CN113511443B - 一种ai破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统。包括电机正反转控制电路、开关门限位电路以及控制箱门运动的直流电机，所述电机正反转控制电路中接入正向电源，直流电机正转，箱门打开；所述电机正反转控制电路中接入反向电源，直流电机反转，箱门闭合；所述开关门限位电路串联在电机正反转控制电路上，适于切断直流电机正反转时的电源，使垃圾箱箱门停止移动。该技术方案中，电机正反转控制电路控制直流电机正反转，也即控制箱门打开和关闭；而电机正反转控制电路中接入开关门限位电路，则能够在垃圾箱箱门开关门到达需要位置时，控制开关门限位电路适时切断电源，使箱门停止移动。

Description

一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统。

背景技术

目前随着垃圾分类的普及，垃圾箱产品也遍地开花，但垃圾箱投放口门控制方式主要有3种：手动推开和关闭，单片机控制步进电机打开和关闭，单片机控制直流电机打开和关闭。其中直流电机控制箱门打开和关闭，涉及到直流电机正反转和调速技术，目前市场上直流电机正反转控制和调速方法主要有：

①双刀双掷开关手动控制，不带调速功能

②H桥电子电路控制，带单片机控制调速功能，但不带隔离。

③H桥电子电路控制，带光耦隔离，且可以单片机控制调速

其中，缺点如下：

①双刀双掷开关手动控制:不能由单片机控制调速，手动切换电机正反转，略显笨拙，在垃圾箱产品上明显不适用。

②虽能实现调速，但电机是感性负载，容易产生无线电干扰，造成单片机系统不够稳定。单片机和电机不能共用电源，限制了电机的适用范围，在垃圾箱产品上也不太不适用。

③虽然单片机和电机电源实现了隔离，且实现了调速，但由于采用4个MOS管做H桥，成本高，外围电路较复杂，易损坏，损坏后项目现场不易维修更换；另一方面要实现有效调速，电机必须带测速装置实现闭环调速，产品成本大幅提高。否则，若是开环调速，由于箱门安装时，松紧不一致，导致阻力不同，设置一样的目标速度，可能有的箱门能正常运行，有的可能卡顿，无法运行，生产操作性差，且在垃圾箱产品上也不太不适用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，采用低成本元件，实现垃圾箱开门全速控制，关门减速控制，且开关门到达需要位置时自动切断电源，关门过程中遇到箱门下边沿夹手也切断电源马上停止关门，从而实现垃圾分类行业垃圾箱投递箱门的安全控制的目的，另一方面又让使用者投递垃圾时缩短等待时间，投递完垃圾后收回手时有足够的的反应时间，万一出现夹手也立马停止关门，整个过程富有人性化，用户体验好。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：包括电机正反转控制电路、开关门限位电路以及控制箱门运动的直流电机，其中，所述电机正反转控制电路两端处设有正向电源和反向电源；正向电源和反向电源择一接入电机正反转控制电路中；所述电机正反转控制电路中接入正向电源，直流电机正转，垃圾箱箱门打开；所述电机正反转控制电路中接入反向电源，直流电机反转，垃圾箱箱门闭合；

所述开关门限位电路串联在电机正反转控制电路上，适于切断直流电机正转时的正向电源或直流电机反转时的反向电源，使垃圾箱箱门停止移动。

该技术方案中，电机正反转控制电路控制直流电机正反转，也即控制箱门打开和关闭；而电机正反转控制电路中接入开关门限位电路，则能够在垃圾箱箱门开关门到达需要位置时，控制开关门限位电路自动适时切断电源，使箱门停止移动；并且在遇到夹手情况时，开关门限位电路也可适时切断停止关门，安全性较高，用户体验较好。

作为优选，所述电机正反转控制电路上分别设有接通正向电源和反向电源的第一开关S3和第二开关S4；所述控制电路还包括第一开关控制电路和第二开关控制电路；第一开关控制电路和第二开关控制电路用于控制正向电源和反向电源择一接入电机正反转控制电路中。该技术方案中，使用第一开关S3和第二开关S4灵活控制正向电源和反向电源选择性接入电机正反转控制电路中，而第一开关控制电路和第二开关控制电路作为输入量，触发第一开关S3和第二开关S4选择正向电源或反向电源。

