CN207158027U - 一种医疗垃圾智能分类垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及医疗领域，涉及一种医疗垃圾智能分类垃圾桶。医疗垃圾智能分类垃圾桶的压力检测模块、光电传感器、热释电感应模块、红外测距模块、电源模块的输出端连接着控制模块的输入端；控制模块的输出端连接着指示灯、驱动模块、继电器、电磁阀驱动、镇流器的输入端；驱动模块的输出端连接着电机的输入端；继电器的输出端连接着加热模块的输入端；电磁阀驱动的输出端连接着电磁阀的输入端；镇流器的输出端连接着紫外线灯的输入端。本实用新型通过压力检测模块检测投入垃圾的重量，光电传感器检测投入的垃圾是否透光，判断垃圾的类型，控制电机开启不同的垃圾箱盖，实现垃圾分类；当垃圾箱装满时，通过加热封口的方式将垃圾密封在袋内。

Description

一种医疗垃圾智能分类垃圾桶

技术领域

本实用新型主要涉及医疗领域，更具体地说，涉及一种医疗垃圾智能分类垃圾桶。

背景技术

现在全世界都在喊着“绿色能源，节能减排”的口号，小小的垃圾桶更需要我们对它进行全方位的设计考虑。随着生活质量的提高，垃圾污染变得越来越严重，其分类与处理已迫在眉睫。人们丢弃垃圾是需辨别垃圾箱的种类，十分不便。尤其是医疗垃圾，由于医院的特殊性，一些医疗垃圾需要集中专门处理，垃圾上可能残留一些细菌，人工分类极易发生感染现象，设计一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，可以自动分类医疗垃圾。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，通过压力检测模块检测投入垃圾的重量，光电传感器检测投入的垃圾是否透光，从而判断垃圾的类型，控制电机开启不同的垃圾箱盖，实现垃圾分类；当垃圾箱装满时，通过加热封口的方式将垃圾密封在袋内。

为解决上述技术问题，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶包括压力检测模块、光电传感器、热释电感应模块、红外测距模块、控制模块、电源模块、指示灯、驱动模块、电机、继电器、加热模块、电磁阀驱动、电磁阀、镇流器、紫外线灯，通过压力检测模块检测投入垃圾的重量，光电传感器检测投入的垃圾是否透光，从而判断垃圾的类型，控制电机开启不同的垃圾箱盖，实现垃圾分类；当垃圾箱装满时，通过加热封口的方式将垃圾密封在袋内。

其中，所述压力检测模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述光电传感器的输出端连接着控制模块的输入端；所述热释电感应模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述红外测距模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述控制模块的输出端连接着指示灯的输入端；所述控制模块的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端；所述控制模块的输出端连接着继电器的输入端；所述继电器的输出端连接着加热模块的输入端；所述控制模块的输出端连接着电磁阀驱动的输入端；所述电磁阀驱动的输出端连接着电磁阀的输入端；所述控制模块的输出端连接着镇流器的输入端；所述镇流器的输出端连接着紫外线灯的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶所述控制模块采用AT89C51单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶所述压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶所述热释电感应模块采用BIS0001热释电红外线传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶所述红外测距模块包括红外测距传感器和模数转换模块，其中，红外测距传感器采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶所述电磁阀驱动采用L9349芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶所述镇流器采用DD.74-ES-GNB镇流器。

控制效果：本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，通过压力检测模块检测投入垃圾的重量，光电传感器检测投入的垃圾是否透光，从而判断垃圾的类型，控制电机开启不同的垃圾箱盖，实现垃圾分类；当垃圾箱装满时，通过加热封口的方式将垃圾密封在袋内。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的硬件结构图。

图2为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的控制模块的电路图。

图3为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的镇流器、紫外线灯的电路图。

图4为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的指示灯的电路图。

图5为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的电磁阀驱动、电磁阀的电路图。

图6为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的电源模块的电路图。

图7为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的继电器、加热模块的电路图。

图8为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的红外测距模块的电路图。

图9为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的驱动模块、电机的电路图。

图10为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的压力检测模块的电路图。

图11为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的光电传感器的电路图。

图12为本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的热释电感应模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，本实施方式所述一种医疗垃圾智能分类垃圾桶包括压力检测模块、光电传感器、热释电感应模块、红外测距模块、控制模块、电源模块、指示灯、驱动模块、电机、继电器、加热模块、电磁阀驱动、电磁阀、镇流器、紫外线灯，通过压力检测模块检测投入垃圾的重量，光电传感器检测投入的垃圾是否透光，从而判断垃圾的类型，控制电机开启不同的垃圾箱盖，实现垃圾分类；当垃圾箱装满时，通过加热封口的方式将垃圾密封在袋内。

