CN113911592B - 一种分类垃圾桶清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分类垃圾桶清理装置，包括底板、垃圾桶、转动平移机构、平移机构、抬升转动机构和夹持机构；四个垃圾桶与底板滑移连接；平移机构安装在底板的一侧，抬升转动机构安装在平移机构上，夹持机构安装在抬升转动机构上；转动平移机构包括间歇推动机构、第一电机、主动带轮、从动带轮和皮带；第一电机安装在底板上，主动带轮与第一电机连接，皮带分别与主动带轮和从动带轮绕接；皮带绕主动带轮和三个从动带轮沿底板的四周转动；四个垃圾分别桶位于主动带轮和三个从动带轮的上方；间歇推动机构与皮带连接；工作时，间歇推动机构将垃圾桶沿皮带转动方向推动，夹持机构将垃圾桶夹紧。本发明自动化程度高，属于环保设备技术领域。

Description

一种分类垃圾桶清理装置

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种分类垃圾桶清理装置。

背景技术

现有的垃圾桶一般分为三类：1.较为常见的敞口式垃圾桶，此种垃圾桶在使用过程中无法满足机器长时间工作的需求，不符合智能化的宗旨；2.带有脚踏的翻盖式垃圾桶，此种垃圾桶与第一种相似，无法应用于高度智能化的机器设备中；3.具有一定自动化功能的智能垃圾桶，此种垃圾桶相较于前二者，具备了智能化，但现有的智能化垃圾桶大多需要配合垃圾袋使用才能做到桶内垃圾清理干净，而垃圾袋的使用无疑是给环境增加了负担。

现有的新型翻转式垃圾桶，是对最原始的垃圾桶进行结构上的改进，可以在较小作用力以及较短的时间内将垃圾桶翻转到指定高度，方便垃圾的倾倒与垃圾桶的清洗。但该发明仍需要人工控制，且占地面积大，无法运用于垃圾分类机器人。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种自动化程度高的分类垃圾桶清理装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种分类垃圾桶清理装置，包括底板、四个垃圾桶、转动平移机构、平移机构、抬升转动机构和夹持机构；四个垃圾桶与底板滑移连接；平移机构安装在底板的一侧，抬升转动机构安装在平移机构上，夹持机构安装在抬升转动机构上；转动平移机构包括间歇推动机构、第一电机、主动带轮、从动带轮和皮带；第一电机安装在底板上，主动带轮与第一电机连接，皮带分别与主动带轮和从动带轮绕接；从动带轮的数量为三个，主动带轮和三个从动带轮在底板上呈矩形分布，皮带绕主动带轮和三个从动带轮沿底板的四周转动；四个垃圾分别桶位于主动带轮和三个从动带轮的上方；间歇推动机构与皮带连接；工作时，间歇推动机构将垃圾桶沿皮带转动方向推动，夹持机构将垃圾桶夹紧。

作为一种优选，间歇推动机构的数量为三个，三个间歇推动机构分别位于底板的三个侧面，底板的第四个侧面安装平移机构、抬升转动机构和夹持机构；四个垃圾桶分别为第一垃圾桶、第二垃圾桶、第三垃圾桶和第四垃圾桶；工作时，夹持机构夹持第一垃圾桶到倾倒垃圾的位置；与第二垃圾桶对应的间歇推动机构将第二垃圾桶推动到第一垃圾桶的位置；与第三垃圾桶对应的间歇推动机构将第三垃圾桶推动到第二垃圾桶的位置；与第四垃圾桶对应的间歇推动机构将第四垃圾桶推动到第三垃圾桶的位置；第四垃圾桶原来的位置空缺，夹持机构将第一垃圾桶的垃圾倾倒之后，将第一垃圾桶放置到第四垃圾桶原来的位置；间歇推动机构包括短齿条、固定架、第一滑块、第一滑轨、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、推进板、第一光轴和第二光轴；第一滑轨安装在底板的一侧，第一滑块与第一滑轨滑移连接；固定架安装在第一滑块上；短齿条安装在底板上；第一光轴和第二光轴均与固定架转动连接；第一齿轮通过单向轴承套在第一光轴的外侧，第一光轴与单向轴承通过键连接；第二齿轮和第三齿轮均通过单向轴承套在第二光轴的外侧，第二光轴与单向轴承通过键连接；第一光轴与皮带连接，推进板与第一齿轮连接，推进板位于第一齿轮的一端；垃圾桶设有挡板；工作时，皮带带动第一光轴沿第一滑轨平移，推进板顶向挡板。