作为优选，所述第一开关控制电路包括继电器RY1、12V电源、二极管D7、电阻以及三极管Q1，所述12V电源与三极管Q1分别连接继电器RY1的两端；所述第二开关控制电路包括继电器RY2、12V电源、二极管D8、电阻以及三极管Q2，所述12V电源与三极管Q2分别连接继电器RY1的两端；所述第一开关S3和第二开关S4分别为继电器RY1、RY2的开合部分；所述控制电路还包括MCU，用于控制三极管Q1与三极管Q2处的电平使电机正反转控制电路接通正向电源或反向电源。该技术方案中，MCU控制三极管Q1的基极高电平或低电平，三极管Q2的基极低电平或高电平，从而使第一开关控制电路中继电器RY1处与第二开关控制电路中继电器RY2处产生电平差，触发第一开关S3和第二开关S4接通正向电源或反向电源，使直流电机正转或直流电机反转，以达到打开箱门或关闭箱门的目的。另外，由于采用2个继电器替代传统的4个MOS管，且继电器通过安装座插拔安装，项目现场维修替换方便，成本节约，性能稳定不容易损坏。

作为优选，所述电机正反转控制电路还包括插座CN1、CN2，所述插座CN1的一端与直流电机插接，另一端的1脚与继电器RY1连接，2脚与插座CN2的1脚、2脚连接；所述插座CN2的一端与开关门限位电路插接，另一端的的3脚与继电器RY2连接。该技术方案中，插座CN1的设置是为了方便插接直流电机，而插座CN2的设置是为了方便开关门限位电路插接到电机正反转控制电路中，以达到更好的限位效果。

作为优选，所述开关门限位电路耦接在插座CN2上，包括开门限位开关S1和关门限位开关S2；其中，所述开门限位开关S1仅当箱门完全开启时切断；所述关门限位开关S2仅当箱门完全关闭时切断。该技术方案中，开门限位开关S1的设置是在箱门完全打开后，断开正向电源使箱门骤停，而开门限位开关S1的设置是在箱门完全关闭后，断开反向电源使箱门骤停；从而达到一个安全控制的效果，防止直流电机一直转动导致垃圾箱运转异常。

作为优选，所述开关门限位电路还包括与所述开门限位开关S1并联的第一支路，以及与所述关门限位开关S2并联的第二支路；第一支路中设有二极管D5，第二支路中设有二极管D6；所述第一支路为插座CN2到二极管D5的电路，且导通这个方向上的电流；所述第二支路为插座CN2到二极管D6的电路，且导通这个方向上的电流。该技术方案中，开门限位开关S1断开后，箱门是完全打开，此时箱门开始闭合的话需要一个反向电流，而第一支路的设置是为了导通关门限位开关S2到插座CN2的2脚到插座CN1的2脚的反向电流，使直流电机反转，箱门开始关闭；由于箱门离开开关限位开关S1，所以开关限位开关S1自动闭合，箱门完全关闭后，此时箱门开始打开的话需要一个正向电流，而第二支路的设置是为了导通开门限位开关S1到插座CN2的2脚到插座CN1的2脚的正向电流。

作为优选，所述控制电路还包括手动旋钮调速电路，仅当直流电机反转时，所述手动旋钮调速电路串联接入电机正反转控制电路中，用于分流到来自电机正反转控制电路的电压。该技术方案中，直流电机反转时，箱门开始关闭，此时，在电机正反转控制电路接入手动旋钮调速电路，电机正反转控制电路上的电压相对直流电机正转时减小，垃圾箱箱门缓慢关闭，使用户有足够的反应时间，防止用户夹手等安全问题出现。此外，在车间里因箱门安装松紧稍微有差异阻力不同，调整箱门关闭速度更为方便。

作为优选，所述手动旋钮调速电路上与电机正反转控制电路串联端设有端点M+和端点M-，所述继电器RY1可选择接入电源或连接点M-，所述继电器RY2可选择接入连接点M+或地GND；所述电机正反转控制电路接入正向电源，继电器RY1连接电源，继电器RY2连接地GND；所述电机正反转控制电路接入反向电源，继电器RY2连接端点M+，继电器RY2连接端点M-。