其中，所述压力检测模块的输出端连接着控制模块的输入端，压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg，压力检测模块放置垃圾箱分类口的底部，感受投入垃圾的重量，传感器电路所采用的是全桥电路，有四个电阻应变片，电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片(转换元件)受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。传感器电路产生的差动信号比较微弱，需要通过放大器将微弱的信号进行放大后传送到单片机进行处理，压力检测模块的OUTA引脚与控制模块的P3.5引脚相连接。

所述光电传感器的输出端连接着控制模块的输入端，光电传感器采用2CU型光电二极管，光电传感器包括红外发射管和红外接收管，红外发射管采用红外发光二极管，在垃圾分类口内安装光电感应模块，检测投入的垃圾是否透光。红外接收管将接收到的红外信号转换成电信号，光电传感器的RA0端与控制模块的P3.6引脚相连接。

所述热释电感应模块的输出端连接着控制模块的输入端，热释电感应模块用于检测是否有人靠近垃圾桶，人体散发出的红外线被热释电感应模块检测到，热释电感应模块采用BIS0001热释电红外线传感器，热释电感应模块通过目标与背景的温差来探测目标，利用热释电效应，在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U，根据上下电极之间产生电压差确定传感器检测到红外信号。当医疗垃圾智能分类垃圾桶检测到红外信号，控制模块接收到红外信号并进行控制，热释电感应模块检测到红外信号从OUT1口输出低电平信号到控制模块的P3.7引脚。

所述红外测距模块的输出端连接着控制模块的输入端，红外测距模块包括红外测距传感器和模数转换模块，红外测距传感器安装在垃圾桶的桶口，检测桶口距离的变化，当垃圾堆满到桶口，安装在桶口的红外测距模块检测到距离变化，将检测到的距离传送到控制模块，红外测距传感器采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。红外测距传感器由一个红外发射管和一个PSD及外围电路组成，红外发射管(安装在垃圾桶的桶口)发射的光束，遇到障碍物(垃圾或桶壁)反射回来，落在PSD上，构成一个等腰三角形，借助于PSD可以测得三角形的底，而两个底角是固定的，由发射管确定，此时便可通过底边推算出高，得出的距离模拟信号通过VO引脚传送到模数转换模块的IN0引脚；模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片，模数转换模块将接收到的距离模拟信号转换成数字信号，将数字信号传送到控制模块，控制模块对数字信号进行处理，模数转换模块将模拟距离长度信号转换成二进制的数字信号，通过8个数据输出端D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7按位传输信号到控制模块中，START为转换启动信号。当START上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，START应保持低电平。EOC为转换结束信号，当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。CLK为时钟输入信号线。模数转换模块的数据线D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7分别与控制模块的P0.7、P0.6、P0.5、P0.4、P0.3、P0.2、P0.1、P0.0引脚相连接，EOC、OE、START、CLK、ALE为模数转换模块的控制引脚，分别与控制模块的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4引脚相连接。

所述电源模块的输出端连接着控制模块的输入端，电源模块通过将220V电压转换为5V电压为控制模块供电，家庭普遍采用220V电压作为标准电源，但是由于控制模块的工作电压为5V，通过电源模块将220V电压进行降压、滤波、稳压等转换成5V电压从VCC引脚输入到控制模块。

所述控制模块的输出端连接着指示灯的输入端，指示灯用于指示垃圾桶内的垃圾是否装满，当指示灯为绿色时表明垃圾桶内还有剩余空间，当指示灯为黄色时表明垃圾桶已将装满，指示灯采用LED，通过将电压加在LED的PN结两端，使PN结本身形成一个能级，然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的，控制模块的NIC与DS1的LED1端相连接，控制模块的NIC与DS2的LED2端相连接。

