上的湿度传感器、摄像头、测距传感器、北斗模块、螺旋桨、控制器、水泵、电子罗盘和水槽；本发明提供的水域智能垃圾桶具有如下有益效果：实现了水域表面漂浮垃圾的自动收集，在水域表面垃圾不多，不适合动用大型垃圾收集机器时，有效解决了水域表面垃圾分散，影响水域环境卫生及美观的问题，降低了人力资源的使用，并且避免了人工收集垃圾带来的安全隐患。

Description

水域智能垃圾桶
技术领域
本发明属于水上智能垃圾清理装置技术领域，特别是涉及一种水域智能垃圾桶。
背景技术
随着目前经济形式的迅猛发展，旅游业已成为当前发展的主流产业，更多的人将会将闲暇时间分配到用于休闲娱乐，而随之而来的环境问题就成为重点关注的对象。特别是各种水域环境卫生的可持续维护则是一个长久焦点问题，水域垃圾成为水体污染的主要来源最之一，比如人流量大的城市公园湖泊等处会产生许多新垃圾，这样会影响水域环境卫生及美观。这些新垃圾的特点是产生的周期短，分散且数量较少，而且没有必要动用大型垃圾收集机器，因此如何将水体垃圾有效清理，考虑到环境维护难度和经济投入，节省人力等的投入，急需设计开发一款专门用于收集水域表面垃圾的智能装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水域智能垃圾桶。
为了达到上述目的，本发明提供的水域智能垃圾桶包括：桶体、湿度传感器、摄像头、测距传感器、北斗模块、螺旋桨、控制器、水泵、电子罗盘和水槽；其中，所述的桶体是由外桶体和内桶体构成的夹套式长方体形结构，采用透明材料制成，内桶体的上端呈开口状且中部设有一块垂直的隔板，由此将内桶体的内部腔体分成可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶；外桶体的四个侧壁内侧部位分别设有一个密闭的水槽；外桶体的每个侧壁外表面、每个水槽内部、可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶内分别安装一台水泵；可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶中的水泵出口分别与一根排水管的一端相连，排水管的另一端从内向外依次贯穿内桶体和外桶体的侧壁后位于桶体的外部；每台位于外桶体侧壁外表面上的水泵出口分别与一根抽水管的一端相连，抽水管的另一端从外向内贯穿外桶体的侧壁后位于相近的水槽内；每台位于水槽内的水泵出口分别与一根调节水管的一端相连，调节水管的另一端从内向外贯穿外桶体的侧壁后位于桶体的外部，其中两根相对的调节水管的外端部向左或向右水平弯折，另两根相对的调节水管的外端部则向右或向左水平弯折，因此可利用调节水管的排水方向使水域智能垃圾桶顺或逆时针旋转；多个湿度传感器分布在外桶体的侧壁外表面中部和上端外围、水槽的中部、可回收垃圾内桶和不可回收垃圾内桶的底部；摄像头安装在任一水槽的背板上部，用于采集垃圾或障碍物的图像；多个测距传感器分布在外桶体的侧壁外表面以及内桶体的侧壁上端，用于检测其与垃圾间的距离；北斗模块、控制器和电子罗盘均安装在内桶体的内下部，可利用北斗模块和电子罗盘的相互配合来定位水域智能垃圾桶所处的位置，以及向指定地点移动时对方向的调整；外桶体的每个侧壁外表面上分别安装一个带有电机的螺旋桨；控制器分别与湿度传感器、摄像头、测距传感器、北斗模块、螺旋桨、水泵和电子罗盘电连接，并且北斗模块以无线的方式与管理人员手持的移动通讯设备相连接。
所述的控制器采用stm32f103ZET6型号的单片机。
所述的摄像头的型号为OV7725。
所述的电子罗盘的型号为GY-26
所述的测距传感器采用GP2Y0A21YK0F红外测距传感器。
本发明提供的水域智能垃圾桶具有如下有益效果：实现了水域表面漂浮垃圾的自动收集，在水域表面垃圾不多，不适合动用大型垃圾收集机器时，有效解决了水域表面垃圾分散，影响水域环境卫生及美观的问题，降低了人力资源的使用，并且避免了人工收集垃圾带来的安全隐患。
附图说明
图1为本发明提供的水域智能垃圾桶纵向结构简易剖视图。
图2为本发明提供的水域智能垃圾桶简易俯视图。
图3为本发明提供的水域智能垃圾桶横向结构简易剖视图。
图4为本发明提供的水域智能垃圾桶侧视图。
图5为本发明提供的水域智能垃圾桶俯视图。
图6为本发明提供的水域智能垃圾桶立体图。