该技术方案中，MCU控制三极管Q1的基极高电平，三极管Q2的基极低电平，则在第一开关控制电路中继电器RY1的第一开关S3接通电源到电机正反转控制电路中，而第二开关控制电路中继电器RY2的第二开关S4接地，此时直流电机正转，并没有串联手动旋钮调速电路，箱门快速打开；MCU控制三极管Q1的基极低电平，三极管Q2的基极高电平，则在第一开关控制电路中继电器RY1的第一开关S3接通手动旋钮调速电路上的端点M-到电机正反转控制电路中，而第二开关控制电路中继电器RY2的第二开关S4接通手动旋钮调速电路上的端点M+，此时直流电机反转，并与手动旋钮调速电路串联，手动旋钮调速电路分流到电机正反转控制电路上的电压，箱门缓慢关闭。

作为优选，所述手动旋钮调速电路至少包括电位器RP1以及与电位器RP1连接能够产生PWM波形的芯片U2，所述电位器RP1旋动能够调节PWM波形的高电平宽窄，控制手动旋钮调速电路的输出电压的高低。该技术方案中，其工作原理是PWM波形产生电路：当电位器RP1旋动使其自身电源开关闭合时，PWM波形产生芯片U2振荡器便起振，PWM波形的高电平宽窄发生变化，调节手动旋钮调速电路的输出电压的高低，从而达到最终控制关门速度的目的。

作为优选，所述控制电路还包括能量吸收反馈电路，所述能量吸收反馈电路串联在直流电机的两侧，适于在开关门限位电路切断电源时，吸收直流电机两端的势能并反馈到电源；包括二极管D1、D2、D3、D4，以及电源；其中，所述二极管D1、D2的输出端连接电源；所述二极管D3、D4的输入端连接地GND；所述开门限位开关S1切断，正向电源关闭，直流电机骤停，直流电机线圈两侧产生电动势E，右侧电动势E+电压大于左侧电动势E-电压，所述二极管D2、D4，电源、地GND组成的续流回路吸收直流电机两端的势能并反馈至电源，其电流流向依次为为右侧电动势E+，二极管D2，电源，地GND，二极管D4，左侧电动势E-；所述关门限位开关S2切断，反向电源关闭，直流电机骤停，直流电机线圈左侧电动势E+电压大于右侧电动势E-电压，所述二极管D1、D3，电源、地GND组成的续流回路吸收直流电机两端的势能并反馈至电源；其电流流向依次为左侧电动势E+，二极管D1，电源，地GND，二极管D3，右侧电动势E-。该技术方案中，由于直流电机在开关门骤停时，直流电机线圈两侧会产生势能，设计能量吸收反馈电路一方面保护了电子元件如继电器触点不会受瞬间高压冲击损坏，另一方面也减少了电源能量的损耗，达到安全、环保的目的。

附图说明

图1为一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统中插接开关门限位电路的连接示意图。

图2为一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统中的手动旋钮调速电路的连接示意图。

图3为一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统中的能量吸收反馈电路的连接示意图。

图4为一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统的电路原理框图。

实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-4所示的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，适于安全控制垃圾箱箱门的开启或闭合，包括电机正反转控制电路100、开关门限位电路101、手动旋钮调速电路102、括能量吸收反馈电路103以及控制箱门运动的直流电机；其中，电机正反转控制电路100两端处设有正向电源和反向电源；正向电源和反向电源择一接入电机正反转控制电路100中；电机正反转控制电路100中接入正向电源，直流电机正转，垃圾箱箱门打开；电机正反转控制电路100中接入反向电源，直流电机反转，垃圾箱箱门闭合；开关门限位电路101串联在电机正反转控制电路100上，适于切断直流电机正转时的正向电源或直流电机反转时的反向电源，使垃圾箱箱门停止移动。该技术方案中，电机正反转控制电路100控制直流电机正反转，也即控制箱门打开和关闭；而电机正反转控制电路100中接入开关门限位电路101，则能够在垃圾箱箱门开关门到达需要位置时，开关门限位电路101自动适时切断电源，使箱门停止移动；并且在遇到夹手情况时，开关门限位电路101也可适时切断停止关门，安全性较高，用户体验较好。

