CN201089615Y - 一种智能垃圾桶 - Google Patents

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Abstract

为了在垃圾桶内盛装的垃圾已满或者足够重的时候发出警报，以提示环卫人员及时清理垃圾，本实用新型提供一种智能垃圾桶，包括，用于盛装垃圾的桶体、垃圾存放状态检测单元、垃圾清运报警单元以及中央控制器、所述垃圾存放状态检测单元包括设置在所述桶体上部的容量传感器；以及设置在所述桶体底部的测重传感器，并把检测信号传送到所述中央控制器；所述中央控制器根据所述垃圾存放状态检测单元所传送的检测信号，控制所述垃圾清运报警单元发出报警信号。本实用新型的优点在于，能够以较小的成本代价方便直观的得知垃圾箱内盛装垃圾的情况，并能在盛装的垃圾过满或者过重时候及时报知环卫人员进行清理，提高了清理垃圾的效率，更好的保持了环境的清洁。

Description

一种智能垃圾桶
技术领域
本实用新型涉及一种垃圾桶，尤其涉及一种能够识别出所盛装的垃圾是否过多的智能垃圾桶。
背景技术
垃圾桶是公共场所用于集中盛装垃圾的卫生设施，对保持环境美观、卫生起着重要作用。收集垃圾桶中的垃圾将耗费大量的人力和物力，如何及时并且有效率的清理垃圾桶是公共卫生的一项重要工作。
随着社会的进步和科学的发展，垃圾桶也开始具有一定的智能功能。例如中国专利申请CN200410035986.2所公开的一种智能卫生亭，其技术方案公开了一种垃圾桶，该垃圾桶安装有电击式灭蝇器和多喷头喷液器，具有灭蝇、杀菌等功能。中国专利申请CN200510072571.7公开了一种多功能垃圾容器，该垃圾容器安装有红外线光感器、消毒灯管等，具有自动开门、杀菌等功能。这些技术虽然增强了垃圾容器的智能性，但在垃圾容器中垃圾较多时杀菌效果可能较差、制作成本也比较高。并且这些技术方案无法解决判断垃圾桶中实际的盛装状态，无法提高收集垃圾的环卫人员的工作效率。
通常情况下，收集垃圾的环卫人员只能根据经验按时对垃圾容器进行清理。这样往往会出现垃圾容器已装满却得不到及时的清理的情况，之后产生的垃圾就可能被抛弃到垃圾箱外，极大的影响了公共场所环境的美观和卫生。同时，如果垃圾桶内盛装的垃圾过重而得不到及时清理并继续盛装垃圾的话，不仅可能会损坏垃圾桶，而且也不便于环卫人员清理收集垃圾。
美国专利US7124680公开了一种以太阳能为能源的智能垃圾桶，该垃圾容器具有垃圾压缩功能，并能够对垃圾容器的使用状态进行监测，在垃圾容器装满时安装在箱外的红灯打开，并通过有线或无线通讯通知相关人员对垃圾容器进行清理。该垃圾容器采用的技术方案是通过检测垃圾压缩机构的行程来判断垃圾容器是否装满，对于没有垃圾压缩功能的垃圾容器就无法再检测是否装满。这种垃圾容器造价非常昂贵，并且无法测出所盛装的垃圾是否超重。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，设计一种智能垃圾桶，在垃圾桶内盛装的垃圾已满或者足够重的时候发出警报，以提示环卫人员及时清运垃圾。
为了解决上述技术问题，本实用新型的总体构思是：利用传感器检测垃圾容器的状态，如装满、超重等，将传感信号直接或通过信号处理电路连接到控制器，构成传感检测系统。控制器对传感信号进行处理，做出相应的决策行为。该传感检测系统的原理可以应用在各种材质(如木材、钢木、不锈钢、大理石、塑料等)、各种用途(如医疗、校园、公园、广场、市政、工业等)、各种形状(如两轮、四轮、圆形、方形等)的垃圾容器中。
具体说，本实用新型的智能垃圾桶包括：用于盛装垃圾的桶体、垃圾存放状态检测单元、垃圾清运报警单元以及中央控制器；所述垃圾存放状态检测单元包括能感应所述桶体是否装满的容量传感器以及设置在所述桶体底部的测重传感器；所述容量传感器、测重传感器和垃圾清运报警单元分别与所述中央控制器双向连接。