作为一种优选，平移机构包括第二电机、第一联轴器、第一丝杆、滑台和支撑座；滑台安装在底板的一侧，第二电机安装在滑台的一端，第一联轴器的一端与第二电机的输出轴连接，第一联轴器的另一端与第一丝杆的一端连接，第一丝杆与滑台转动连接，支撑座与第一丝杆滑移连接，抬升转动机构安装在支撑座上。

作为一种优选，抬升转动机构包括承载板和两个举升机构；承载板安装在支撑座上，两个举升机构分别安装在承载板的两端；举升机构包括支撑杆、第二滑轨、第二滑块、长齿条、主动齿轮、从动齿轮和驱动电机；支撑杆和第二滑轨均竖直的安装在承载板上，驱动电机安装在支撑杆上，主动齿轮与驱动电机的输出轴连接；第二滑块与第二滑轨滑移连接，从动齿轮与第二滑块转动连接；从动齿轮设有缺口，长齿条的一端与缺口连接，长齿条的轮齿与从动齿轮的轮齿光滑过度；长齿条的另一端与主动齿轮啮合；两个举升机构的长齿条分别与夹持机构的两端连接。

作为一种优选，夹持机构包括连接板、第三电机、第二联轴器、第二丝杆、连接套筒、固定连杆、拉伸连杆、移动连杆、机械爪安装架和机械爪；连接板的两端分别与两个举升机构的长齿条连接；第三电机安装在连接板上，第二联轴器的一端与第三电机的输出轴连接，第二联轴器的另一端与第二丝杆连接；连接套筒与第二丝杆螺纹连接；固定连杆的两端分别与机械爪安装架和连接板转动连接；移动连杆的两端分别与机械爪安装架和连接套筒转动连接；拉伸连杆的一端连接套筒转动连接，拉伸连杆与机械爪安装架滑移连接；机械爪与机械爪安装架转动连接，机械爪与拉伸连杆的另一端连接；固定连杆、拉伸连杆、移动连杆、机械爪安装架和机械爪的数量均为两个，两个固定连杆、两个拉伸连杆、两个移动连杆、两个机械爪安装架和两个机械爪分别沿连接套筒对称设置。

作为一种优选，垃圾桶与底板之间设有滚珠条。

作为一种优选，短齿条的长度为主动齿轮一圈行程的三分之一。

作为一种优选，拉伸连杆与机械爪通过拉伸弹簧连接。

作为一种优选，机械爪夹紧垃圾桶的端面设有海绵泡沫条。

作为一种优选，第一电机的输出轴从底板的底端向底板的顶端延伸，主动带轮和从动带轮均水平设置。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.本发明自动化程度高，将该智能的垃圾分类垃圾桶运用于垃圾分类机器人中，可以进一步地增加机器人的工作时间，提高工作效率，当机器人上垃圾桶的垃圾满后可以自行清理垃圾，大大提高了垃圾分类机器人的自动化程度，这种运输方式可以节省类似圆盘转动运输的三分之一空间，机械爪也是节省了空间，既可以抓取又可以上升还可以进行翻转。

2.本发明占用空间小，成本低；本发明有四个不同的垃圾桶进行存放不同类型的垃圾，垃圾桶放置在正方形传输的传送带装置上，相比于圆形传输，节省了约1/3的空间，相比于每个垃圾桶都单独进行清理的方式，此种方式减少了动力源的使用，本发明的四个垃圾桶中其中一个垃圾桶的位置配备抬升转动机构和夹持机构，可夹取垃圾桶后将桶身上升后翻转90-270度，将桶内垃圾清出，再通过底盘的自身旋转带动，转换其它垃圾桶到抬升转动机构工作区域，实现垃圾的倾倒，一个抬升转动机构位置也节省了成本与空间，一个夹持机构可以节省动力源。