图7为本发明提供的水域智能垃圾桶使用方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1-图6所示，本发明提供的水域智能垃圾桶包括：桶体1、湿度传感器2、摄像头3、测距传感器4、北斗模块5、螺旋桨6、控制器7、水泵8、电子罗盘9和水槽10；其中，所述的桶体1是由外桶体1-1和内桶体1-2构成的夹套式长方体形结构，采用透明材料制成，内桶体1-2的上端呈开口状且中部设有一块垂直的隔板，由此将内桶体1-2的内部腔体分成可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2；外桶体1-1的四个侧壁内侧部位分别设有一个密闭的水槽10；外桶体1-1的每个侧壁外表面、每个水槽10内部、可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2内分别安装一台水泵8；可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2中的水泵8出口分别与一根排水管11的一端相连，排水管11的另一端从内向外依次贯穿内桶体1-2和外桶体1-1的侧壁后位于桶体1的外部；每台位于外桶体1-1侧壁外表面上的水泵8出口分别与一根抽水管12的一端相连，抽水管12的另一端从外向内贯穿外桶体1-1的侧壁后位于相近的水槽10内；每台位于水槽10内的水泵8出口分别与一根调节水管13的一端相连，调节水管13的另一端从内向外贯穿外桶体1-1的侧壁后位于桶体1的外部，其中两根相对的调节水管13的外端部向左或向右水平弯折，另两根相对的调节水管13的外端部则向右或向左水平弯折，因此可利用调节水管13的排水方向使水域智能垃圾桶顺或逆时针旋转；多个湿度传感器2分布在外桶体1-1的侧壁外表面中部和上端外围、水槽10的中部、可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2的底部；摄像头3安装在任一水槽10的背板上部，用于采集垃圾或障碍物的图像；多个测距传感器4分布在外桶体1-1的侧壁外表面以及内桶体1-2的侧壁上端，用于检测其与垃圾间的距离；北斗模块5、控制器7和电子罗盘9均安装在内桶体1-2的内下部，可利用北斗模块5和电子罗盘9的相互配合来定位水域智能垃圾桶所处的位置，以及向指定地点移动时对方向的调整；外桶体1-1的每个侧壁外表面上分别安装一个带有电机的螺旋桨6；控制器7分别与湿度传感器2、摄像头3、测距传感器4、北斗模块5、螺旋桨6、水泵8和电子罗盘9电连接，并且北斗模块5以无线的方式与管理人员手持的移动通讯设备相连接。
所述的控制器7采用stm32f103ZET6型号的单片机。
所述的摄像头3的型号为OV7725。
所述的电子罗盘9的型号为GY-26
所述的测距传感器4采用GP2Y0A21YK0F红外测距传感器。
现将本发明提供的水域智能垃圾桶的使用方法阐述如下：
如图7所示，首先由管理人员将本水域智能垃圾桶放入到湖泊中并将其启动，在控制器7的控制下，启动位于外桶体1-1侧壁外表面上的四台水泵8，由此将湖泊中的水通过抽水管12抽入相应的水槽10内，直到使桶体1的上端边缘略低于水面，以保证水可以缓慢流进桶体1内，这样即使没有垃圾时，也可以作为一道风景观赏，停止上述水泵8的运行；
利用多个分布在外桶体1-1侧壁外表面上的测距传感器4检测周围是否有物体，若没有检测到物体，启动一台螺旋桨6，由此推动水域智能垃圾桶在湖泊中向与该螺旋桨6所在位置相反的方向缓慢移动，以搜寻物体。在此过程中可根据需要不断开启不同的螺旋桨6，由此改变水域智能垃圾桶的移动方向。
当分布在外桶体1-1侧壁外表面上的某一测距传感器4检测到物体时，会将其与物体间的距离发送给控制器7，控制器7根据该测距传感器4的位置判断出物体的方位，之后启动两个相对的水槽10内的两台水泵8以及相应的外桶体1-1侧壁上的两台水泵8，在保证水槽10内水量不变的情况下，通过两个相对的调节水管13的排水使水域智能垃圾桶顺或逆时针旋转，直到摄像头3对准物体并对其进行图像采集，然后将图像传送给控制器7，控制器7根据上述图像来判断该物体是否为垃圾，若判断为垃圾，再判断是否为可回收垃圾，若为可回收垃圾，则按照上述方法使水域智能垃圾桶顺或逆时针旋转而使可回收垃圾内桶1-2-1面对可回收垃圾，再启动背对可回收垃圾内桶1-2-1的螺旋桨6，由此推动水域智能垃圾桶移动到可回收垃圾附近，最终使可回收垃圾流入可回收垃圾内桶1-2-1内；若为不可回收垃圾，则按照上述方法使水域智能垃圾桶顺或逆时针旋转而使不可回收垃圾内桶1-2-2面对不可回收垃圾，再启动背对不可回收垃圾内桶1-2-2的螺旋桨6，由此推动水域智能垃圾桶移动到不可回收垃圾附近，最终使不可回收垃圾流入不可回收垃圾内桶1-2-2内，由此达到垃圾回收的目的。