进一步地，电机正反转控制电路100包括插座CN1和CN2、继电器RY1和RY2、二极管D7-D9、三极管Q1-Q2、电阻R1-R2以及直流电机。电机正反转控制电路100上分别设有接通正向电源和反向电源的第一开关S3和第二开关S4；控制电路还包括第一开关控制电路106和第二开关控制电路107；第一开关控制电路106和第二开关控制电路107用于控制正向电源和反向电源择一接入电机正反转控制电路100中。该技术方案中，使用第一开关S3和第二开关S4灵活控制正向电源和反向电源选择性接入电机正反转控制电路100中，而第一开关控制电路106和第二开关控制电路107作为输入量，并触发第一开关S3和第二开关S4选择正向电源或反向电源。

其中，第一开关控制电路106包括继电器RY1、12V电源、二极管D7、电阻以及三极管Q1，12V电源与三极管Q1分别连接继电器RY1的两端；第二开关控制电路107包括继电器RY2、12V电源、二极管D8、电阻以及三极管Q2，12V电源与三极管Q2分别连接继电器RY1的两端；此外，第一开关S3和第二开关S4分别为继电器RY1、RY2的开合部分；控制电路还包括MCU，用于控制三极管Q1与三极管Q2处的电平使电机正反转控制电路100接通正向电源或反向电源。该技术方案中，MCU控制三极管Q1的基极高电平或低电平，三极管Q2的基极低电平或高电平，从而使第一开关控制电路106中继电器RY1处与第二开关控制电路107中继电器RY2处产生电平差，触发第一开关S3和第二开关S4接通正向电源或反向电源，使直流电机正转或直流电机反转，以达到打开箱门或关闭箱门的目的。另外，由于采用2个继电器替代传统的4个MOS管，且继电器通过安装座插拔安装，项目现场维修替换方便，成本节约，性能稳定不容易损坏。

进一步地，电机正反转控制电路100还包括插座CN1、CN2，所述插座CN1的一端与直流电机插接，另一端的1脚与继电器RY1连接，2脚与插座CN2的1脚、2脚连接；所述插座CN2的一端与开关门限位电路101插接，另一端的的3脚与继电器RY2连接。开关门限位电路101耦接在插座CN2上，包括开门限位开关S1和关门限位开关S2；其中，开门限位开关S1仅当箱门完全开启时切断；关门限位开关S2仅当箱门完全关闭时切断。该技术方案中，插座CN1的设置是为了方便插接直流电机，而插座CN2的设置是为了方便开关门限位电路插接到电机正反转控制电路100中，以达到更好的限位效果。开门限位开关S1的设置是在箱门完全打开后，断开正向电源使箱门骤停，而开门限位开关S1的设置是在箱门完全关闭后，断开反向电源使箱门骤停；在电机正反转控制电路100的基础进一步达到一个安全控制的效果，防止直流电机一直转动导致垃圾箱运转异常。

更进一步地，开关门限位电路101还包括与所述开门限位开关S1并联的第一支路104，以及与关门限位开关S2并联的第二支路105；第一支路104中设有二极管D5，第二支路105中设有二极管D6；第一支路104为插座CN2到二极管D5的电路，且导通这个方向上的电流；第二支路105为插座CN2到二极管D6的电路，且导通这个方向上的电流。该技术方案中，开门限位开关S1断开后，箱门是完全打开，此时箱门开始闭合的话需要一个反向电流，而第一支路的设置是为了导通关门限位开关S2到插座CN2的2脚到插座CN1的2脚的反向电流，使直流电机反转，箱门开始关闭；由于箱门离开开关限位开关S1，所以开关限位开关S1自动闭合，箱门完全关闭后，此时箱门开始打开的话需要一个正向电流，而第二支路的设置是为了导通开门限位开关S1到插座CN2的2脚到插座CN1的2脚的正向电流。

进一步地，如图2中的手动旋钮调速电路102包括插座CN3、保险丝F1、电解电容CE1、共阴双二极管D10、MOS管M1和M2、电阻R1-R4、二极管D11-D12、MOS管驱动芯片U1、电容C1、PWM波形产生芯片U2、电容C2-C5、电阻R5-R8、二极管D13-D16、电解电容CE2-CE3、电源芯片U3、单联带开关电位器RP1。手动旋钮调速电路102仅当直流电机反转时，手动旋钮调速电路102串联接入电机正反转控制电路100中，用于分流到来自电机正反转控制电路100的电压。

