CN114506597A - 一种智能分类垃圾箱 - Google Patents

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CN114506597A CN202210277788.5A CN202210277788A CN114506597A CN 114506597 A CN114506597 A CN 114506597A CN 202210277788 A CN202210277788 A CN 202210277788A CN 114506597 A CN114506597 A CN 114506597A
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刘菊蓉
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Abstract

本发明涉及公共卫生垃圾处理领域，公开了一种智能分类垃圾箱，包括：箱体、垃圾盘、夹取机构、目标检测模块和控制模块，箱体内部并排设有两个桶体，垃圾盘位于桶体的上方，垃圾盘与连接于箱体内的转动机构的转动端连接，以使垃圾盘在竖直面内转动，夹取机构位于垃圾盘的上方，用于夹取垃圾盘上的垃圾，目标检测模块位于箱体内顶壁，用于采集垃圾盘上的垃圾图像并进行垃圾检测，识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计，控制模块用于根据目标检测模块的统计结果进行判断，并控制转动机构和夹取机构进行工作，本发明提供的一种智能分类垃圾箱，能够根据两种垃圾类型快速对垃圾进行分类放置，提高了垃圾分类效率。

Description

一种智能分类垃圾箱
技术领域
本发明涉及公共卫生垃圾处理领域，特别涉及一种智能分类垃圾箱。
背景技术
垃圾分类回收是关乎环境保护和节约资源的一个重要方面。从国内外对生活垃圾分类的方法来看，大致都可以根据垃圾的成分构成、产生量，本地垃圾的资源利用和处理方式来分类。最常见的垃圾分类将垃圾分为有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾、其他垃圾四类。
但是，因为人们对垃圾分类的知识和方法掌握的不够，很难准确区分垃圾的类别，所以大部分场合的垃圾箱都是按照可回收垃圾和不可回收垃圾两种类别来放置垃圾桶。即便是按照可回收和不可回收两个垃圾桶进行分类，还是大量存在垃圾类别区分不清楚，投放随意，导致垃圾分类落实不到位，垃圾桶内垃圾类别混乱，垃圾分类“名存实亡”的问题。
目前虽然已经出现了很多智能分类垃圾桶，其多是通过智能识别模块对投入箱内的垃圾进行识别后执行模块一一进行投放进入对应的分类垃圾桶内，但这种方式由于需要对每一件垃圾进行一一识别及投放，特别是对于有较多垃圾需要分类投放的情况，增加了垃圾分类的时间成本，同时需要各个部件不停地工作，降低了其内部零部件的使用寿命，导致垃圾分类效率低下。
发明内容
本发明提供一种智能分类垃圾箱，能够根据两种垃圾类型快速对垃圾进行分类放置，提高了垃圾分类的准确性和后续处理的方便性。
本发明提供了一种智能分类垃圾箱，包括：
箱体，内部并排设有两个桶体；
垃圾盘，位于桶体的上方，垃圾盘与连接于箱体内的转动机构的转动端连接，以使垃圾盘在竖直面内转动；
夹取机构，位于垃圾盘的上方，用于夹取垃圾盘上的垃圾；
目标检测模块，位于箱体内顶壁，用于采集垃圾盘上的垃圾图像并进行垃圾检测，识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计；
控制模块，用于根据目标检测模块的统计结果进行判断，当只有可回收或不可回收单一类别时，则控制转动机构带动垃圾盘将单一类别的垃圾倒入对应的桶体内；当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，则控制夹取机构根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别通过夹取机构一一夹取并投放至对应的桶体内，随后通过控制转动机构带动垃圾盘将另一类别的垃圾倒入另一桶体内。
可选的，当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，控制模块还用于根据数量较少的垃圾类别距离夹取机构初始位置的远近距离由最近处的垃圾开始，根据目标检测模块获得的坐标，控制夹取机构从距离最近处向最远处移动完成垃圾的一一夹取投放。
可选的，转动机构包括：
电机，固定于箱体内，电机的输出轴水平设置；
齿轮轴，沿水平方向设置于箱体内，齿轮轴与电机的输出轴连接；
转动轴，平行设置于齿轮轴的上方，转动轴的两端与箱体连接；
扇形齿轮，固定于转动轴上，扇形齿轮与齿轮轴上的齿轮啮合，垃圾盘的下端面与扇形齿轮固定连接。
可选的，垃圾盘上设置有重力传感器，重力传感器与控制模块信号连接。
可选的，齿轮轴通过轴承支撑在箱体的轴承座上。