附图说明

图1为一种分类垃圾桶清理装置的立体图。

图2为一种分类垃圾桶清理装置在去掉一个垃圾桶、平移机构、抬升转动机构和夹持机构之后的立体图。

图3为间歇推动机构的立体图。

图4为平移机构、抬升转动机构和夹持机构的连接示意图。

图5为平移机构、抬升转动机构和夹持机构的另一连接示意图。

其中，1为底板，2为第二垃圾桶，3为第一电机，4为间歇推动机构，5为平移机构，6为抬升转动机构，7为夹持机构，8为皮带，9为主动带轮，10为滚珠条，11为从动带轮，12为第一滑轨，13为第一滑块，14为固定架，15为短齿条，16为第一光轴，17为键，18为第一齿轮，19为推进板，20为第三齿轮，21为第二齿轮，22为单向轴承，23为第二光轴，24为滑台，25为第二电机，26为第一联轴器，27为第一丝杆，28为承载板，29为第二滑块，30为驱动电机，31为第二滑轨，32为长齿条，33为主动齿轮，34为第三电机，35为第二联轴器，36为连接套筒，37为固定连杆，38为拉伸连杆，39为移动连杆，40为机械爪，41为海绵泡沫条，42为第二丝杆，43为支撑杆，44为挡板，45为支撑座，46为从动齿轮，47为机械爪安装架，48为第一垃圾桶，49为第三垃圾桶，50为第四垃圾桶。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

一种分类垃圾桶清理装置，包括底板、四个垃圾桶、转动平移机构、平移机构、抬升转动机构和夹持机构；四个垃圾桶与底板滑移连接；平移机构安装在底板的一侧，抬升转动机构安装在平移机构上，夹持机构安装在抬升转动机构上；转动平移机构包括间歇推动机构、第一电机、主动带轮、从动带轮和皮带；第一电机安装在底板上，主动带轮与第一电机连接，皮带分别与主动带轮和从动带轮绕接；从动带轮的数量为三个，主动带轮和三个从动带轮在底板上呈矩形分布，皮带绕主动带轮和三个从动带轮沿底板的四周转动；四个垃圾分别桶位于主动带轮和三个从动带轮的上方；间歇推动机构与皮带连接；工作时，间歇推动机构将垃圾桶沿皮带转动方向推动，夹持机构将垃圾桶夹紧。

间歇推动机构的数量为三个，三个间歇推动机构和平移机构分别位于底板的四周；间歇推动机构包括短齿条、固定架、第一滑块、第一滑轨、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、推进板、第一光轴和第二光轴；第一滑轨安装在底板的一侧，第一滑块与第一滑轨滑移连接；固定架安装在第一滑块上；短齿条安装在底板上；第一光轴和第二光轴均与固定架转动连接；第一齿轮通过单向轴承套在第一光轴的外侧，第一光轴与单向轴承通过键连接；第二齿轮和第三齿轮均通过单向轴承套在第二光轴的外侧，第二光轴与单向轴承通过键连接；第一光轴与皮带连接，推进板与第一齿轮连接，推进板位于第一齿轮的一端；垃圾桶设有挡板；工作时，皮带带动第一光轴沿第一滑轨平移，推进板顶向挡板。

三个间歇推动机构分别位于底板的三个侧面，底板的第四个侧面安装平移机构、抬升转动机构和夹持机构；三个间歇推动机构与平移机构在竖直方向投影呈矩形分布；四个垃圾桶分别为第一垃圾桶、第二垃圾桶、第三垃圾桶和第四垃圾桶；工作时，夹持机构夹持第一垃圾桶到倾倒垃圾的位置；与第二垃圾桶对应的间歇推动机构将第二垃圾桶推动到第一垃圾桶的位置；与第三垃圾桶对应的间歇推动机构将第三垃圾桶推动到第二垃圾桶的位置；与第四垃圾桶对应的间歇推动机构将第四垃圾桶推动到第三垃圾桶的位置；第四垃圾桶原来的位置空缺，夹持机构将第一垃圾桶的垃圾倾倒之后，将第一垃圾桶放置到第四垃圾桶原来的位置；

