CN202379331U - 智能垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能垃圾桶，包括桶体、桶盖、传感器、驱动装置、控制电路和供电电源，桶体与桶盖之间通过铰链连接，桶体分为上桶、下桶，传感器安装在桶盖上，驱动装置和控制电路分别安装在垃圾桶的上桶处，传感器的信号输出端分别连接到控制电路的单片机的不同输入管脚，控制电路与驱动装置相连接。本实用新型的智能垃圾桶，可以精确识别人体，不间断供电，可以遥控移动，可以防止意外倾倒后垃圾外泄，具有杀毒效果，具有报警功能以及具有娱乐性。

Description

智能垃圾桶

【技术领域】

本实用新型涉及一种多功能的智能垃圾桶。

【背景技术】

现有自动翻盖垃圾桶，采用的主要是红外线传感或者微波感应传感等方法。热释电红外传感器只对人体红外线辐射起作用，但由于红外线传感具有方向性，使用者只能在某个角度范围内操作，存在感应死区，这常会给操作者带来不便；另外热释电红外技术常出现当环境温度同人体温度相近时会造成灵敏度大幅度下降、甚至不能工作的问题。高频感应传感则几乎不受温度影响，控制距离稳定，且没有方向性；但高频感应不仅对人体起作用，对其他物体也会起作用，因此存在误判的问题。同时以上这两种方法均需采用运动检测技术来进行人体识别，即有人体运动，判断有人存在，否则判断为无人存在。当人静止不动时则会误判为无人存在。

现有的自动翻盖垃圾桶，一般使用电池或者市电(交流电)供电。在没有市电的场合只能使用电池供电，但电池供电应用在使用次数特别频繁的场所时，其电池比较容易耗尽，如经常更换电池，会造成使用成本高、不方便和旧电池污染等问题。另外现有的人体感应垃圾桶一般都没有配备电池容量检测功能，只有当垃圾桶已经无法正常工作后人们才能发现并更换电池，

现有的有盖垃圾桶都没有设置桶盖自动锁紧装置，这样一旦垃圾桶意外倾倒时，垃圾就会被洒出造成污染。特别是，当我们乘坐汽车时，常需要抛弃废物。为此，最常见的是在车内放置普通垃圾桶，但是因汽车在行驶中会使垃圾捅四处滚动，而且垃圾桶本身的盖子盖合的紧密度不好，垃圾会随着垃圾桶四处散落，造成很大的麻烦。

现有的垃圾桶，一般功能是装倒垃圾，无法对桶内的垃圾进行消毒、除臭，常因桶内的垃圾存放时间较长而发生霉变，发出难闻的异味；特别是夏天，常由于垃圾中的剩菜存放时间较长变质而发出臭味，滋生细菌。这会在垃圾桶启闭的过程中向空气中散播，严重污染了人们赖以生存的空气，也是病菌传播的重要途径之一。

传统使用的垃圾桶很容易引来苍蝇等害虫，严重影响环境卫生和人们的身体健康。现有的垃圾桶均比较单调，人们投放垃圾是完全靠自觉意识，投放垃圾后，垃圾桶也无任何动作或语音提示和音乐提示，因此，目前的垃圾桶不能给人们以良好的环保教育，同时，设垃圾桶者与投放垃圾者也缺乏良好的沟通。

人们回到家都想先坐在椅子或者躺在床上，而如果这些时候需要用到垃圾篓，又往往不愿意起身走到垃圾篓旁，还有一些行动不便的老年人以及腿脚不好的残疾人，他们也会使用到垃圾篓，而每次要他们走动到垃圾篓或的位置时都非常不方便。

现有垃圾桶通常没有燃烧或者烟雾告警功能，当垃圾中有烟头或者垃圾自燃时，容易引发火灾导致危险。

现有垃圾桶一般没有提供自动照明控制功能，当人们在黑夜里丢弃垃圾时，往往需要手动去打开和关闭灯光。

现有垃圾桶一般缺少时间指示和闹钟功能，人们需要另外购置闹钟，而且也无法实现一些定时自动动作功能，如自动定时消毒等功能。

【实用新型内容】

本实用新型的目的针对上述问题，提供一种多功能智能垃圾桶，通过人体感应方式来控制的垃圾桶及防止垃圾桶意外倾倒时垃圾洒出，且无需经常更换电池，这样使用方便的充电式感应自动翻盖垃圾桶，成本低廉。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