所述控制模块的输出端连接着驱动模块的输入端，驱动模块采用L298N芯片，由于电机运转需要大电压进行供电，控制模块直接输出的小电压无法直接给电机供电，控制模块输出的信号通过驱动模块将输出的小电压信号转换为大电压信号给电机进行供电，L298N芯片可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA、ENB接控制使能端，控制电机的停转，控制模块通过P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5引脚与驱动模块的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、EN B口相连接。

所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端，电机采用转速为9r/min、功率为20W的220V交流减速电动机，电机是间歇工作的，驱动模块驱动电机运转，控制不同的垃圾桶盖的开合。

所述控制模块的输出端连接着继电器的输入端，继电器采用LY2NJ小型继电器，由于加热模块的控制电流较大，控制模块不能直接控制加热模块进行加热，通过继电器接收到的控制模块的小电流去控制大电流的加热模块，继电器的T_OUT口与控制模块的NIC引脚相连接。

所述继电器的输出端连接着加热模块的输入端，加热模块采用电热丝，通过继电器控制加热模块实现垃圾袋的封口。

所述控制模块的输出端连接着电磁阀驱动的输入端，电磁阀驱动采用L9349芯片，每片L9349能驱动4个电磁阀工作，属于典型的低端驱动；通过Vs端口给芯片提供12V供电电压；当给输入端IN1、IN2、IN3、IN4输入PWM控制信号，就能方便地控制输出端以驱动4路电磁阀工作，OUT1和OUT2端口的最大驱动能力为5A，应该连接常闭电磁阀；OUT3和OUT4端口最大驱动能力为3A，应连接常开电磁阀，不可接反；EN端口为使能端，能通过控制模块快速关闭芯片；L9349的数字地和模拟地分开，提高了电磁阀驱动的抗干扰能力。控制模块通过P2.7、P2.6、P2.5、P2.4引脚输出控制信号到L9349芯片的IN01、IN02、IN03、IN04，L9349芯片的使能端EN与通风控制模块的NIC口相连接，D01、D02、D03、D04口与控制模块的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0引脚相连接。

所述电磁阀驱动的输出端连接着电磁阀的输入端，阀门控制电路采用两种电磁阀进行控制，一种为常闭电磁阀，一种为常开电磁阀，电磁阀驱动从OUT1、OUT2输出控制信号控制常闭电磁阀LR_DUMP和RR_DUMP，电磁阀驱动从OUT3、OUT4输出控制信号控制常开电磁阀LR_ISO和RR_ISO。

所述控制模块的输出端连接着镇流器的输入端，镇流器采用DD.74-ES-GNB镇流器，由于气体放电灯是一种具有V-I特性的负阻性电光源，即为负值，当灯电流上升时，灯管的工作电压下降，但是供电电压不会下降，多出的这点电压加到灯管后会使灯电流进一步上升，如此循环，最终烧坏灯管或灯管熄灭，所以要使灯管正常工作，应配以镇流器限制和稳定灯电流。控制模块的P1.6、P1.7引脚分别与镇流器的INPUT1、INPUT2端相连接。

