CN2889965Y - 红外感应自动开盖垃圾桶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种红外感应自动开盖垃圾桶,其包括桶体、活动桶盖、红外感应装置、通过一缆绳与该桶盖机械连接的自动开盖装置、及与该红外感应装置和自动开盖装置信号连接的控制单元,该自动开盖装置的驱动电机与控制单元连接,其输出轴通过第一减速齿轮组与收线轮机械连接,该缆绳一端固定连接在收线轮上,另一端连接至桶盖上,收线轮的输出轴通过第二减速齿轮组与凸轮机械连接,凸轮在旋转时其凸出部分可旋转至分别与一开盖行程开关和一关盖行程开关接触,该开盖行程开关、关盖行程开关分别通过数据线与该控制单元连接。本实用新型结构简单、性能可靠、安装方便、成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种垃圾容器,特别是涉及一种自动开盖的垃圾容器。
背景技术
现有技术的自动开盖垃圾桶,大多没有设计行程开关,桶盖开启和关闭的动作时间是靠定时来控制的,如定时时间设计的太长,桶盖开启或关闭到位后电机会继续通电,造成电机堵转;如定时时间设计的太短,会造成桶盖开启或关闭不到位。何况有些使用电池供电的自动开盖垃圾桶,因电机的转速随电池电压下降而变慢,所以开关盖的行程动作时间随着电压下降是变化的。
另外,还有的现有技术中公开了一种自动开盖垃圾桶,其安装有行程开关,但往往设计的不合理,有的行程开关安装于桶盖的旁边,与垃圾桶的空间相通,长期使用后会受垃圾桶内气体的侵蚀,造成开关接触不良影响性能,有的结构过于复杂,不便安装。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种红外感应自动开盖垃圾桶,利用行程开关与凸轮配合,协调该垃圾桶桶盖的开启和关闭动作,及时开关该驱动电机,避免电机堵转,并通过将自动开盖装置安装在壳体内,避免造成开关接触不良影响性能。
为了实现上述目的,本实用新型提供了一种红外感应自动开盖垃圾桶,包括有
桶体,在其至少一个侧面上具有一投料口,该投料口上安装有一活动桶盖,该桶盖可在开启位置和闭合位置之间活动;
红外感应装置,安装在位于该投料口上方的桶体上,由红外发射管和红外接收管组成,该红外发射管发射红外脉冲信号在该投料口前方形成一感应区,该红外接收管接收进入该感应区内的障碍物所反射的红外脉冲信号,并将该红外脉冲信号转换为相应的电信号;
自动开盖装置,通过一缆绳与该桶盖机械连接;
控制单元,与该红外感应装置和自动开盖装置信号连接;
其特点在于,该自动开盖装置包括有
驱动电机,与该控制单元连接;
第一减速齿轮组,传动连接于该驱动电机的输出轴上;
收线轮,与该第一减速齿轮组机械连接,该缆绳一端固定连接在该收线轮上,另一端从该壳体内穿出连接至该桶盖上;
第二减速齿轮组,传动连接于该收线轮的输出轴上;
凸轮,传动连接于该第二减速齿轮组的输出轴上,其可旋转至分别与一开盖行程开关和一关盖行程开关接触,该开盖行程开关、关盖行程开关分别通过导线与该控制单元电连接。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该自动开盖装置安装在一壳体内,并通过该壳体安装在该桶体上方内侧空间。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该凸轮在该开启位置与该开盖行程开关接触,该开盖行程开关在该开启位置输出一信号至该控制单元,该控制单元在该开启位置接收该信号并控制该驱动电机停止转动,该第一减速齿轮组、第二减速齿轮组和该驱动电机组成的摩擦力在该开启位置大于该桶盖的下垂重力。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该红外发射管在该开启位置继续向感应区发射红外脉冲信号。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该凸轮在该闭合位置与该关盖行程开关接触,该关盖行程开关在该闭合位置输出一信号至该控制单元,该控制单元在该闭合位置接收该信号并控制该驱动电机停止转动。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该控制单元通过一电机正反转驱动电路与该驱动电机连接。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该控制单元通过一红外驱动电路与该红外发射管连接,该红外接收管通过一放大电路和一比较电路与该控制单元连接。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该第一减速齿轮组输出端与第二减速齿轮组输入端机械联接。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,该桶盖通过一转轴与桶体上的转轴座轴接。