提供一种智能垃圾桶，包括桶体、桶盖、传感器、驱动装置、控制电路和供电电源，桶体与桶盖之间通过铰链连接，桶体分为上桶、下桶，其特征在于：传感器安装在桶盖上，驱动装置和控制电路分别安装在垃圾桶的上桶处，传感器的信号输出端分别连接到控制电路的单片机的不同输入管脚，控制电路与驱动装置相连接。

上述技术方案的进一步改进在于：所述传感器为场效应人体感应器、人体电容感应器、热释电人体红外感应器、微波多普勒人体感应器、红外反射人体感应器及接触传感器。

上述技术方案的进一步改进在于：驱动装置上设有滑动锁槽，桶盖上设置锁扣。

上述技术方案的进一步改进在于：供电电源为太阳能电池、蓄电池或交流市电，太阳能电池板安装在垃圾桶的桶体上，经串并联后通过反充电容分别与蓄电池、驱动装置和控制电路相连，交流市电通过电阻、电容、反充电容分别与蓄电池、驱动装置和控制电路相连，蓄电池分别与驱动装置和控制电路相连。

上述技术方案的进一步改进在于：在垃圾桶的桶盖内侧设有臭氧发生器，控制电路的单片机的一个输出管脚与臭氧发生器相连，臭氧发生器的臭氧发生电路设有逆变升压电路和放电极，逆变升压电路与放电极相连。

上述技术方案的进一步改进在于：在桶体上设有振荡器和语音集成电路，控制电路的单片机的输出管脚分别与振荡电路和语音集成电路相连。

上述技术方案的进一步改进在于：在桶盖内侧设有感烟传感器，控制电路的单片机的输出管脚与感烟传感器相连。

上述技术方案的进一步改进在于：在桶盖上设有自动感应灯具，控制电路的单片机与自动感应灯具相连。

上述技术方案的进一步改进在于：将垃圾桶的桶体下端卡嵌于带有槽的遥控移动的活动底板的卡槽。

多功能智能垃圾桶，包括桶体、桶盖、传感器、驱动装置、控制电路和供电电源，桶体与桶盖之间通过铰链连接，桶体分为上桶、下桶，传感器包括：场效应人体感应器、人体电容感应器、热释电人体红外感应器、微波多普勒人体感应器、红外反射人体感应器及接触传感器，传感器安装在桶盖上，驱动装置和控制电路分别安装在垃圾桶的上桶处，各感应器的信号输出端分别连接到控制电路的单片机的不同输入管脚，控制电路与驱动装置相连接，驱动装置上设有滑动锁槽，桶盖上设置锁扣。由于同时采用场效应人体感应器、人体电容感应器、热释电人体红外感应器、微波多普勒人体感应器、红外反射人体感应器中的几种或者全部检测方式，通过单片机软件程序智能地综合分析判断，规避掉单一人体感应检测的缺点，实现高可靠的人体感应检测，最大程度地消除误触发问题。另外还提供触摸金属片的接触工作方式以方便空间狭小的汽车内等场合使用。桶盖设置有锁扣，当桶盖关闭上时会锁紧桶盖。打开桶盖需要先移动倒扣进行解锁，然后桶盖的弹簧会自动弹开桶盖供电电源为太阳能电池、蓄电池或交流市电，太阳能电池板安装在垃圾桶的桶体上，经串并联后通过反充电容分别与蓄电池、驱动装置和控制电路相连，交流市电通过电阻、电容、反充电容分别与蓄电池、驱动装置和控制电路相连，蓄电池分别与驱动装置和控制电路相连。太阳能电池、蓄电池、交流市电均可以提供电源给本垃圾桶控制电路及驱动装置使用。

另外本垃圾桶还可配备有电源指示电路，在电池容量快要耗尽的时候自动提前给以报警。当接入市电时，电池充电电路对蓄电池进行充电，同时由充电电路提供工作电源。当没有市电但是有充足的日照时，则由太阳能电池提供工作电源，同时太阳能电池还可以对蓄电池进行充电。当没有市电且也没有充足的日照时，则由蓄电池进行供电。这里的太阳能电池板安在垃圾捅的桶体上，从太阳光获得电源可以适于用在户外的场合。将垃圾桶的桶体侧面设计成发泡的双面自粘塑胶带，同时在这个侧面上部两侧留两个穿绳孔。将双面自粘塑胶带的另一面缝制成汽车座椅套，并套在汽车座椅上。使用时将垃圾桶贴在汽车座椅上，并将座椅套上的2根小绳穿过穿绳孔系好。垃圾桶可牢固地悬挂于汽车座椅上，不会任意滚动，或是让垃圾到处散落，另外本实用新型还具有装配容易的特点。在垃圾桶的桶盖内侧设有臭氧发生器，控制电路的单片机的一个输出管脚与臭氧发生器相连，臭氧发生器的臭氧发生电路设有逆变升压电路和放电极，逆变升压电路与放电极相连。逆变电路产生的高压经过放电极放电可以产生臭氧和负离子。可有效的杀灭垃圾中的细菌，防止剩余食物等物质的霉变，并能去除异味和臭味，起到保护环境、净化环境，提高人们的生活质量，有利于人们的身心健康，对垃圾桶内和周围环境起到了消毒、除臭、灭菌和净化空气的作用。

