CN214242368U - 一种带开关盖碰停功能的垃圾桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，包括硬件结构和功能模块，功能模块包括MCU模块、红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块组成，硬件结构包括处理器MCU、电源、按键、红外线发射LED、红外线接收IRM、LED指示灯、光电开关、电机驱动芯片、直流电机、联轴器、桶盖和遮光片，本实用新型实现了现有智能垃圾桶的桶盖遇到垃圾或者障碍物，自动停止，延时后再次开启，且使用者可根据不同的使用场景来调整桶盖的动作。

Description

一种带开关盖碰停功能的垃圾桶

技术领域：

本实用新型涉及智能垃圾桶技术领域，尤其涉及一种带开关盖碰停功能的垃圾桶。

背景技术：

目前常见的智能开关盖垃圾桶，开盖关盖均电动开启。但是，在开关盖过程中，如果桶盖或者障碍物碰到垃圾桶，驱动电机不会停止，电机继续转动带动桶盖，可能造成桶盖损坏或者打到人体的事件。

实用新型内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，包括硬件结构和功能模块，所述功能模块包括MCU模块、红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块组成，所述MCU分别电性连接有红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块，所述电源控制模块连接低电检测模块，所述电机驱动模块连接电机碰停检测模块；

所述硬件结构包括处理器MCU、电源、按键、红外线发射LED、红外线接收IRM、LED指示灯、光电开关、电机驱动芯片、直流电机、联轴器、桶盖和遮光片，所述处理器MCU的输出端分别连接有红外线发射LED、LED指示灯和电机驱动芯片的输入端，所述电源、按键、红外线接收IRM和光电开关的输出端分别连接处理器MCU的输入端，所述电机驱动芯片连接直流电机，所述直流电机通过联轴器连接桶盖。

优选的，所述电源采用3.3V供电，直流电机采用6V供电。

优选的，所述红外线发射LED采用小功率波长940nm的红外线IR LED，38KHZ调制。

优选的，所述红外线接收IRM采用红外线接收模组IRM，红外线接收模组IRM为集成红外线接收PD二极管、放大、滤波和比较器输出的专用红外线IC模块。

优选的，所述LED指示灯采用白色和红色LED灯。

本实用新型有益效果：本实用新型的一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，实现了现有的智能垃圾桶的桶盖遇到垃圾或者障碍物，自动停止，延时后再次开启，且使用者可根据不同的使用场景来调整桶盖的动作。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型功能模块结构图；

图2-7为本实用新型工作流程图；

图8为本实用新型的垃圾桶头结构示意图；

图9为本实用新型硬件结构示意图。

其中：1-直流电机；2-联轴器；3-桶盖；4-遮光片；5-光电开关；6-人体感应检测部件。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1-9所示，本实用新型的一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，包括硬件结构和功能模块，所述功能模块包括MCU模块、红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块组成，所述MCU分别电性连接有红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块，所述电源控制模块连接低电检测模块，所述电机驱动模块连接电机碰停检测模块；

所述硬件结构包括处理器MCU、电源、按键、红外线发射LED、红外线接收IRM、LED指示灯、光电开关、电机驱动芯片、直流电机、联轴器、桶盖和遮光片，所述处理器MCU的输出端分别连接有红外线发射LED、LED指示灯和电机驱动芯片的输入端，所述电源、按键、红外线接收IRM和光电开关的输出端分别连接处理器MCU的输入端，所述电机驱动芯片连接直流电机，所述直流电机通过联轴器连接桶盖。

本实用新型的带开关盖碰停功能的垃圾桶，包括有8大功能模块组成：MCU、红外线感应、低电检测、指示灯控制、电机驱动、桶盖位置检测、电机碰停检测、电源控制。其中，红外线感应通过红外线发射、接收，并经过MCU处理并识别，控制驱动电机桶盖开启，同时电机碰停检测模块检测桶盖是否遇到障碍物，处理器MCU根据桶盖的状态控制电机驱动来驱动电机，实现垃圾桶开关盖自动碰停功能，系功能模块结构组成见图1。

根据不同的工作场景，我们设计为开盖遇阻和关盖遇阻二种大类，其中包含开盖的一次遇阻碰停、开盖的多次遇阻碰停、关盖的一次遇阻碰停、关盖的多次遇阻碰停这4种工作模式。

一、开盖碰停：

开盖的遇阻碰停工作流程见图2。

为了更明确地了解两种开盖碰停工作机制，我们分步对工作机理进行描述。

1、开盖只遇阻1次的情景下，当电动开盖过程中，如果遇到阻碍物，桶盖自动停止，同时开启倒计时。当倒计时到点后，继续开启，至完全开启。

开盖只遇阻1次的情景下，工作流程见图3。

2、开盖如果存在固定的障碍物，出现遇阻2次以上的情景下，当再次开启中，再次遇到阻碍物，桶盖停止，不再继续开启，防止桶盖损坏。开盖遇阻多次的情景下，工作流程见图4。