平移机构包括第二电机、第一联轴器、第一丝杆、滑台和支撑座；滑台安装在底板的一侧，第二电机安装在滑台的一端，第一联轴器的一端与第二电机的输出轴连接，第一联轴器的另一端与第一丝杆的一端连接，第一丝杆与滑台转动连接，支撑座与第一丝杆滑移连接，抬升转动机构安装在支撑座上。

抬升转动机构包括承载板和两个举升机构；承载板安装在支撑座上，两个举升机构分别安装在承载板的两端；举升机构包括支撑杆、第二滑轨、第二滑块、长齿条、主动齿轮、从动齿轮和驱动电机；支撑杆和第二滑轨均竖直的安装在承载板上，驱动电机安装在支撑杆上，主动齿轮与驱动电机的输出轴连接；第二滑块与第二滑轨滑移连接，从动齿轮与第二滑块转动连接；从动齿轮设有缺口，长齿条的一端与缺口连接，长齿条的轮齿与从动齿轮的轮齿光滑过度；长齿条的另一端与主动齿轮啮合；两个举升机构的长齿条分别与夹持机构的两端连接。

夹持机构包括连接板、第三电机、第二联轴器、第二丝杆、连接套筒、固定连杆、拉伸连杆、移动连杆、机械爪安装架和机械爪；连接板的两端分别与两个举升机构的长齿条连接；第三电机安装在连接板上，第二联轴器的一端与第三电机的输出轴连接，第二联轴器的另一端与第二丝杆连接；连接套筒与第二丝杆螺纹连接；固定连杆的两端分别与机械爪安装架和连接板转动连接；移动连杆的两端分别与机械爪安装架和连接套筒转动连接；拉伸连杆的一端连接套筒转动连接，拉伸连杆与机械爪安装架滑移连接；机械爪与机械爪安装架转动连接，机械爪与拉伸连杆的另一端连接；固定连杆、拉伸连杆、移动连杆、机械爪安装架和机械爪的数量均为两个，两个固定连杆、两个拉伸连杆、两个移动连杆、两个机械爪安装架和两个机械爪分别沿连接套筒对称设置。机械爪的初始状态为竖直向上设置，经过拉伸连杆拉动转到水平。

垃圾桶与底板之间设有滚珠条。本实施例中，每个垃圾桶的底面对应设置有六条滚珠条，六条滚珠条并排连接形成滚珠板，滚珠板的大小对应垃圾桶的底面大小；滚珠板底部设有铝型材支撑，铝型材的两端分别连接底板和滚珠板。

短齿条的长度为主动齿轮一圈行程的三分之一。

拉伸连杆与机械爪通过拉伸弹簧连接。

机械爪夹紧垃圾桶的端面设有海绵泡沫条。

第一电机的输出轴从底板的底端向底板的顶端延伸，主动带轮和从动带轮均水平设置。

本实施例中，每个垃圾桶上均设有超声波传感器，用于检测垃圾桶内垃圾装填程度，从而发出信号到控制系统处，从而自动进行垃圾清理，自动化程度高。

本实施例的垃圾桶为方形桶、底板为矩形底板，垃圾桶的底部设有四个挡板，四个挡板分别分布在垃圾桶底面的四周；挡板为梯形挡板，挡板长底边所在的平面与垃圾桶底面连接，挡板短底边远离垃圾桶，挡板的侧面与推进板的侧面相对应，当推进板被皮带带动平移时，推进板的侧面与挡板的侧面贴合，垃圾桶被推动底板的一个边长的距离。