手动旋钮调速电路102上与电机正反转控制电路100串联端设有端点M+和端点M-，所述继电器RY1可选择接入电源或连接点M-，所述继电器RY2可选择接入连接点M+或地GND；所述电机正反转控制电路100接入正向电源，继电器RY1连接电源，继电器RY2连接地GND；所述电机正反转控制电路100接入反向电源，继电器RY2连接端点M+，继电器RY2连接端点M-。

该技术方案中，MCU控制三极管Q1的基极高电平，三极管Q2的基极低电平，则在第一开关控制电路中继电器RY1的第一开关S3接通电源到电机正反转控制电路中，而第二开关控制电路中继电器RY2的第二开关S4接地，此时直流电机正转，并没有串联手动旋钮调速电路，箱门快速打开；此时电流流向依次为：

24V电源，继电器RY1第一开关S3，插座CN1的1脚，直流电机，插座CN1的2脚，插座CN2的1脚，开门限位开关S1，关门限位开关S2，插座CN2的3脚，继电器RY2第二开关S4，地GND；

MCU控制三极管Q1的基极低电平，三极管Q2的基极高电平，则在第一开关控制电路中继电器RY1的第一开关S3接通手动旋钮调速电路上的端点M-到电机正反转控制电路中，而第二开关控制电路中继电器RY2的第二开关S4接通手动旋钮调速电路上的端点M+，此时直流电机反转，并与手动旋钮调速电路串联，手动旋钮调速电路分流到电机正反转控制电路上的电压，箱门缓慢关闭，使用户有足够的反应时间，防止用户夹手等安全问题出现。此时电流流向依次为：

M+，继电器RY2第二开关S4，插座CN2的3脚，关门限位开关S2，开门限位开关S1，插座CN2的1脚，插座CN1的2脚，直流电机，插座CN1的1脚，继电器RY1第一开关S3，二极管D9，M-。

另外，手动旋钮调速电路102的使用在车间里因箱门安装松紧稍微有差异阻力不同，调整箱门关闭速度更为方便。

进一步地，手动旋钮调速电路102至少包括电位器RP1以及与电位器RP1连接能够产生PWM波形的芯片U2，电位器RP1旋动能够调节PWM波形的高电平宽窄，控制手动旋钮调速电路102的输出电压的高低。此处需要说明的是，如图2所示的手动旋钮调速电路102，其工作原理是：PWM波形产生电路：当电位器RP1旋动使其自身电源开关闭合时，PWM波形产生芯片U2振荡器便起振。刚通电时，由于C4上的电压不能突变，即2和6脚的起始电平为0V，使芯片U2置位，3脚输出为高电平。C4通过R5、D13、RP1的部分设为RP1A对其充电，充电时间为t1=0.693(R5+RP1A)C4，当C4上电压充到阈值电平(2/3)*+9V时，U2复位，3脚输出低电平，此时C4通过RP1的部分设为RP1B、R6、D14，U2内部放电管对其放电，放电时间为t2=0.693(R6+RP1B)C4。设占空比为D，则有：D=t1/T=(R5+RP1A)/ (R5+RP1A)+ (R6+RP1B)= (R5+RP1A)/(R5+R6+RP1)。通过调节RP1就可以调节PWM波形的高电平宽窄，从而控制调速电路。

此外，如图3所示的能量吸收反馈电路103串联在直流电机的两侧，适于在开关门限位电路101切断电源时，吸收直流电机两端的势能并反馈到电源；包括二极管D1、D2、D3、D4，以及电源；其中，二极管D1与二极管D2并联设置，二极管D3与二极管D4并联设置；二极管D2与与二极管D4串联设置，所述二极管D1与二极管D3串联设置；

当开门限位开关S1切断，正向电源关闭，直流电机骤停，直流电机线圈两侧产生电动势E，右侧电动势E+电压大于左侧电动势E-电压，二极管D2、D4，电源、地GND组成的续流回路吸收直流电机两端的势能并反馈至电源，其电流流向依次为为右侧电动势E+，二极管D2，电源，地GND，二极管D4，左侧电动势E-；

当关门限位开关S2切断，反向电源关闭，直流电机骤停，直流电机线圈左侧电动势E+电压大于右侧电动势E-电压，二极管D1、D3，电源、地GND组成的续流回路吸收直流电机两端的势能并反馈至电源，其电流流向依次为左侧电动势E+，二极管D1，电源，地GND，二极管D3，右侧电动势E-。

