一种智能分类垃圾桶的制作方法

1.本技术涉及设备智能控制领域，具体涉及一种智能分类垃圾桶。


背景技术：

2.随着经济社会的快速发展和城市人口的快速增长，垃圾处理能力严重不足的问题也日益严重。目前，已在部分区域实行垃圾分类，采取的垃圾分类方式主要是人们自行判断垃圾所属类别，并将垃圾投放至对应的垃圾桶。但是这种方式往往会因为人们对垃圾归类不够熟悉而出现垃圾分类不准确的情况，且在进行投放时，人们可能需要与垃圾桶进行近距离接触，难以保障人们在倒垃圾时的所处环境的干净卫生。


技术实现要素：

3.本技术提出了一种智能分类垃圾桶，包括：垃圾桶本体、嵌设于垃圾桶本体内部的分类隔板、分类机构；分类隔板将垃圾桶本体划分为多个垃圾存储区域；分类机构设于分类隔板上方，分类机构内设有垃圾识别系统、转动机构、与转动机构活动连接的垃圾暂存云台，垃圾识别系统对放置于垃圾暂存云台上的垃圾进行图像识别，以确定垃圾的类别；分类机构内还设有控制电路、与垃圾桶本体内部相连接的移动机构，控制电路与垃圾识别系统相连接，用于根据垃圾识别系统识别出的类别，控制移动机构移动至类别对应的垃圾存储区域；转动机构带动垃圾暂存云台向类别对应的垃圾存储区域所在方向转动，以倾倒垃圾。
4.进一步地，智能分类垃圾桶还包括第一限位开关，第一限位开关设于分类隔板顶端；移动机构带动转动机构移动至类别对应的垃圾存储区域时，第一限位开关基于与移动机构的接触被触发，向控制电路发送信号，以控制转动机构进行转动。
5.进一步地，移动机构包括滑块、第一电机、平行设置的光轴与丝杠；第一电机的一端与丝杠相连接，丝杠通过滚珠丝杠副与滑块啮合；光轴固定连接于垃圾桶本体侧内壁上，滑块上套设有光轴和丝杠；滑块能够在第一电机的控制下在光轴和丝杠上移动。
6.进一步地，转动机构包括第二电机、第二限位开关；第二限位开关分别设置于转动机构与垃圾暂存云台活动连接处的所在侧，垃圾暂存云台转动可与第二限位开关接触；第二限位开关基于与转动机构的接触被触发，用于向控制电路发送信号，以控制移动机构移动至垃圾桶本体的初始位置处。
7.进一步地，分类隔板呈十字交叉状；垃圾存储区域以分类隔板之间的十字交叉点为中心，呈环形阵列排布；分类隔板的顶部边缘与垃圾暂存云台的中心轴线相重合。
8.进一步地，光轴与丝杠之间存在间隔。
9.进一步地，垃圾暂存云台下方设有重力传感器，重力传感器用于检测垃圾暂存云台上的垃圾重量，在垃圾重量达到预设值时，重力传感器向控制电路发送信号，使控制电路控制垃圾识别系统对垃圾进行图像识别。
10.进一步地，丝杠通过轴承与垃圾桶本体侧壁相连接。
11.进一步地，垃圾暂存云台的转动角度根据垃圾重量进行调整。
12.进一步地，控制电路包括主控芯片、第一电机控制芯片、第二电机控制芯片、垃圾识别系统接口、第一电机接线端子、第二电机接线端子；主控芯片的一端与垃圾识别系统接口相连接，用于控制垃圾识别系统对放置于垃圾暂存云台上的垃圾进行图像识别；第一电机控制芯片的一端与主控芯片相连接，一端与第一电机接线端子相连接，第一电机控制芯片用于控制移动机构进行移动；第二电机控制芯片的一端与主控芯片相连接，一端与第一电机接线端子相连接，第二电机控制芯片用于控制转动机构进行转动。
13.本技术实施例提供的一种智能分类垃圾桶至少具备以下有益效果：
14.通过垃圾识别系统对放置于垃圾暂存云台上的垃圾进行图像分析，以此实现垃圾类别的自动识别，提高了垃圾分类的准确度；移动机构带动垃圾移动至垃圾类别对应的垃圾存储区域处，转动机构带动垃圾暂存云台转动，从而将垃圾倾倒于垃圾桶内，这样在人们不接触垃圾桶的同时就实现了垃圾的自动投放，提高了投放效率。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1为本技术实施例提供的一种智能分类垃圾桶的结构示意图；
17.图2为本技术实施例提供的一种分类机构的结构示意图；
18.图3为本技术实施例提供的一种控制电路示意图；
19.其中，1：垃圾桶本体，11：垃圾存储区域，2：分类隔板，3：分类机构，31：移动机构，311：第一电机，312：光轴，313：丝杠，314：滑块，315：第一电机固定孔，316、317：轴承，32：转动机构，321：第二电机，322：第二电机支架，323、324：第二电机支架固定孔，325、326：第二电机固定孔，33：垃圾暂存云台，34、35：第二限位开关，4、5：第一限位开关，6：控制电路，61：主控芯片，62：第一电机控制芯片，63：第二电机控制芯片，64：限位开关传感器接口，65：垃圾识别系统接口，66：第一电机接线端子，67：第二电机接线端子，68：第一电源芯片，69：第二电源芯片。
具体实施方式
20.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
22.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关