可选的，夹取机构包括：
第一直线滑台，沿箱体的长度方向设置，第一直线滑台与箱体连接；
第一滑块，滑动连接于第一直线滑台上；
第二直线滑台，沿箱体的宽度方向设置，第二直线滑台的第一端与第一滑块固连，第二直线滑台的第二端与箱体滑动配合；
第二滑块，滑动连接于第二直线滑台上；
第三直线滑台，沿箱体的高度方向设置，第三直线滑台的与第二滑块固连；
第三滑块，滑动连接于第三直线滑台上；
夹爪，固定于第三滑块上。
可选的，箱体的内顶壁靠近左右两侧的位置分别固定有一立柱，第一直线滑台的两端分别一一对应的与立柱固定。
可选的，箱体的内顶壁固定有悬置导轨，悬置导轨沿箱体的长度方向设置，第二直线滑台的第二端与悬置导轨滑动配合。
可选的，目标检测模块包括：
摄像头，固定于箱体内顶壁的中部，摄像头的镜头朝下，控制模块在顶板夹层中，显示屏、喇叭和电源开关在顶板前围挡上固定；
显示屏，固定于箱体外壁；
喇叭，固定于箱体上，摄像头、显示屏及喇叭分别于控制模块信号连接。
可选的，每个桶体的下端面安装有槽型轮，箱体的内底壁上固定有导轨，槽型轮与导轨滑动配合，导轨的后端固定有限位块和防退槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过将垃圾盘于转动机构连接，可以实现垃圾盘的转动，通过目标检测模块识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照不同种类进行统计，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计，控制模块根据目标检测模块的统计结果进行判断，当只有可回收或不可回收单一类别时，则控制转动机构带动垃圾盘将单一类别的垃圾倒入对应的桶体内，然后转动机构再反转，将垃圾盘自动回归到初始位置，此次垃圾自动分拣入桶完成；当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，则控制夹取机构根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别通过夹取机构一一夹取并投放至对应的桶体内，随后通过控制转动机构带动垃圾盘将另一类别的垃圾倒入另一桶体内，这样对混合的两类垃圾完成了智能分拣，并分别投放到对应的垃圾桶。从而加快了垃圾分类的速度，提升分拣效率，减少了夹取机构的工作强度，延长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱的主视图；
图2为本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱的侧视图；
图3为本发明实施例提供的转动机构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的夹持机构的主视图；
图5为本发明实施例提供的夹持机构的侧视图；
图6为本发明实施例提供的槽型轮及导轨结构示意图；
图7为本发明实施例提供的导轨结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
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”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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的技术方案和简化描述，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。
垃圾分类回收是关乎环境保护和节约资源的一个重要方面。从国内外对生活垃圾分类的方法来看，大致都可以根据垃圾的成分构成、产生量，本地垃圾的资源利用和处理方式来分类。最常见的垃圾分类将垃圾分为有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾、其他垃圾四类。
但是，因为人们对垃圾分类的知识和方法掌握的不够，很难准确区分垃圾的类别，所以大部分场合的垃圾箱都是按照可回收垃圾和不可回收垃圾两种类别来放置垃圾桶。即便是按照可回收和不可回收两个垃圾桶进行分类，还是大量存在垃圾类别区分不清楚，投放随意，导致垃圾分类落实不到位，垃圾桶内垃圾类别混乱，垃圾分类“名存实亡”的问题。
目前虽然已经出现了很多智能分类垃圾桶，其多是通过智能识别模块对投入箱内的垃圾进行识别后执行模块一一进行投放进入对应的分类垃圾桶内，但这种方式由于需要对每一件垃圾进行一一识别及投放，特别是对于有较多垃圾需要分类投放的情况，增加了垃圾分类的时间成本，同时需要各个部件不停地工作，降低了其内部零部件的使用寿命，导致垃圾分类效率低下。