上述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特点在于,凸轮由两个具有一预定角度的销杆或摆杆组成,该两个销杆或摆杆分别与该开盖行程开关和关盖行程开关接触。
根据本实用新型的一方面,通过采用行程开关与凸轮的配合,协调桶盖的开启和关闭,有效避免了电机堵转,并将行程开关等自动开盖装置安装在壳体内,避免了桶内气体的侵蚀而造成开关接触不良影响性能的问题,并且结构简单、性能可靠、安装方便、成本低,具有光机电一体化的微电脑控制红外感应开盖功能
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述,但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为本实用新型的自动开盖垃圾桶的立体结构透视图;
图2为图1的侧面剖视放大结构图;
图3为图2中自动开盖装置的放大结构示意图;
图4为本实用新型的自动开盖垃圾桶的工作原理结构框图;
图5为本实用新型的微电脑芯片程序的流程方框图;
图6为本实用新型一较佳实施例的电路图;
图7A、7B为本实用新型的凸轮结构是销杆的结构示意图;
图8A、8B为本实用新型的凸轮结构是摆杆的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,示出了本实用新型的自动开盖垃圾桶的立体透视图,其主要包括带有桶盖13的桶体10、自动开盖装置20、红外感应装置50以及与该红外感应装置和自动开盖装置信号连接的控制单元(如微电脑芯片)。该桶体10一侧面上具有一投料口11,在该投料口11内,通过一转轴161(如图2所示)与桶体10上的转轴座16轴接安装有该桶盖13,该桶盖13可在一开启位置和一闭合位置之间活动。该自动开盖装置20通过一缆绳241与桶盖13相连接。该红外感应装置50安装在位于该投料口11上方的桶体上,由红外发射管和红外接收管组成,该红外发射管发射红外脉冲信号在该投料口前方形成一感应区56(如图2所示),该红外接收管接收进入该感应区56内的障碍物60所反射的红外脉冲信号,并将该红外脉冲信号转换为相应的电信号,输出至该控制单元。当该红外感应装置50感应到障碍物60时,该控制单元控制该自动开盖装置20收缩该缆绳241,带动该桶盖13由闭合位置向内转动至开启位置;反之,当该感应装置50感应到障碍物60离开时,该控制单元控制该自动开盖装置20放松该缆绳241,该桶盖13由开启位置向外转动至闭合位置。
如图2、3所示,示出了本实用新型的自动开盖垃圾桶自动开盖装置的结构。由图中可清晰的看出,该自动开盖装置20通过一壳体21安装在该桶体10的上方内侧,该壳体21内设置有驱动电机22、第一减速齿轮组23、收线轮24、第二减速齿轮组25、开盖行程开关261、关盖行程开关262、主电路板27等。该第一减速齿轮组23由两个单联齿轮231、234和两个双联齿轮232、233组成,该第二减速齿轮组25由两个单联齿轮251、253和一个双联齿轮252、组成,其中单联齿轮234与251固接在同一根轴上。该单联齿轮231设置在该驱动电机22的输出轴上,并依次通过齿轮232、233、234传动连接,该收线轮24与该齿轮副234、251同轴设置,该收线轮24上固定连接有一缆绳241,该缆绳的另一端从该壳体21内穿出连接至该桶盖13上。该收线轮24依次通过齿轮251、252、253与该凸轮28机械连接,该凸轮28在旋转时能碰到行程开关261、262。该主电路板27上可设置有比较电路271、红外驱动电路272、控制单元273、电机正反转驱动电路274等电路(如图4所示),该开盖行程开关261、关盖行程开关262通过数据线281、282连接至控制单元(微电脑芯片)273,该主电路板27通过数据线29连接至该感应装置50。其中该控制单元273控制该红外发射管定时向感应区56发射红外脉冲信号,当有障碍物60接近感应区时,通过障碍物60表面反射折回的红外脉冲信号被红外接收管接收,并输出该控制信号至该控制单元273,通过该控制单元273控制桶盖13的开关。开盖时,该驱动电机22正向(顺时针)转动,通过第一减速齿轮组23带动收线轮24反向(逆时针)转动,收缩缆绳241带动桶盖13由闭合位置向开启位置运动。与此同时,该收线轮24的输出轴通过第二减速齿轮组25的传动,带动凸轮28旋转。当收线轮24被反向(逆时针)旋转几圈后,桶盖13被开到最大位置,即开启位置,凸轮28也反向(逆时针)旋转一个角度,该凸轮正好碰到开盖行程开关261,通过电路的控制使电机22停止正向(顺时针)转动。关盖时,电机22反向(逆时针)转动,带动收线轮24正向(顺时针)转动,将缆绳241放出,桶盖13依靠自重下垂把垃圾桶的投料口关闭,当收线轮24正向(顺时针)旋转几圈后,桶盖13关闭到位,即处于闭合位置,此时凸轮28也正向(顺时针)旋转一个角度,其正好碰到关盖行程开关262,通过电路的控制使电机停止反向(逆时针)转动。