当所述测重传感器的垃圾重量采样数据超过某一预设的阈值时，或者所述容量传感器的采样数据为满装时，所述中央控制器便指挥控制垃圾清运报警单元发出垃圾清运的警报，以提示环卫人员及时清理垃圾。
所述容量传感器被安装在围绕所述桶体的桶口且比所述桶体的桶口略高位置的一个或多个发射与接收端分离的红外线发射接收器或超声传感器或者一个或多个发射与接收端一体的红外线发射接收器或超声传感器。安装多个红外线发射接收器或超声传感器能够防止垃圾容器没有装满，但垃圾容器中个别垃圾较大或其它情况使光路受到阻挡引起误判断的情况。
本实用新型的智能垃圾桶还包括罩住所述桶体的外箱体，所述容量传感器为安装在所述桶体桶口正上方的外箱体内壁的发射与接收端一体的红外线发射接收器、超声传感器、微波传感器中的任何一种。通过超声测距或微波测距检测垃圾桶中垃圾离桶口的距离来判断是否装满。
所述测重传感器采用电阻应变式传感器，所述电阻应变式传感器为电阻式应变片或悬臂梁式传感器。当垃圾容器中被投入垃圾时，引起垃圾容器内某些部件发生形变，电阻应变式传感器检测到这些应变后就可通过惠斯通电桥等测量得到与之成正比的外力(重量)。
所述中央控制器采用单片机系统，或者采用可编程控制器系统。所述垃圾清运报警单元采用报警灯、显示屏、喇叭中的一种器件或两种以上器件的组合。
所述桶体由两个或两个以上的分类垃圾桶所组成。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于，能够以较小的成本代价方便直观的得知垃圾箱内盛装垃圾的情况，并能在盛装的垃圾过满或者过重时候及时报知环卫人员进行清理，提高了清理垃圾的效率，更好的保持了环境的清洁。
附图说明
图1是本实用新型智能垃圾桶第一种实施方案的正面剖视结构示意图；
图2是本实用新型的测重传感器的结构示意图；
图3是本实用新型智能垃圾桶第二种实施方案的正面剖视结构示意图；
图4是本实用新型的容量传感器的第一种安装示意图；
图5是本实用新型的容量传感器的第二种安装示意图；
图6是本实用新型的组成结构示意图；
图7是本实用新型中央控制器的第一种结构示意图；
图8是本实用新型中央控制器的第二种结构示意图；
图9是本实用新型智能垃圾桶第三种实施方案的正面剖视结构示意图；
图10是本实用新型智能垃圾桶第四种实施方案的正面剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图的最佳实施例对本实用新型进行进一步详述。
如图1、图3、图9、图10和图6所示，本实用新型的智能垃圾桶包括：用于盛装垃圾的桶体3、垃圾存放状态检测单元20、垃圾清运报警单元6以及中央控制器5；所述垃圾存放状态检测单元20包括能感应所述桶体3是否装满的容量传感器2以及设置在所述桶体3底部的测重传感器70；所述容量传感器2、测重传感器70和垃圾清运报警单元6分别与所述中央控制器5双向连接。
图1所示的垃圾桶，其容量传感器2为安装在比垃圾桶桶体3的桶口略高位置的红外线发射接收器，红外线传播路径正好位于比垃圾桶桶体3的桶口略高的位置；所述容量传感器2还可以采用安装在垃圾桶桶口略上方的发射与接收端分离的超声传感器，超声传播路径也正好位于比垃圾桶桶体3的桶口略高的位置。当光路或声路被垃圾长时间阻断时，即可认为垃圾已经装满。超重检测部件4中的测重传感器70采用电阻应变式传感器，安装在垃圾容器的底部，即在测重传感器70的上方放置桶体3，如图2所示。