基于上述技术问题，本发明提供一种智能分类垃圾箱，能够根据两种垃圾类型快速对垃圾进行分类放置，提高了垃圾分类的准确性和后续处理的方便性，以下将结合附图对本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱进行详细说明，其中，图1为本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱的主视图，图2为本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱的侧视图，图3为本发明实施例提供的转动机构的结构示意图，图4为本发明实施例提供的夹持机构的主视图，图5为本发明实施例提供的夹持机构的侧视图，图6为本发明实施例提供的槽型轮及导轨结构示意图，图7为本发明实施例提供的导轨结构示意图，图8为本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱的工作流程图。
如图1-2所示，本发明实施例提供的一种智能分类垃圾箱，包括：箱体1、垃圾盘4、夹取机构5、目标检测模块和控制模块6，箱体1内部并排设有两个桶体2，垃圾盘4位于桶体2的上方，垃圾盘4与连接于箱体1内的转动机构3的转动端连接，以使垃圾盘4在竖直面内转动，夹取机构5位于垃圾盘4的上方，用于夹取垃圾盘4上的垃圾，目标检测模块位于箱体1内顶壁，用于采集垃圾盘4上的垃圾图像并进行垃圾检测，识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计，控制模块6用于根据目标检测模块的统计结果进行判断，当只有可回收或不可回收单一类别时，则控制转动机构3带动垃圾盘4将单一类别的垃圾倒入对应的桶体2内；当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，则控制夹取机构5根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别通过夹取机构5一一夹取并投放至对应的桶体2内，随后通过控制转动机构3带动垃圾盘4将另一类别的垃圾倒入另一桶体2内。
本发明通过将垃圾盘于转动机构连接，可以实现垃圾盘的转动，通过目标检测模块识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照不同种类进行统计，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计，控制模块根据目标检测模块的统计结果进行判断，当只有可回收或不可回收单一类别时，则控制转动机构带动垃圾盘将单一类别的垃圾倒入对应的桶体内，然后转动机构再反转，将垃圾盘自动回归到初始位置，此次垃圾自动分拣入桶完成；当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，则控制夹取机构根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别通过夹取机构一一夹取并投放至对应的桶体内，随后通过控制转动机构带动垃圾盘将另一类别的垃圾倒入另一桶体内，这样对混合的两类垃圾完成了智能分拣，并分别投放到对应的垃圾桶。从而加快了垃圾分类的速度，提升分拣效率，减少了夹取机构的工作强度，延长其使用寿命。
可选的，当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，控制模块6还用于根据数量较少的垃圾类别距离夹取机构5初始位置的远近距离由最近处的垃圾开始，根据目标检测模块获得的坐标，控制夹取机构5从距离最近处向最远处移动完成垃圾的一一夹取投放。
参考图3，转动机构3包括：电机33、齿轮轴30、转动轴31和扇形齿轮32，电机33固定于箱体1内，电机33的输出轴水平设置，齿轮轴30沿水平方向设置于箱体1内，齿轮轴30与电机33的输出轴连接，转动轴31平行设置于齿轮轴30的上方，转动轴31的两端与箱体1连接，扇形齿轮32固定于转动轴31上，扇形齿轮32与齿轮轴30上的齿轮啮合，垃圾盘4的下端面与扇形齿轮32固定连接。
具体的在本实施例中，扇形齿轮32与转动轴31通过键连接，齿轮轴30与电机33的输出轴通过联轴器连接，齿轮轴30通过轴承支撑在箱体1的轴承座上，电机33驱动齿轮轴30啮合扇形齿轮32转过一个固定角度，从而实现垃圾盘4的的转动，电机2反向转动则使垃圾盘4向另一个方向转动一个固定角度，从而垃圾盘4可以在电机2的驱动下通过齿轮啮合双向转动。
可选的，垃圾盘4上设置有重力传感器，重力传感器与控制模块6信号连接，具有重力传感器的垃圾盘4测得有垃圾放入，则控制模块6及目标检测模块开始工作，能够进一步减少两个模块的工作时长。
可选的，齿轮轴30通过轴承支撑在箱体1的轴承座上。
参考图4-5，在本实施例中，夹取机构5包括：第一直线滑台50、第一滑块、第二直线滑台51、第二滑块、第三直线滑台52、第三滑块和夹爪53，第一直线滑台50沿箱体1的长度方向设置，第一直线滑台50与箱体1连接，第一滑块滑动连接于第一直线滑台50上，第二直线滑台51沿箱体1的宽度方向设置，第二直线滑台51的第一端与第一滑块固连，第二直线滑台51的第二端与箱体1滑动配合，第二滑块滑动连接于第二直线滑台51上第三直线滑台52沿箱体1的高度方向设置，第三直线滑台52的与第二滑块固连，第三滑块滑动连接于第三直线滑台52上，夹爪53固定于第三滑块上。