若控制器7根据上述图像判断出该物体不是垃圾，则判断其为障碍物，启动靠近障碍物的螺旋桨6，由此推动水域智能垃圾桶远离障碍物。
当分布在内桶体1-2侧壁上端的测距传感器4检测到桶内垃圾积满之后，利用北斗模块5的短报文功能将信息发送到管理人员手持的移动通讯设备上，告诉管理人员垃圾已满，之后再通过北斗模块5的定位功能与电子罗盘9的定向功能将水域智能垃圾桶推进到一个指定地点，以便管理人员回收垃圾。
另外，控制器7能够通过多个分布在外桶体1-1的侧壁外表面中部、上端外围以及水槽10中部的湿度传感器2传回的数据来控制水槽10内以及相应的外桶体1-1侧壁上水泵8的启停来改变四个水槽10内的水量，以防止水域智能垃圾桶出现倾斜。
此外，当位于可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2中底部的湿度传感器2检测到可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2中有水时，启动可回收垃圾内桶1-2-1和不可回收垃圾内桶1-2-2中的水泵8，由此将该水通过排水管11排到湖泊中。

Claims (5)

1.一种水域智能垃圾桶，其特征在于：所述的水域智能垃圾桶包括：桶体(1)、湿度传感器(2)、摄像头(3)、测距传感器(4)、北斗模块(5)、螺旋桨(6)、控制器(7)、水泵(8)、电子罗盘(9)和水槽(10)；其中，所述的桶体(1)是由外桶体(1-1)和内桶体(1-2)构成的夹套式长方体形结构，采用透明材料制成，内桶体(1-2)的上端呈开口状且中部设有一块垂直的隔板，由此将内桶体(1-2)的内部腔体分成可回收垃圾内桶(1-2-1)和不可回收垃圾内桶(1-2-2)；外桶体(1-1)的四个侧壁内侧部位分别设有一个密闭的水槽(10)；外桶体(1-1)的每个侧壁外表面、每个水槽(10)内部、可回收垃圾内桶(1-2-1)和不可回收垃圾内桶(1-2-2)内分别安装一台水泵(8)；可回收垃圾内桶(1-2-1)和不可回收垃圾内桶(1-2-2)中的水泵(8)出口分别与一根排水管(11)的一端相连，排水管(11)的另一端从内向外依次贯穿内桶体(1-2)和外桶体(1-1)的侧壁后位于桶体(1)的外部；每台位于外桶体(1-1)侧壁外表面上的水泵(8)出口分别与一根抽水管(12)的一端相连，抽水管(12)的另一端从外向内贯穿外桶体(1-1)的侧壁后位于相近的水槽(10)内；每台位于水槽(10)内的水泵(8)出口分别与一根调节水管(13)的一端相连，调节水管(13)的另一端从内向外贯穿外桶体(1-1)的侧壁后位于桶体(1)的外部，其中两根相对的调节水管(13)的外端部向左或向右水平弯折，另两根相对的调节水管(13)的外端部则向右或向左水平弯折，因此可利用调节水管(13)的排水方向使水域智能垃圾桶顺或逆时针旋转；多个湿度传感器(2)分布在外桶体(1-1)的侧壁外表面中部和上端外围、水槽(10)的中部、可回收垃圾内桶(1-2-1)和不可回收垃圾内桶(1-2-2)的底部；摄像头(3)安装在任一水槽(10)的背板上部，用于采集垃圾或障碍物的图像；多个测距传感器(4)分布在外桶体(1-1)的侧壁外表面以及内桶体(1-2)的侧壁上端，用于检测其与垃圾间的距离；北斗模块(5)、控制器(7)和电子罗盘(9)均安装在内桶体(1-2)的内下部，利用北斗模块(5)和电子罗盘(9)的相互配合来定位水域智能垃圾桶所处的位置，以及向指定地点移动时对方向的调整；外桶体(1-1)的每个侧壁外表面上分别安装一个带有电机的螺旋桨(6)；控制器(7)分别与湿度传感器(2)、摄像头(3)、测距传感器(4)、北斗模块(5)、螺旋桨(6)、水泵(8)和电子罗盘(9)电连接，并且北斗模块(5)以无线的方式与管理人员手持的移动通讯设备相连接。
2.根据权利要求1所述的水域智能垃圾桶，其特征在于：所述的控制器(7)采用stm32f103ZET6型号的单片机。
3.根据权利要求1所述的水域智能垃圾桶，其特征在于：所述的摄像头(3)的型号为OV7725。
4.根据权利要求1所述的水域智能垃圾桶，其特征在于：所述的电子罗盘(9)的型号为GY-26。
5.根据权利要求1所述的水域智能垃圾桶，其特征在于：所述的测距传感器(4)采用GP2Y0A21YK0F红外测距传感器。
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