超重检测部件4的一个具体结构如图2所示，垃圾桶桶体3的底座8是一个空心金属盒，在该金属盒外的上方是放置垃圾桶的位置，在所述金属盒内的上方贴上电阻式应变片7，该电阻式应变片7即为测重传感器70。在此结构中，垃圾桶桶体3与垃圾的重量会引起垃圾桶底座8上方的金属板发生形变，电阻式应变片7检测到此形变，从而测出垃圾桶桶体3与垃圾的重量。所述超重检测部件4的结构也可以采用悬臂梁式等其它形式，只要垃圾桶桶体3与垃圾的重量能够引起该结构中某一部分的形变，就可以通过电阻应变片或电阻应变式传感器检测出垃圾桶桶体3与垃圾的重量。
如图3所示，垃圾桶只有一个桶体3，桶体3在外壳垃圾容器之内，与图1所示的实施方式在结构上的差别只在于此结构中容量传感器2采用发射与接收一体的超声传感器，或发射端与接收端安装在一起的超声传感器或者微波传感器。该结构利用在桶体3内的垃圾对超声波或微波的反射作用，使得超声波或微波传播路径变短，从而检测到垃圾桶体3内的垃圾已经装满。
图10为本实用新型的第三种实施方式，其结构与图1中的实施方式大致相同，唯一的区别就在于此结构中的容量传感器2安装在垃圾桶桶体3顶部的正上方。容量传感器2可采用超声传感器，或采用微波传感器。当垃圾桶的桶体3中没有垃圾时，声波或微波的传输距离较长；当垃圾桶的桶体3中的垃圾增多时，声波或微波的传输距离就变短。根据这个原理，就可判断出垃圾桶桶体3中所装垃圾的量。当声波或微波的传输距离小于某一设定值时，所述中央控制器5将认为桶体3内的垃圾已经装满。
本实用新型的第四种实施方式如图9所示，其容量传感器2和超重检测系统与图1的实施方式相同，不同之处在于该结构中有两个垃圾桶桶体3，能够满足在实际使用中对分类垃圾或大容量垃圾桶等的需要。
图4和图5是当垃圾桶的桶体3为圆形桶时，容量传感器2的两种安装示意图。图4是多对(三对)红外线发射器9和红外线接收器10在圆周均匀安装，形成多路(三路)相交的光路。图5是多对(三对)红外线发射器9和红外线接收器10在垃圾桶上方平行安装，形成多路(三路)相互平行的光路。只有在这些光路都同时被阻断或大部分光路被阻断时，中央控制器5才做出垃圾桶桶体3已经装满的判断。除了这两种安装方式外，还可以采用其它的形式，如在垃圾桶的顶部和桶口附近同时安装，形成水平光路与垂直光路相结合的结构。当垃圾桶桶体3为方形桶等其它形状时，或采用其它类型的容量传感器时，也同样可以采用如图4和图5的安装方式。
图6是本实用新型的智能垃圾桶所采用的控制系统的一个通用系统结构。控制器的核心是中央控制器5，容量传感器2、超重检测部件4以及其它所需的检测部件直接或通过接口电路连接到中央控制器5，中央控制器5根据检测部分的信号做出相应的判断，控制与之直接或通过接口电路相连的执行(输出)部分，如报警装置6、通讯装置51以及其它所需的执行部件。中央控制器5可以采用嵌入式微处理器、或采用可编程逻辑控制器(PLC)、可编程逻辑门阵列(FPGA)等。报警装置6可以采用报警灯、显示屏、喇叭等。通讯装置51可以采用有线通讯设备，也可以采用无线通讯设备。
图7是图6所示控制系统的一个实施方式。中央控制器5采用MCS8051系列单片机，三对红外发射接收器与电阻应变传感器通过接口电路与单片机相连，当检测到垃圾桶桶体3已经装满或所装的垃圾超重时，单片机打开报警装置6的警灯，并利用有线局域网通讯模块通过垃圾容器信息监控网络将报警信息通知垃圾处理人员或监控中心。
图8是图6所示控制系统的另一个实施方式。中央控制器5采用可编程逻辑控制器，三对超声发射接收器以及电阻应变传感器通过信号调理电路连接到可编程逻辑控制器，当检测到垃圾桶桶体3装满或所装的垃圾超重的信号时，可编程逻辑控制器打开报警装置6的警灯，并通过无线通讯模块将报警信息通知监控中心或垃圾处理人员。