在本实施例中，第一直线滑台50、第二直线滑台51及第三直线滑台52均为电动滑台，第一滑块、第二滑块和第三滑块均为电动滑块，夹爪53为电动夹爪，第一直线滑台50、第二直线滑台51、第三直线滑台52及第一滑块、第二滑块、第三滑块、夹爪53均通过控制模块6控制。
控制模块6启动三坐标滑台和电动夹爪，根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别用三坐标滑台和电动夹爪装置分拣，控制模块控制三坐标滑台根据该类垃圾距离电动夹爪初始位置的远近距离由最近处的垃圾开始，根据垃圾检测获得的坐标，移动X和Y坐标滑台到达垃圾上部，再移动Z坐标滑台和电动夹爪配合，将该垃圾目标抓起，移送到该类垃圾的垃圾桶上方后，松开电动夹爪将垃圾投入垃圾桶内。
可选的，箱体1的内顶壁靠近左右两侧的位置分别固定有一立柱14，第一直线滑台50的两端分别一一对应的与立柱14固定。
可选的，箱体1的内顶壁固定有悬置导轨15，悬置导轨15沿箱体1的长度方向设置，第二直线滑台51的第二端与悬置导轨15滑动配合。
可选的，目标检测模块包括：摄像头7、显示屏8和喇叭9，摄像头7固定于箱体1内顶壁的中部，摄像头7的镜头朝下，控制模块在顶板夹层中，显示屏、喇叭和电源开关在顶板前围挡上固定，显示屏8固定于箱体1外壁，喇叭9固定于箱体1上，摄像头7、显示屏8及喇叭9分别于控制模块6信号连接。
参考图6-7，每个桶体2的下端面安装有槽型轮10，箱体1的内底壁上固定有导轨11，槽型轮10与导轨11滑动配合，导轨11的后端固定有限位块12和防退槽13，每个桶体2下方通过槽型轮耳轴安装有四个槽型轮10，对应的箱体1的内底壁上固定有四条钢制的导轨11，槽型轮10可以沿导轨11滚动，每个桶体2前端表面各有一个拉手，桶体2的材质根据需要可以是金属或非金属等，桶体2的结构可以配合垃圾车等清理和运输装置配套设计，限位块12可以防止桶体2从导轨11前端进入箱体时，向后方超出垃圾桶的预定位置；防退槽13用于桶体2后方的槽型轮10定位，并防止槽型轮10在箱体1上的导轨11前端低于水平位置时，桶体2受重力向前端滚出箱体，在本实施例中箱体1的底部有四个支撑腿16。
工作过程及原理：参考图8，智能分类垃圾箱工作之前，已经经过调试，安装了相应的智能程序和控制软件，电池电量充足。工作时，先打开电源开关，智能分类垃圾箱进行系统各模块自检并初始化，在正常提示音和显示屏显示正常后，将待收集的垃圾分散放入垃圾盘，具有重力传感器的垃圾盘测得有垃圾放入，通过控制模块打开摄像头及补光灯，通过摄像头采集垃圾图像，通过深度学习网络进行垃圾检测，识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计后，将结果显示在显示屏上，同时通过喇叭语音播放检测结果。如果全部垃圾只有可回收或不可回收单一的类别，控制模块启动电机，电机驱动齿轮轴啮合扇形齿轮转动一个固定角度，将单一类别的垃圾倒入对应的桶体内，然后电机带动齿轮轴再反转，将垃圾盘自动回归到初始位置，此次垃圾自动分拣入桶完成。如果全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别的垃圾，控制模块启动三坐标滑台和电动夹爪。根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别用三坐标滑台和电动夹爪装置分拣，控制模块控制三坐标滑台根据该类垃圾距离电动夹爪初始位置的远近距离由最近处的垃圾开始，根据垃圾检测获得的坐标，移动X和Y坐标滑台到达垃圾上部，再移动Z坐标滑台和电动夹爪配合，将该垃圾目标抓起，移送到该类垃圾的垃圾桶上方后，松开电动夹爪将垃圾投入桶体内。依次同样的方法，持续到该类垃圾全部被投入对应的桶体内，然后剩余在垃圾盘内的另外一类垃圾利用垃圾盘方式全部倒入另一个桶体内。这样对混合两类垃圾完成了不同两类垃圾的智能分拣，并分别投放到对应的桶体内，垃圾桶是否装满，可以通过摄像头采集图像数据进行分析判断，如果垃圾桶装满，显示屏出现文字提醒，喇叭发出语音提醒。垃圾桶也可以定期进行清理。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能分类垃圾箱，其特征在于，包括：
箱体(1)，内部并排设有两个桶体(2)；
垃圾盘(4)，位于所述桶体(2)的上方，所述垃圾盘(4)与连接于箱体(1)内的转动机构(3)的转动端连接，以使所述垃圾盘(4)在竖直面内转动；
夹取机构(5)，位于所述垃圾盘(4)的上方，用于夹取所述垃圾盘(4)上的垃圾；
目标检测模块，位于所述箱体(1)内顶壁，用于采集所述垃圾盘(4)上的垃圾图像并进行垃圾检测，识别垃圾的种类和数量，将垃圾按照可回收和不可回收两类进行统计；