在桶体上设有振荡器和语音集成电路，控制电路的单片机的输出管脚分别与振荡电路和语音集成电路相连。运用仿生学原理，使控制电路上的晶体震荡器发出超声波，制造一个让苍蝇蚊子难以承受的噪音环境，逼迫蚊子苍蝇逃走；同时超声波远高于人耳的听力范围，人耳是听不到的，无毒无刺激。在桶体上部具有多种语音集成电路，由内置的单片机微电脑进行控制，当有人靠近垃圾桶时会自动随机播放音乐，当人离开垃圾桶时会自动语音提示“谢谢”，当有火灾时会自动播放警报音乐和语音“火警”。将垃圾桶的桶体下端卡嵌于带有槽的遥控移动的活动底板的卡槽内。可方便地实现垃圾桶的桶体遥控移动，特别适合行动不便的人使用。在桶盖内侧设有感烟传感器，控制电路的单片机的输出管脚与感烟传感器相连。在桶盖上装有离子感烟传感器，当桶内有烟头或其他火灾隐患时，控制电路可以自动地驱动扬声器发出“烟”的语音警告，同时紧闭垃圾桶，隔绝空气，使桶内缺氧而达到灭火的目的，同时用于检测室内的火灾报警。在桶盖上设有自动感应灯具，控制电路的单片机与自动感应灯具相连。在垃圾桶桶盖上提供照明灯具，由微电脑控制该灯的亮灭，控制电路由光敏感应控制电路和声音控制电路以及人体感应电路组成，具体控制方法为以下几种：人体感应：当人体进入垃圾桶附近3-5米范围时，自动点亮，人离开时灯自动灭：光控：当白天光线较强时，自动关闭灯具电源；夜晚光线较弱时自动

打开灯具电源：声控：当有规律地拍手声时，自动打开灯具电源，延时30秒后自动熄灭：以上控制方法还可以通过软件配置灵活地组合使用。本实用新型的目的是克服上述垃圾桶的不足，提供通过红外线感应而使桶盖自动开合的垃圾桶。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能垃圾桶，可以精确识别人体，不间断供电，可以遥控移动，可以防止意外倾倒后垃圾外泄，具有杀毒效果，具有报警功能以及具有娱乐性。

【附图说明】

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型场效应管人体感应器检测电路图。

图3为本实用新型人体电容感应器检测电路图。

图4为本实用新型热释电人体红外感应器检测电路图。

图5为本实用新型微波多普勒人体感应器检测电路图。

图6为本实用新型红外发射接收人体感应器检测电路图。

图7为本实用新型人体触摸开关电路图。

图8为本实用新型太阳能电池供电和给蓄电池充电电路

图9为本实用新型交流充电和供电电路图。

图10为本实用新型供汽车用垃圾桶结构示意图。

图11为本实用新型臭氧发生原理图。

图12为本实用新型遥控活动垃圾桶示意图。

图13为本实用新型声控检测电路图。

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

【具体实施方式】

如图1至13所示：

如图1所示，本实用新型包括桶体14、桶盖12、传感器20、驱动装置13、控制电路1000和供电电源28，桶体14与桶盖12之间通过铰链连接，桶体分为上桶、下桶，传感器包括：场效应人体感应器、人体电容感应器、热释电人体红外感应器、微波多普勒人体感应器、红外反射人体感应器及接触传感器，传感器20安装在桶盖上，驱动装置13和控制电路1000分别安装在垃圾桶的上桶处，各感应器的信号输出端分别连接到控制电路的单片机的不同输入管脚，控制电路1000与驱动装置13相连接，驱动装置13上设有滑动自锁装置22，桶盖上设置锁扣。A、多种传感方式相结合的人体感应自动翻盖及人体感应自动闭盖。