二、关盖碰停

关盖的遇阻碰停工作流程见图5。

为了更明确地了解两种关盖碰停工作机制，我们分步对工作机理进行描述。

1、关盖只遇阻1次的情景下，当电动关盖过程中，如果遇到阻碍物，桶盖自动停止，马上开盖，至完全开启，倒计时后继续关盖到位。关盖只遇阻1次的情景下，工作流程见图6。

2、关盖如果存在固定的障碍物，出现遇阻2次以上的情景下，当再次开启中，再次遇到阻碍物，桶盖停止，不再继续开启，防止桶盖损坏。关盖遇阻2次以上，工作流程见图7。

结构实现方法：该产品使用电路配合结构件来实现自动碰停功能。

执行部件：采用直流电机1、联轴器2、桶盖3，实现桶盖的开启、关闭的开合功能。当直流电机1正转，执行桶盖3开启。当直流电机1反转，执行桶3盖关闭。

桶盖位置检测部件：采用遮光片4和光电开关5，利用红外线光线的遮挡和透过，检测桶盖3的位置。

人体感应检测部件6，当人体靠近或者垃圾靠近时，开启桶盖3。

整体桶头的结构示意图见图8。

电路实现方法：电路的硬件组成包括MCU、电源、按键、红外线发射LED、红外线接收头IRM、LED指示灯、光电开关、电机驱动芯片、直流电机，硬件系统功能见图9。

电源：系统采用3.3V供电，直流电机1采用直流供电。

MCU：单片机，承担系统数据的处理功能。

按键：开关盖指令输入。

红外线发射LED：采用小功率波长940nm的红外线IR LED，输出红外线信号，用来检测人体感应信号的信号源。

红外线接收IRM：采用红外线接收模组IRM，集成红外线接收PD二极管、放大、滤波和比较器输出等的专用红外线IC模块，对波长940nm的红外线具有良好的敏感度，接收来自红外线发射LED的反射信号传输给MCU处理。

LED指示灯：采用白色、红色LED，用于工作状态显示。

光电开关：用来检测桶盖3到位，输出信号到MCU处理。

电机驱动芯片：采用专用电机驱动芯片，实现MCU对直流电机1的控制。

直流电机1：桶盖3开关的动力装置，通过电机运转实现桶盖3的开启或者关闭。

工作原理：带开关盖碰停功能的垃圾桶，采用人体感应方式开关盖。当垃圾或者人体靠近垃圾桶，红外线发射LED发射的红外线信号，被遮挡物遮挡，红外线反射信号被红外线接收IRM接收，并产生信号送入MCU处理。MCU接收到信号，输出开盖信号给电机驱动芯片，电机驱动芯片产生电压提供给直流电机1，电机转动，动力通过联轴器2带动桶盖3开启。在桶盖3开启同时，带动位置遮光片4旋转，光电开关5的光路打开。当桶盖3开盖到位，光电开关5的光路被遮光片4遮挡，开盖过程结束。

当开盖到位后，MCU开始倒计时，到了设定时间，MCU输出关盖指令，输出关盖信号给电机驱动芯片，电机驱动芯片产生反向电压提供给直流电机1，电机反向转动，动力通过联轴器2带动桶盖3关闭。在桶盖3关闭同时，带动位置遮光片4反向旋转，光电开关5的光路打开。当桶盖3关盖到位，光电开关5的光路被遮光片4遮挡，关盖过程结束。

在开盖或者关盖过程中，如果桶盖3遇到阻碍物，桶盖3碰停，电机堵转，电机的电流会急剧增大。我们通过对电机电流的检测，结合位置检测所用光电开关5的信号，可以判断出桶盖3已经碰停。对于开盖和关盖，由于工作场景的不同，设计成为以下几种碰停模式。

开盖只有1次碰停的情况，当电动开盖过程中，如果遇到阻碍物，桶盖自动停止，同时系统开启倒计时。当倒计时到点后，继续开启，至完全开启到位。

开盖2次以上碰停的情况，当电动开盖过程中，如果遇到阻碍物，桶盖自动停止，同时系统开启倒计时。当倒计时到点后，桶盖继续开启。如果发生再次碰停，则停在碰的位置，碰那里停那里。

关盖只有1次碰停的情景下，当电动关盖过程中，如果遇到阻碍物，桶盖自动停止，同时马上开盖，至完全开启，倒计时后继续关盖，到位后关盖结束。

关盖过程中，如果存在固定的障碍物，出现遇阻2次以上的情景下，当再次开启中，再次遇到阻碍物，桶盖停止，不再继续关盖，碰那里停那里，以防止桶盖损坏。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，其特征在于，包括硬件结构和功能模块，所述功能模块包括MCU模块、红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块组成，所述MCU分别电性连接有红外线感应模块、低电检测模块、指示灯控制模块、电机驱动模块、桶盖位置检测模块、电机碰停检测模块和电源控制模块，所述电源控制模块连接低电检测模块，所述电机驱动模块连接电机碰停检测模块；

所述硬件结构包括处理器MCU、电源、按键、红外线发射LED、红外线接收IRM、LED指示灯、光电开关、电机驱动芯片、直流电机、联轴器、桶盖和遮光片，所述处理器MCU的输出端分别连接有红外线发射LED、LED指示灯和电机驱动芯片的输入端，所述电源、按键、红外线接收IRM和光电开关的输出端分别连接处理器MCU的输入端，所述电机驱动芯片连接直流电机，所述直流电机通过联轴器连接桶盖。

2.根据权利要求1所述的一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，其特征在于：所述电源采用3.3V供电，直流电机采用6V供电。

3.根据权利要求1所述的一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，其特征在于：所述红外线发射LED采用小功率波长940nm的红外线IR LED。

4.根据权利要求1所述的一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，其特征在于：所述红外线接收IRM采用红外线接收模组IRM，红外线接收模组IRM为集成红外线接收PD二极管、放大、滤波和比较器输出的专用红外线IC模块。

5.根据权利要求1所述的一种带开关盖碰停功能的垃圾桶，其特征在于：所述LED指示灯采用白色和红色LED灯。

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