所述镇流器的输出端连接着紫外线灯的输入端，紫外线灯采用低压气体放电灯，紫外线灯利用汞灯发出的254nm的短波紫外线，这种UVC紫外线波长较短，携带的能量较大，所以可以实现消毒杀菌。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述控制模块采用AT89C51单片机。所述AT89C51单片机从它内部的硬件到软件都有一套完整的按位操作系统，片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理。51单片机的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平(复位时，各I/O口均置高电)。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg。电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，电阻应变片(转换元件)受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述热释电感应模块采用BIS0001热释电红外线传感器。BIS0001热释电红外传感器是一款具有较高性能的传感器信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外界元器件就可构成被动式的热释电红外开关、报警用人体热释电传感器等。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。BIS0001热释电红外传感器具有数模混合、独立的高输入阻抗运算放大器、双向鉴幅器可有效抑制干扰、内设延迟时间定时器和封锁时间定时器、采用16脚DIP封装等特点。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述红外测距模块包括红外测距传感器和模数转换模块，其中，红外测距传感器采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。GDP2D12模块是由一个红外发射管和一个PSD以及相应的计算电路构成，Sharp公司的PSD很有特色，它可以检测到光点落在它上面的微小位移，分辨率达微米，GP2D12正是利用这个特性实现了几何方式测距。ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述电磁阀驱动采用L9349芯片。每片L9349能驱动4个电磁阀工作，属于典型的低端驱动；通过Vs端口给芯片提供12V供电电压；当给输入端IN1、IN2、IN3、IN4输入PWM控制信号，就能方便地控制输出端以驱动4路电磁阀工作，OUT1和OUT2端口的最大驱动能力为5A，应该连接常闭电磁阀；OUT3和OUT4端口最大驱动能力为3A，应连接常开电磁阀，不可接反；EN端口为使能端，能通过通风控制模块快速关闭芯片；L9349的数字地和模拟地分开，提高了驱动模块的抗干扰能力。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12说明本实施方式，所述镇流器采用DD.74-ES-GNB镇流器。镇流器是日光灯上起限流作用和产生瞬间高压的设备，它是在硅钢制作的铁芯上缠漆包线制作而成，这样的带铁芯的线圈，在瞬间开/关上电时，就会自感产生高压，加在日光灯管的两端的电极上。这个动作是交替进行的，当启辉器闭合时，灯管的灯丝通过镇流器限流导通发热；当启辉器开路时，镇流器就会自感产生高压加在灯管的两端灯丝上，灯丝发射电子轰击管壁的萤光粉发光，启辉器反复几次通断，就会反复几次这样的动作，从而打通灯管。当灯管正常发光时，内阻变小，启辉器就始终保持开路状态，这样电流就稳定的通过灯管、镇流器工作了，使灯管正常发光。由于镇流器在日光灯工作时，始终有电流通过，所以容易产生振动，并且会发热，所以有镇流器的日光灯，特别是镇流器质量不好时，会产生很大的声音，用的时间长了，还容易烧毁。

本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶的工作原理为：本实用新型一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，当医疗垃圾被扔进垃圾桶，通过压力检测模块检测投入垃圾的重量，通过光电传感器检测投入垃圾是否透光，根据检测的结果判断投入垃圾的种类，控制模块控制驱动模块驱动电机运转，由于驱动模块控制两个电机，根据转动不同的电机控制垃圾桶盖的开启，实现垃圾的分类。垃圾桶桶口安装的红外测距模块检测垃圾桶内垃圾是否装满，当垃圾装满时，控制模块控制继电器吸合开关，加热模块通电，实现加热封口。热释电检测模块检测是否有人靠近垃圾桶，当垃圾桶附近没有人时，控制模块控制电磁阀驱动驱动电磁阀喷射出消毒水，对垃圾桶进行消毒；并通过镇流器控制紫外线灯点亮，实现紫外线消毒。指示灯用于指示垃圾桶内垃圾是否装满，并通过不同颜色的灯进行指示。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于，所述医疗垃圾智能分类垃圾桶包括压力检测模块、光电传感器、热释电感应模块、红外测距模块、控制模块、电源模块、指示灯、驱动模块、电机、继电器、加热模块、电磁阀驱动、电磁阀、镇流器、紫外线灯，所述压力检测模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述光电传感器的输出端连接着控制模块的输入端；所述热释电感应模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述红外测距模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述控制模块的输出端连接着指示灯的输入端；所述控制模块的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端；所述控制模块的输出端连接着继电器的输入端；所述继电器的输出端连接着加热模块的输入端；所述控制模块的输出端连接着电磁阀驱动的输入端；所述电磁阀驱动的输出端连接着电磁阀的输入端；所述控制模块的输出端连接着镇流器的输入端；所述镇流器的输出端连接着紫外线灯的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于：所述控制模块采用AT89C51单片机。

3.根据权利要求1所述的一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于：所述压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg。

4.根据权利要求1所述的一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于：所述热释电感应模块采用BIS0001热释电红外线传感器。

5.根据权利要求1所述的一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于：所述红外测距模块包括红外测距传感器和模数转换模块，其中，红外测距传感器采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。

6.根据权利要求1所述的一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于：所述电磁阀驱动采用L9349芯片。

7.根据权利要求1所述的一种医疗垃圾智能分类垃圾桶，其特征在于：所述镇流器采用DD.74-ES-GNB镇流器。