本实施例中，底板下方还设有安装板，第一电机、间歇推动机构、平移机构均安装在安装板上。

转动平移机构的工作原理：工作时，第一电机带动主动带轮转动，皮带开始转动，皮带带动三个从动带轮转动，间歇推动机构被皮带带动。

间歇推动机构的工作原理：工作时，短齿条是放置垃圾桶下方挡板的后面，第二齿轮的单向轴承可以顺时针转动但不能逆时针转动，第一齿轮里面的单向轴承可以顺时针转动但是不能逆时针转动，皮带带动第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮一起从右到左运动，当第二齿轮与短齿条啮合时，带动第二齿轮的单向轴承，因为其中的单向轴承不能逆时针转动，所以会通过键带动第二光轴转动，光轴带动第三齿轮转动，第三齿轮会跟第一齿轮啮合转动，第一齿轮跟推进板是刚性连接，所以会一起转动，又因为短齿条的长度是第二齿轮周长的三分之一，所以推进板会旋转的三分之一第二齿轮(此处三分之一是整个第二齿轮的三分之一角度120度)，当第二齿轮已经完全通过短齿条后，皮带就会从左往右回去，第二齿轮是顺时针转动，其中单向轴承就会转动不会带动光轴，反复三次后推进板转动回初始位置，推进板竖直，推垃圾桶下面的挡板，因为第一齿轮里的单向轴承不能逆时针转动，光轴也是固定的，所以推进板在推垃圾桶的时候不会旋转。之所以要反复三次运动来使推进板旋转一圈，是因为当一个垃圾桶被夹持机构夹起时会有一个空位，所以皮带每次往返只能带动一个垃圾桶，其他两个垃圾桶处于静止状态，然后依次一个一个的带动垃圾桶。

平移机构的工作原理：第二电机带动第一联轴器转动，第一联轴器带动第一丝杆转动，支撑座与第一丝杆螺纹连接，支撑座沿第一丝杆轴向平移，安装在支撑座上的抬升转动机构随着支撑座沿第一丝杆轴向平移，调整机械爪对准垃圾桶之间的间隙。

抬升转动机构的工作原理：承载板安装在支撑座上，可以随着支撑座相对于滑台平移；因此整个抬升转动机构可以相对于滑台平移，调整位置；驱动电机安装在支撑杆的上端，主动齿轮安装在驱动电机的输出轴上，主动齿轮啮合长齿条，驱动电机带动主动齿轮转动，长齿条向上平移，从动齿轮和夹持机构也随着长齿条向上平移，当主动齿轮与从动齿轮啮合转动时，从动齿轮带动长齿条进行转动，夹持机构随着长齿条转动，调整夹持机构相对于垃圾桶的位置和高度，从而调整夹持机构夹持的垃圾桶的角度，倾倒垃圾。

夹持机构的工作原理：连接板随着第二滑块在第二滑轨上平移，从而整个夹持机构可以实现高度的调整；第三电机带动第二联轴器转动，第二联轴器带动第二丝杆转动，连接套筒与第二丝杆螺纹连接，因此连接套筒沿着第二丝杆轴向平移，在连接套筒轴向平移的过程中，移动连杆和固定连杆调整两个机械爪之间的距离，同时相对于第三电机向前移动，而拉伸连杆通过拉伸弹簧与机械爪连接，拉伸连杆拉动拉伸弹簧，机械爪由初始状态的竖直转为水平，机械爪插入垃圾桶之间，两个机械爪夹紧一个垃圾桶；连接板随着第二滑块在第二滑轨上平移，从而整个夹持机构可以实现高度的调整；即垃圾桶随着夹持机构一起抬升，主动齿轮和从动齿轮啮合时，连接板随着齿轮啮合而进行转动，实现垃圾桶的翻转，倾倒垃圾桶内的垃圾；其中从动齿轮和主动齿轮的转动角度超过90度，垃圾桶内的垃圾则可以完全倾倒。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：包括底板、四个垃圾桶、转动平移机构、平移机构、抬升转动机构和夹持机构；四个垃圾桶与底板滑移连接；平移机构安装在底板的一侧，抬升转动机构安装在平移机构上，夹持机构安装在抬升转动机构上；转动平移机构包括间歇推动机构、第一电机、主动带轮、从动带轮和皮带；第一电机安装在底板上，主动带轮与第一电机连接，皮带分别与主动带轮和从动带轮绕接；从动带轮的数量为三个，主动带轮和三个从动带轮在底板上呈矩形分布，皮带绕主动带轮和三个从动带轮沿底板的四周转动；四个垃圾分别桶位于主动带轮和三个从动带轮的上方；间歇推动机构与皮带连接；工作时，间歇推动机构将垃圾桶沿皮带转动方向推动，夹持机构将垃圾桶夹紧；