该技术方案中，由于直流电机在开关门骤停时，直流电机线圈两侧会产生势能，设计能量吸收反馈电路103一方面保护了电子元件如继电器触点不会受瞬间高压冲击损坏，另一方面也减少了电源能量的损耗，达到安全、环保的目的。

在本具体实施例中，电机正反转控制电路100适于控制直流电机正反转，使箱门打开或闭合；手动旋钮调速电路102，适于仅当箱门开始闭合时，接入电机正反转控制电路100中使箱门缓慢闭合；开关门限位电路101，适于箱门完全打开或完全闭合时，切断电源，使箱门停止移动；能量吸收反馈电路103，适于在开关门限位电路101切断电源时，吸收直流电机两侧的势能加以利用。各电路间配合使用，以达到垃圾箱箱门安全控制的目的。

用户在进行垃圾投递时，先进行刷卡，中控单元识别户主信息，MCU控制三极管Q1的基极高电平，三极管Q2的基极低电平，则在第一开关控制电路106中继电器RY1的第一开关S3接通电源到电机正反转控制电路100中，而第二开关控制电路107中继电器RY2的第二开关S4接地，此时直流电机正转，箱门快速打开；当垃圾箱箱门完全打开，开门限位开关S1断开，电机停止正转，垃圾箱箱门停止移动；此时，户主进行正常垃圾投递。此处需要说明的是，在电机停止正转的瞬间，能量吸收反馈电路103吸收直流电机两侧的势能并反哺到电源中。

户主投递完垃圾后，中控单元识别，MCU控制三极管Q1的基极低电平，三极管Q2的基极高电平，则在第一开关控制电路106中继电器RY1的第一开关S3接通手动旋钮调速电路102上的端点M-到电机正反转控制电路100中，而第二开关控制电路中继电器RY2的第二开关S4接通手动旋钮调速电路102上的端点M+，此时直流电机反转，并由于与手动旋钮调速电路102串联，手动旋钮调速电路102分流到电机正反转控制电路100上的电压，箱门缓慢关闭，垃圾箱箱门完全闭合，关门限位开关S2断开，直流电机停止反转，垃圾箱箱门停止移动，垃圾投递完毕。此处亦需要说明的是，在电机停止反转的瞬间，能量吸收反馈电路103吸收直流电机两侧的势能并反哺到电源中。

需要进一步说明的是，直流电机正转，开门限位开关S1与关门限位开关S2接通到电路中，垃圾箱箱门打开；当垃圾箱箱门完全打开，开门限位开关S1断开，电机停止正转，垃圾箱箱门停止移动；开门限位开关S1断开后，二极管D5导通从插座CN2的2脚到插座CN1的2脚方向上的电流，直流电机反转，垃圾箱箱门开始关闭，开门限位开关S1闭合，此处开门限位开关S1闭合时因为垃圾箱箱门开始关闭离开了开门限位开关S1，所以开门限位开关S1自动闭合。同理，二极管D6导通从插座CN2的2脚到继电器RY2方向上电流，直流电机正转，垃圾箱箱门开始打开，关门限位开关S2闭合，此处关门限位开关S2也是离开了垃圾箱箱门自动闭合的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，适于安全控制垃圾箱箱门的开启或闭合，其特征在于：包括电机正反转控制电路（100）、开关门限位电路（101）以及控制箱门运动的直流电机，其中，

所述电机正反转控制电路（100）两端处设有正向电源和反向电源；正向电源和反向电源择一接入电机正反转控制电路（100）中；所述电机正反转控制电路（100）中接入正向电源，直流电机正转，垃圾箱箱门打开；所述电机正反转控制电路（100）中接入反向电源，直流电机反转，垃圾箱箱门闭合；

所述开关门限位电路（101）串联在电机正反转控制电路（100）上，适于切断直流电机正转时的正向电源或直流电机反转时的反向电源，使垃圾箱箱门停止移动；

所述控制电路还包括手动旋钮调速电路（102），仅当直流电机反转时，所述手动旋钮调速电路（102）串联接入电机正反转控制电路（100）中，用于分流到来自电机正反转控制电路（100）的电压；