如图4所示,示出了本实用新型的自动开盖垃圾桶的机电工作原理图。由图中可以看出,该控制单元273的三个输出口分别与红外驱动电路272电机正、反转驱动电路274连接,控制单元273的三个输入口分别与比较电路271输出端、开盖行程开关261和关盖行程开关262连接,红外接收管52与放大电路53输入端连接,放大电路53输出端与比较电路271输入端连接,红外发射管51与红外驱动电路272连接。在本实施例中,该红外发射管51、红外接收管52、放大电路53可设置于感应装置50的感应壳体内,而该比较电路271、红外驱动电路272、控制单元273、电机正反转驱动电路274可设置在主电路板27上。
下面结合图2、4详细说明本实用新型的自动开盖垃圾桶的工作过程:由控制单元273输出口通过红外驱动电路272控制红外发射管51,定时向感应区56发射红外脉冲信号,当有障碍物60接近感应区56时,通过障碍物60表面反射折回的红外脉冲信号被红外接收管52接收,该信号通过放大电路53、比较电路271送到控制单元273的一个输入口,控制单元273在收到该信号后,由输出口控制电机正反转驱动电路274,使电机正向(顺时针)转动,通过第一减速齿轮组23带动收线轮24反向(逆时针)旋转,把缆绳241收紧并缠绕在收线轮24上,同时缆绳241的另一端把桶盖13拉开,当桶盖13开到位后,凸轮28经过第二减速齿轮组25的带动也反向(逆时针)旋转一个角度,该凸轮正好碰到开盖行程开关261,由开盖行程开关261传递给控制单元273的输入口一个信号,控制单元273通过电机正反转驱动电路274控制电机22停止正向(顺时针)转动,桶盖13开到位后,电机22停止转动,这时因桶盖13的下垂重力小于减速齿轮组23、25和电机22组成的摩擦力,所以桶盖13不会下垂,桶盖13保持打开状态,此时装置继续向感应区56发射红外线探测脉冲,如有障碍物60在感应区56内,通过障碍物60表面反射折回的红外脉冲信号被电路接收,桶盖13继续保持打开状态,一旦障碍物60离开感应区56,电路探测不到反射回来的红外脉冲信号,桶盖13最多保持3秒左右的打开状态,然后由控制单元273控制电机正反转驱动电路274,使电机22反向(逆时针)旋转,通过第一减速齿轮组23带动收线轮24正向(顺时针)旋转,把缆绳241放出,桶盖13依靠自重下垂关闭垃圾桶投料口,同时凸轮28经过第二减速齿轮组25的带动也正向(顺时针)旋转一个角度,其正好碰到关盖行程开关262,由关盖行程开关262送给控制单元273的输入口一个信号,控制单元273通过电机正反转驱动电路274控制电机22停止反向(逆时针)转动,桶盖13关到位后,电机22停止转动,完成一个开关盖全过程。
参见图6,示出了本实用新型的一较佳电路图。本实用新型的电路中的开、关盖行程开关261、262和电阻R15、R14串联后分别连接电源的两端,同时开、关盖行程开关261、262和电阻R15、R14的连结点分别与微电脑芯片IC3(即图4中的273)的RB1口和RB2口连接。当凸轮28碰到开盖行程开关261时RB1=0(低电平),RB2=1(高电平);当凸轮28碰到关盖行程开关262时RB1=1(高电平),RB2=0(低电平);微电脑芯片通过RB1口和RB2口是否为低电平来判别电机正、反转的停止时刻。
从流程图5(结合图3和图6)中可以看出,当判定有障碍物60进入感应区56后,程序置RA0=1,RA1=0,这时三极管Q2和Q5导通,电机22被施加正向电压而正向(图3看为顺时针)转动,通过齿轮组23、25带动绕线轮24和凸轮转动后,程序在不断的读RB1口的电平是否变低,当凸轮28反向(逆时针)旋转碰到开盖行程开关261时,开关261接通,RB1口由高电平变为低电平,这时程序置RA0=0,RA1=0,使Q2、Q5关断,电机不得电停止转动。然后由程序通过RB3口的控制向感应区56发一串红外编码脉冲,来判别障碍物60是否离开感应区,如障碍物60还在感应区程序延时3秒后再判别,如障碍物60离开感应区,程序置RA0=0,RA1=1,这时三极管Q4和Q3导通,电机22被施加反向电压而反向(图3看为逆时针)转动,通过齿轮组23、25带动绕线轮24和凸轮28转动后,程序在不断地读RB2口的电平是否变低,当凸轮28正向(顺时针)旋转碰到关盖行程开关262时,开关262接通,RB2口由高电平变为低电平,这时程序置RA0=0,RA1=0,使Q4、Q3关断,电机不得电停止转动,完成一个开关盖的控制过程,然后程序返回准备第二次动作。