间歇推动机构的数量为三个，三个间歇推动机构和平移机构分别位于底板的四周；间歇推动机构包括短齿条、固定架、第一滑块、第一滑轨、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、推进板、第一光轴和第二光轴；第一滑轨安装在底板的一侧，第一滑块与第一滑轨滑移连接；固定架安装在第一滑块上；短齿条安装在底板上；第一光轴和第二光轴均与固定架转动连接；第一齿轮通过单向轴承套在第一光轴的外侧，第一光轴与单向轴承通过键连接；第二齿轮和第三齿轮均通过单向轴承套在第二光轴的外侧，第二光轴与单向轴承通过键连接；第一光轴与皮带连接，推进板与第一齿轮连接，推进板位于第一齿轮的一端；垃圾桶设有挡板；工作时，皮带带动第一光轴沿第一滑轨平移，推进板顶向挡板。

2.按照权利要求1所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：平移机构包括第二电机、第一联轴器、第一丝杆、滑台和支撑座；滑台安装在底板的一侧，第二电机安装在滑台的一端，第一联轴器的一端与第二电机的输出轴连接，第一联轴器的另一端与第一丝杆的一端连接，第一丝杆与滑台转动连接，支撑座与第一丝杆滑移连接，抬升转动机构安装在支撑座上。

3.按照权利要求2所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：抬升转动机构包括承载板和两个举升机构；承载板安装在支撑座上，两个举升机构分别安装在承载板的两端；举升机构包括支撑杆、第二滑轨、第二滑块、长齿条、主动齿轮、从动齿轮和驱动电机；支撑杆和第二滑轨均竖直的安装在承载板上，驱动电机安装在支撑杆上，主动齿轮与驱动电机的输出轴连接；第二滑块与第二滑轨滑移连接，从动齿轮与第二滑块转动连接；从动齿轮设有缺口，长齿条的一端与缺口连接，长齿条的轮齿与从动齿轮的轮齿光滑过渡；长齿条的另一端与主动齿轮啮合；两个举升机构的长齿条分别与夹持机构的两端连接。

4.按照权利要求3所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：夹持机构包括连接板、第三电机、第二联轴器、第二丝杆、连接套筒、固定连杆、拉伸连杆、移动连杆、机械爪安装架和机械爪；连接板的两端分别与两个举升机构的长齿条连接；第三电机安装在连接板上，第二联轴器的一端与第三电机的输出轴连接，第二联轴器的另一端与第二丝杆连接；连接套筒与第二丝杆螺纹连接；固定连杆的两端分别与机械爪安装架和连接板转动连接；移动连杆的两端分别与机械爪安装架和连接套筒转动连接；拉伸连杆的一端连接套筒转动连接，拉伸连杆与机械爪安装架滑移连接；机械爪与机械爪安装架转动连接，机械爪与拉伸连杆的另一端连接；固定连杆、拉伸连杆、移动连杆、机械爪安装架和机械爪的数量均为两个，两个固定连杆、两个拉伸连杆、两个移动连杆、两个机械爪安装架和两个机械爪分别沿连接套筒对称设置。

5.按照权利要求1所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：垃圾桶与底板之间设有滚珠条。

6.按照权利要求1所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：短齿条的长度为主动齿轮一圈行程的三分之一。

7.按照权利要求4所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：拉伸连杆与机械爪通过拉伸弹簧连接。

8.按照权利要求4所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：机械爪夹紧垃圾桶的端面设有海绵泡沫条。

9.按照权利要求1所述的一种分类垃圾桶清理装置，其特征在于：第一电机的输出轴从底板的底端向底板的顶端延伸，主动带轮和从动带轮均水平设置。

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