本垃圾桶的人体感应方式包括了场效应人体感应器、人体电容感应器、热释电人体红外感应器、微波多普勒人体感应器、红外反射人体感应器其中几种或全部的非接触人体感应方式，另外还包括了直接人体触摸的接触传感方式。将各传感器安装桶盖的周边上，以上几种人体感应信号分别连接到单片机的不同输入管脚，由单片机软件程序根据人体感应信号状态的变化智能地做出开盖或闭盖的动作。通过单片机软件程序来做综合分析判断，可以规避掉单一感应模式的缺陷，最大程度地消除误触发问题。另外，在程序中还设定，当开机时人体感应信号不立即生效，而是延时30秒后生效，这可以避免因开机人的感应造成的误触发问题。

以下为具体的人体感应检测说明：

场效应人体感应器检测电路：由于场效应管具有非常高的输入电阻，一般大于100MQ，当栅极开路时空间电磁场很容易在栅极上感应出电压信号，使管子趋于截止，或趋于导通。如下图2所示，Q1为结型场效应管，Q2为NPN型三极管。当人体靠近天线时，人体电场信号在Q1的栅极上感应出电压信号，于是引起Q2工作状态的改变，从而引起Vout电平的变化。

人体电容感应器检测电路：如图3所示，当电路正常工作时，Q1与外围元件组成的三点式振荡器输出的射频输出信号经D2整流和C3滤波后，使Q2导通；当有人接近感应电线时，由于人体的分布电容的影响，使Q1停振，Q2立即截止。从而引起Vout电平的变化。L1为脱胎线圈，线径0.31mm，胎径Smm，匝数为18匝。本电路的感应距离为30mm。

热释电人体红外感应器检测电路：如图4所示，当PIR探头接收到人体释放的热释红外信号后，由探头内部转换成一个频率约0.3-3Hz微弱的低频信号，经Q1、IC2两级放大器放大后输入电压比较器IC3。两级电压放大采用直流放大器，总增益约70-75分贝。IC3等组成电压比较器，其中RP为参考电压调节电位器，用来调节电路灵敏度，也就是探测范围。平时Vout输出低电平。当有人进入PIR探头的探测范围时，探头输出探测电压，经Q1和IC2放大后使信号输出电压高于参考电压，使Vout输出高电平，引起Vout电平的变化。

微波多普勒人体感应器检测电路：电路原理如图5所示，微波三极管Q1在微调电容C1正反馈的作用下产生自激振荡，其振荡频率可通过电位器RP1、可调电容器C1进行调节，一般为1000MHz左右。由天线W将电磁波辐射到周围空间，产生一个立体的微波警戒场。当有人在该范围内活动时，根据电磁波的多普勒效应，人体的反射波就会通过天线使Q1的自激振荡幅度和频率都发生变化，这会导致C3正端的电压发生波动。该波动信号经C3加到Q2的基极进行放大，放大后的信号从Q2的集电极取出。正常情况下，Q2送出的电压是稳定的。

当人体在微波场内走动时，电压就会变化，其变化频率与人体活动快慢有关，而幅度大小与人体离探头的距离成正比。由运算放大器A1、A2组成的窗口式电压比较器，对Q2送出的电压进行比较鉴别。如果信号电压在两指定的比较电压中间，则A1、A2均无电压输出。否则会使Vout电平发生变化。

红外反射人体感应器电路：如图6所示，通过红外线发射电路和接收信号放大与处理电路，能够以非接触形式检测出前方一定范围内的人体或物体。当有人进入有效检测区域时，红外线被反射回来一部分，经过光敏三极管接收并转换成同频率的电信号后，经过一系列的放大等处理，最后使Vout电平发生变化。

人体触摸开关电路：如图7所示，当人体触摸或金属片时，人体电压使场效应管导通或者截止，从而引起Vout电平的变化。

使用蓄电池、交流市电和太阳能电池供电：将太阳能电池先串联再并联之后，组成太阳能电池组602安装在垃圾桶的桶体上，供垃圾桶供电及给蓄电池充电使用，如图8所示，太阳能电池在夜间无光照或者阴雨天光强变化较大时，便没有电压电流输出，或是输出电压很低，因此这时配备蓄电池来供电。交流市电采用恒流源电路，不使用降压变压器，体积小巧安全，其交流充电和供电电路如下图9所示。

可供汽车使用的垃圾桶：如下图10所示，将垃圾桶侧面的平整部分的塑料平面加工成发泡的双面自粘塑胶带的一面，同时在这个侧面上部两侧留两个穿绳孔。将双面自粘塑胶带的另一面缝制成汽车座椅套，并套在汽车座椅上。使用时将垃圾桶贴在汽车座椅上，并将座椅套上的2根小绳穿过穿绳孔系好。车用垃圾桶，可牢固地悬挂于汽车座椅上，不会任意滚动，或是让垃圾到处散落，