所述电机正反转控制电路（100）上分别设有接通正向电源和反向电源的第一开关S3和第二开关S4；所述控制电路还包括第一开关控制电路（106）和第二开关控制电路（107）；第一开关控制电路（106）和第二开关控制电路（107）用于控制正向电源和反向电源择一接入电机正反转控制电路（100）中；所述第一开关控制电路（106）和第二开关控制电路（107）作为输入量，能够触发第一开关S3和第二开关S4选择正向电源或反向电源，并且，第一开关S3和第二开关S4能够灵活控制正向电源和反向电源选择性接入电机正反转控制电路（100）中。

2.根据权利要求1所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述第一开关控制电路（106）包括继电器RY1、12V电源、二极管D7、电阻以及三极管Q1，所述12V电源与三极管Q1分别连接继电器RY1的两端；所述第二开关控制电路（107）包括继电器RY2、12V电源、二极管D8、电阻以及三极管Q2，所述12V电源与三极管Q2分别连接继电器RY1的两端；所述第一开关S3和第二开关S4分别为继电器RY1、RY2的开合部分；所述控制电路还包括MCU，用于控制三极管Q1与三极管Q2处的电平使电机正反转控制电路（100）接通正向电源或反向电源。

3.根据权利要求2所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述电机正反转控制电路（100）还包括插座CN1、CN2，所述插座CN1的一端与直流电机插接，另一端的1脚与继电器RY1连接，2脚与插座CN2的1脚、2脚连接；所述插座CN2的一端与开关门限位电路（101）插接，另一端的的3脚与继电器RY2连接。

4.根据权利要求3所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述开关门限位电路（101）耦接在插座CN2上，包括开门限位开关S1和关门限位开关S2；其中，

所述开门限位开关S1仅当箱门完全开启时切断；

所述关门限位开关S2仅当箱门完全关闭时切断。

5.根据权利要求4所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述开关门限位电路（101）还包括与所述开门限位开关S1并联的第一支路（104），以及与所述关门限位开关S2并联的第二支路（105）；第一支路（104）中设有二极管D5，第二支路（105）中设有二极管D6；所述第一支路（104）为插座CN2到二极管D5的电路，且导通这个方向上的电流；所述第二支路（105）为插座CN2到二极管D6的电路，且导通这个方向上的电流。

6.根据权利要求2所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述手动旋钮调速电路（102）上与电机正反转控制电路（100）串联端设有端点M+和端点M-，所述继电器RY1可选择接入电源或连接点M-，所述继电器RY2可选择接入连接点M+或地GND；所述电机正反转控制电路（100）接入正向电源，继电器RY1连接电源，继电器RY2连接地GND；所述电机正反转控制电路（100）接入反向电源，继电器RY2连接端点M+，继电器RY2连接端点M-。

7.根据权利要求6所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述手动旋钮调速电路（102）至少包括电位器RP1以及与电位器RP1连接能够产生PWM波形的芯片U2，所述电位器RP1旋动能够调节PWM波形的高电平宽窄，控制手动旋钮调速电路（102）的输出电压的高低。

8.根据权利要求5所述的一种AI破袋及基于垃圾识别判断分类准确性箱体的控制系统，其特征在于：所述控制电路还包括能量吸收反馈电路（103），所述能量吸收反馈电路（103）串联在直流电机的两侧，适于在开关门限位电路（101）切断电源时，吸收直流电机两端的势能并反馈到电源；

包括二极管D1、D2、D3、D4，以及电源；其中，

所述二极管D1、D2的输出端连接电源；

所述二极管D3、D4的输入端连接地GND；

所述开门限位开关S1切断，正向电源关闭，直流电机骤停，直流电机线圈两侧产生电动势E，右侧电动势E+电压大于左侧电动势E-电压，所述二极管D2、D4，电源、地GND组成的续流回路吸收直流电机两端的势能并反馈至电源，其电流流向依次为为右侧电动势E+，二极管D2，电源，地GND，二极管D4，左侧电动势E-；

所述关门限位开关S2切断，反向电源关闭，直流电机骤停，直流电机线圈左侧电动势E+电压大于右侧电动势E-电压，所述二极管D1、D3，电源、地GND组成的续流回路吸收直流电机两端的势能并反馈至电源；其电流流向依次为左侧电动势E+，二极管D1，电源，地GND，二极管D3，右侧电动势E-。

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