本实用新型中所描述的凸轮28主要起碰到开、关盖行程开关的作用,它不单是传统机械概念里的凸轮,传统机械概念里的凸轮只是本实用新型的一个特例,当凸轮的凸出部分变宽时,凸轮的回转角度就变小(以碰到开、关盖行程开关为准),当凸轮的凸出部分变窄时,凸轮的回转角度就变大,所以改变凸轮的凸出部分的宽度就可以调节凸轮的回转角度,从而(在齿轮变比不变的情况下)调整绕线轮的旋转圈数,使缆绳241的收放行程改变,来调整桶盖13的开起角度,或来适用于不同大小的垃圾桶。其中本实用新型中所述的凸轮结构也可做成图7A、7B或图8A、8B的结构形式。图7B是图7A的俯视图,图8B是图8A的俯视图。如图7A、7B所示,本实用新型中所述的凸轮结构可以由两个销杆283和284构成,销杆283负责碰开盖行程开关261,销杆284负责碰关盖行程开关262,两个销杆283和284固定在齿轮253上,当调整两个销杆283和284的夹角θ时就可以改变缆绳241的收放行程。如图8A、8B所示,本实用新型中所述的凸轮结构也可以由两个摆杆285和286构成,摆杆285负责碰开盖行程开关261,摆杆286负责碰关盖行程开关262,两个摆杆285和286固定在齿轮253上,当调整两个摆杆285和286的夹角θ时就可以改变缆绳241的收放行程。
当然,本实用新型还可有其他多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种红外感应自动开盖垃圾桶,包括有
桶体,在其至少一个侧面上具有一投料口,该投料口上安装有一活动桶盖,该桶盖可在开启位置和闭合位置之间活动;
红外感应装置,安装在位于该投料口上方的桶体上,由红外发射管和红外接收管组成,该红外发射管发射红外脉冲信号在该投料口前方形成一感应区,该红外接收管接收进入该感应区内的障碍物所反射的红外脉冲信号,并将该红外脉冲信号转换为相应的电信号;
自动开盖装置,通过一缆绳与该桶盖机械连接;
控制单元,与该红外感应装置和自动开盖装置信号连接;
其特征在于,该自动开盖装置包括有
驱动电机,与该控制单元连接;
第一减速齿轮组,传动连接于该驱动电机的输出轴上;
收线轮,与该第一减速齿轮组机械连接,该缆绳一端固定连接在该收线轮上,另一端从该壳体内穿出连接至该桶盖上;
第二减速齿轮组,传动连接于该收线轮的输出轴上;
凸轮,传动连接于该第二减速齿轮组的输出轴上,其可旋转至分别与一开盖行程开关和一关盖行程开关接触,该开盖行程开关、关盖行程开关分别通过导线与该控制单元电连接。
2、根据权利要求1所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该自动开盖装置安装在一壳体内,并通过该壳体安装在该桶体上方内侧空间。
3、根据权利要求1或2所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该凸轮在该开启位置与该开盖行程开关接触,该开盖行程开关在该开启位置输出一信号至该控制单元,该控制单元在该开启位置接收该信号并控制该驱动电机停止转动,该第一减速齿轮组、第二减速齿轮组和该驱动电机组成的摩擦力在该开启位置大于该桶盖的下垂重力。
4、根据权利要求3所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该红外发射管在该开启位置继续向感应区发射红外脉冲信号。
5、根据权利要求4所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该凸轮在该闭合位置与该关盖行程开关接触,该关盖行程开关在该闭合位置输出一信号至该控制单元,该控制单元在该闭合位置接收该信号并控制该驱动电机停止转动。
6、根据权利要求5所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该控制单元通过一电机正反转驱动电路与该驱动电机连接。
7、根据权利要求6所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该控制单元通过一红外驱动电路与该红外发射管连接,该红外接收管通过一放大电路和一比较电路与该控制单元连接。
8、根据权利要求7所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该第一减速齿轮组输出端与第二减速齿轮组输入端机械联接。
9、根据权利要求1所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该桶盖通过一转轴与桶体上的转轴座轴接。
10、根据权利要求1所述的红外感应自动开盖垃圾桶,其特征在于,该凸轮由两个具有一预定角度的销杆或摆杆组成,该两个销杆或摆杆分别与该开盖行程开关和关盖行程开关接触。
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