另外本实用新型还具有装配容易的特点。

设有臭氧发生器，可对垃圾桶内的垃圾进行杀菌、消毒、除臭；将臭氧发生器26安装在桶盖内侧上，单片机的一个输出管脚用来控制臭氧发生电路，通过单片机软件程序可以灵活地设置臭氧产生的时间和周期，很好地平衡在节约电源和杀菌效果两者之间的矛盾。

如图11所示，利用传统的逆变电路将直流电源变换为高频、高压电源，然后通过电极放电产生臭氧，在产生臭氧的同时也产生负离子。

在垃圾桶上设有超声波驱蚊电路语音集成电路，在桶体上设有振荡器34和语音集成电路1100，控制电路的单片机的输出管脚分别与振荡电路和语音集成电路相连。超声波驱蚊电路可驱赶苍蝇和蚊虫，使用振荡电路做为超声波发生电路，超声波的频率范围根据蚊虫的生物学特性确定。

在垃圾桶上设有语音集成电路，并提供伴随音乐；通过语音集成电路，提供“谢谢”和若干首世界名曲的内容。在单片机程序中设定，当人接近垃圾桶时自动随机播放世界名曲：当人离开时，自动播放“谢谢”。

将垃圾桶的桶体下端卡嵌于带有槽的遥控移动的活动底板的卡槽内。可方便地实现垃圾桶的桶体遥控移动，特别适合行动不便的人使用。如图12所示，活动底板上设置有无线电接收器和马达控制电路，另外提供了一个配套的无线电遥控器。通过按动无线电遥控器上的运动控制指令按钮，遥控器则发射相应的无线电信号，活动底板在接收到信号之后将其转换成马达控制信号，驱动底板完成相应的运动。

在垃圾桶盖内侧设有烟雾传感器24，可在有人丢弃烟头或垃圾自燃等可能引发火灾时声光报警；将烟雾传感器24输出的信号通过放大和整形电路变为标准的TTL电平，然后将该电平信号连接至单片机的一个输入管脚，根据软件程序的设置，通过单片机的一个输出管脚控制语音集成电路动作，发出语音报警信号，同时通过单片机的一个输出管脚有规律的闪烁面板上的发光二极管指示灯，提醒人们注意火灾。

在垃圾桶盖上设有自动感应灯具，并辅以声控、光控；声控电路采用小型驻极体话筒来检测语音信号，当话筒检测到设定强度的语音信号时，Q1由截止状态变为导通状态，从而引起Vout电平的改变。如下图13所示，光控电路采用光敏三极管来检测光强，当环境光线达到设定强度时，引起输出电平的改变。声控、光控信号均连接至单片机的输入管脚。单片机的一个输出管脚用于控制灯泡亮灭和电源插座的通断。根据声控、光控以及人体感应信号。单片机软件程序可灵活配置触发条件，控制该输出管脚的动作。

Claims (9)

1.一种智能垃圾桶，包括桶体、桶盖、传感器、驱动装置、控制电路和供电电源，桶体与桶盖之间通过铰链连接，桶体分为上桶、下桶，其特征在于：传感器安装在桶盖上，驱动装置和控制电路分别安装在垃圾桶的上桶处，传感器的信号输出端分别连接到控制电路的单片机的不同输入管脚，控制电路与驱动装置相连接。

2.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：所述传感器为场效应人体感应器、人体电容感应器、热释电人体红外感应器、微波多普勒人体感应器、红外反射人体感应器及接触传感器。

3.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：驱动装置上设有滑动锁槽，桶盖上设置锁扣。

4.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：供电电源为太阳能电池、蓄电池或交流市电，太阳能电池板安装在垃圾桶的桶体上，经串并联后通过反充电容分别与蓄电池、驱动装置和控制电路相连，交流市电通过电阻、电容、反充电容分别与蓄电池、驱动装置和控制电路相连，蓄电池分别与驱动装置和控制电路相连。

5.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：在垃圾桶的桶盖内侧设有臭氧发生器，控制电路的单片机的一个输出管脚与臭氧发生器相连，臭氧发生器的臭氧发生电路设有逆变升压电路和放电极，逆变升压电路与放电极相连。

6.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：在桶体上设有振荡器和语音集成电路，控制电路的单片机的输出管脚分别与振荡电路和语音集成电路相连。

7.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：在桶盖内侧设有感烟传感器，控制电路的单片机的输出管脚与感烟传感器相连。

8.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：在桶盖上设有自动感应灯具，控制电路的单片机与自动感应灯具相连。

9.根据权利要求1所述的智能垃圾桶，其特征在于：将垃圾桶的桶体下端卡嵌于带有槽的遥控移动的活动底板的卡槽内。

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