控制模块(6)，用于根据所述目标检测模块的统计结果进行判断，当只有可回收或不可回收单一类别时，则控制所述转动机构(3)带动垃圾盘(4)将单一类别的垃圾倒入对应的桶体(2)内；当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，则控制所述夹取机构(5)根据两个类别垃圾的数量，将数量较少的垃圾类别通过夹取机构(5)一一夹取并投放至对应的桶体(2)内，随后通过控制所述转动机构(3)带动垃圾盘(4)将另一类别的垃圾倒入另一桶体(2)内。
2.如权利要求1所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，当全部垃圾包括了可回收和不可回收两个类别时，所述控制模块(6)还用于根据所述数量较少的垃圾类别距离夹取机构(5)初始位置的远近距离由最近处的垃圾开始，根据所述目标检测模块获得的坐标，控制所述夹取机构(5)从距离最近处向最远处移动完成所述垃圾的一一夹取投放。
3.如权利要求1所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述转动机构(3)包括：
电机(33)，固定于箱体(1)内，所述电机(33)的输出轴水平设置；
齿轮轴(30)，沿水平方向设置于所述箱体(1)内，所述齿轮轴(30)与电机(33)的输出轴连接；
转动轴(31)，平行设置于所述齿轮轴(30)的上方，所述转动轴(31)的两端与所述箱体(1)连接；
扇形齿轮(32)，固定于所述转动轴(31)上，所述扇形齿轮(32)与齿轮轴(30)上的齿轮啮合，所述垃圾盘(4)的下端面与扇形齿轮(32)固定连接。
4.如权利要求3所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述垃圾盘(4)上设置有重力传感器，所述重力传感器与控制模块(6)信号连接。
5.如权利要求3所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述齿轮轴(30)通过轴承支撑在箱体(1)的轴承座上。
6.如权利要求1或3所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述夹取机构(5)包括：
第一直线滑台(50)，沿所述箱体(1)的长度方向设置，所述第一直线滑台(50)与所述箱体(1)连接；
第一滑块，滑动连接于所述第一直线滑台(50)上；
第二直线滑台(51)，沿箱体(1)的宽度方向设置，所述第二直线滑台(51)的第一端与第一滑块固连，所述第二直线滑台(51)的第二端与所述箱体(1)滑动配合；
第二滑块，滑动连接于所述第二直线滑台(51)上；
第三直线滑台(52)，沿箱体(1)的高度方向设置，所述第三直线滑台(52)的与第二滑块固连；
第三滑块，滑动连接于所述第三直线滑台(52)上；
夹爪(53)，固定于所述第三滑块上。
7.如权利要求6所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述箱体(1)的内顶壁靠近左右两侧的位置分别固定有一立柱(14)，所述第一直线滑台(50)的两端分别一一对应的与所述立柱(14)固定。
8.如权利要求6所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述箱体(1)的内顶壁固定有悬置导轨(15)，所述悬置导轨(15)沿所述箱体(1)的长度方向设置，所述第二直线滑台(51)的第二端与所述悬置导轨(15)滑动配合。
9.如权利要求1或3所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，所述目标检测模块包括：
摄像头(7)，固定于所述箱体(1)内顶壁的中部，所述摄像头(7)的镜头朝下，控制模块在顶板夹层中，显示屏、喇叭和电源开关在顶板前围挡上固定；
显示屏(8)，固定于所述箱体(1)外壁；
喇叭(9)，固定于所述箱体(1)上，所述摄像头(7)、显示屏(8)及喇叭(9)分别于所述控制模块(6)信号连接。
10.如权利要求1或3所述的智能分类垃圾箱，其特征在于，每个所述桶体(2)的下端面安装有槽型轮(10)，所述箱体(1)的内底壁上固定有导轨(11)，所述槽型轮(10)与所述导轨(11)滑动配合，所述导轨(11)的后端固定有限位块(12)和防退槽(13)。
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CN114906506A (zh) * 2022-05-23 2022-08-16 浙江大学 一种用于口罩回收的收纳器
CN115352770A (zh) * 2022-07-06 2022-11-18 深圳市十二度科技有限公司 一种基于智能识别的垃圾分类处理设备

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