实施例：采用图1所式的垃圾容桶的结构，垃圾容器外壳和垃圾桶桶体3均为圆柱形。容量传感器2采用图1所示的安装方式安装在垃圾容器外壳的内侧，且比垃圾桶桶体3的桶口略高的位置，红外线发射器9采用TLN201型红外发射管，红外线接收器采用SFH5410红外线接收芯片。超重检测部件参考图2所示结构，电阻应变片7安装在金属盒底座内侧上部。控制系统结构参考图7，中央控制器5采用Winbond公司的W78E54B型单片机。三个TLN201红外发射管直接通过单片机W78E54B的I/O口(P0.0～P0.2)驱动，SFH5410信号输出脚的信号也直接连接到W78E54B的I/O口(P0.3～P0.5)。电阻应变片连接至惠斯通电桥和后续信号处理电路，通过A/D转换器AD7705连接至W78E54B的P1口。W78E54B定时检测P0.3～P0.5和P1口的状态。报警灯采用普通的红色小型旋转警灯，工作电压12V。垃圾容器外接电源为220V交流电，在垃圾容器内经变压器转换为12V和5V供传感器、单片机等部件工作。整个垃圾容器有接地保护和绝缘保护，以保证使用者的安全。

Claims (10)

1.一种智能垃圾桶，包括，用于盛装垃圾的桶体(3)；其特征在于，还进一步包括，垃圾存放状态检测单元(20)、垃圾清运报警单元(6)以及中央控制器(5)；
所述垃圾存放状态检测单元(20)包括能感应所述桶体(3)是否装满的容量传感器(2)以及设置在所述桶体(3)底部的测重传感器(70)；
所述容量传感器(2)、测重传感器(70)和垃圾清运报警单元(6)分别与所述中央控制器(5)双向连接。
2.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述测重传感器(70)的垃圾重量采样数据超过某一预设的阈值时或者所述容量传感器(2)的采样数据为满装时，所述中央控制器(5)指挥控制垃圾清运报警单元(6)发出垃圾清运的警报。
3.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于，所述容量传感器(2)被安装在围绕所述桶体(3)的桶口且比所述桶体(3)的桶口略高位置的一个或多个发射与接收端分离的红外线发射接收器或超声传感器。
4.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于，所述容量传感器(2)被安装在围绕所述桶体(3)的桶口且比所述桶体(3)的桶口略高位置的一个或多个发射与接收端一体的红外线发射接收器或超声传感器。
5.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于，还包括罩住所述桶体(3)的外箱体(1)，所述容量传感器(2)为安装在所述桶体(3)桶口正上方的外箱体(1)内壁的发射与接收端一体的红外线发射接收器、超声传感器、微波传感器中的任何一种。
6.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于，还包括用于支撑所述桶体(3)的底座(8)，所述测重传感器(70)为安装在所述底座(8)的电阻应变式传感器，该电阻应变式传感器为电阻式应变片(7)或悬臂梁式传感器。
7.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于，所述中央控制器(5)采用单片机系统，或者采用可编程控制器系统。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的智能垃圾桶，其特征在于，还进一步包括，与所述中央控制器(5)双向连接的通讯装置(51)。
9.根据权利要求1至7任一权利要求所述的智能垃圾桶，其特征在于，所述垃圾清运报警单元(6)采用报警灯、显示屏、喇叭中的一种器件或者两种以上器件的组合。
10.根据权利要求1至7任一权利要求所述的智能垃圾桶，其特征在于，所述桶体(3)由两个或两个以上的分类垃圾桶所组成。
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