系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
23.如图1、图2所示，智能分类垃圾桶包括垃圾桶本体1、嵌设于垃圾桶本体内部的分类隔板2、分类机构3。其中，分类隔板2将垃圾桶本体1划分为多个垃圾存储区域11，各垃圾存储区域11对应不同的垃圾类别。需要说明的是，本技术实施例以两个交叉的分类隔板形成四个垃圾存储区域来进行举例，分类隔板数量以及垃圾存储区域数量可根据实际应用需求进行调整，本技术对其数量并不进行限定。分类机构3设于分类隔板2上方，且与分类隔板2之间存在间隔，从而使得分类机构3可以进行自由移动。分类机构3设有垃圾识别系统(图中未示出)、与转动机构32活动连接的垃圾暂存云台33。在未进行垃圾投放时，分类机构3位于分类隔板2的十字交叉处，垃圾暂存云台33处于水平位置，人们将垃圾放置于垃圾暂存云台33之后，垃圾识别系统用于对放置于垃圾暂存云台33上的垃圾进行图像识别，从而确定垃圾的类别。分类机构3设有控制电路(图1、2中未示出)、与垃圾桶本体1内部相连接的移动机构31，控制电路与垃圾识别系统相连接，用于根据垃圾识别系统识别出的垃圾类别，控制移动机构31移动至该类别对应的垃圾存储区域11。分类机构3设有转动机构32，垃圾暂存云台33与转动机构32活动连接，当移动机构31带动垃圾暂存云台33移动至对应的垃圾存储区域11之后，转动机构32带动垃圾暂存云台33向该类别对应的垃圾存储区域11所在方向转动，垃圾暂存云台33通过进行顺时针旋转或逆时针旋转两个自由度的运动，将放置于其上方上的垃圾倾倒至该类别对应的垃圾存储区域11内。
24.在本技术的一个实施例中，各垃圾存储区域11上分别设有自动开合的桶盖(图中未示出)，在垃圾暂存云台33进行转动之前，控制电路控制桶盖打开，并在垃圾倾倒完毕后，先控制垃圾暂存云台33恢复水平位置，再控制桶盖关闭。自动化的桶盖有效避免了人为接触垃圾桶，并且在未进行垃圾投放的时候可以始终保持闭合状态，避免了下雨等恶劣天气造成的垃圾腐坏气味外溢，降低了垃圾对于外界环境的影响。
25.如图2所示，分类隔板2为多个，多个分类隔板2呈十字交叉状，垃圾桶本体1被十字交叉的两个分类隔板2分为了四个垃圾存储区域11。垃圾存储区域11以分类隔板2之间的十字交叉点为中心，呈环形阵列排布。分类隔板2的顶部边缘与垃圾暂存云台33的中心轴线相重合，垃圾暂存云台33在初始位置(比如，分类隔板2的十字交叉处)时，分散在不同侧的垃圾存储区域的大小相同，这样垃圾暂存云台33在朝向不同方向运动时所能旋转的角度是相同的，提高了垃圾倾倒的准确度。
26.以分类隔板2的十字交叉点为中心，分类隔板2两侧的上端均设置有第一限位开关4、5。第一限位开关4、5的位置与垃圾暂存云台33的尺寸适配，也就是说，第一限位开关4与十字交叉点之间的距离应大于垃圾暂存云台33的长度，这样才可以保证垃圾暂存云台33在转动过程中不会将垃圾倾倒至相邻的垃圾存储区域，实现了垃圾的精准投放。
27.移动机构31包括第一电机311，光轴312，丝杠313，滑块314，第一电机固定孔315。其中，第一电机311的一端与丝杠313相连接，第一电机311与丝杠313连接的一侧上的四个角点处均设有第一电机固定孔315。在装配智能分类垃圾桶时，第一电机311可通过电机固定孔315将螺杆伸出至垃圾桶本体1内部，在垃圾桶本体1的内部可通过旋转螺母使螺母与螺杆紧密连接，从而实现第一电机311与垃圾桶本体1之间的可拆卸连接，降低了智能分类垃圾桶的组装和拆卸难度，提高了灵活性。滑块314上设有两个中空的固定孔，可套设有光
轴312和丝杠313，丝杠313通过滚珠丝杠副与滑块314啮合，光轴直接固定连接于垃圾桶本体1的内壁上。光轴312和丝杠313平行设置，且长度与垃圾桶本体1的尺寸相适配，滑块314可在第一电机311的控制下在光轴312和丝杠313上进行同步运动。相较于传统的单轴传动来说，通过光轴312和丝杠313的互相配合使滑块314进行移动，能够使得分类机构3的稳定性更好，且丝杠313与滑块314啮合，有效提高了移动的精度和效率，避免了垃圾投放时的垃圾外溢。
28.光轴312和丝杠313之间存在间隔，彼此之间互不碰撞，减小了滑块314运动过程中的摩擦力，能够提高分类机构3的移动效率，增加了分类垃圾桶的使用寿命。
29.移动机构31上还包括轴承316、317，丝杠313与第一电机311相连接的一端通过轴承316与垃圾桶本体1的侧壁相连接。轴承316、317表面光滑，可以降低丝杠313运动过程中的摩擦力，提高分类机构3的移动速度，从而提高垃圾分类投放的效率。
30.转动机构32包括第二电机321、第二电机支架322，第二电机支架固定孔323、324。其中，第二电机支架322置于滑块314上方，其沿着丝杠313方向上的两侧上设有第二电机支架固定孔323、324。第二电机支架322通过穿过第二电机支架固定孔323、324的螺钉固定于滑块314上，第二电机321通过第二电机固定孔325、326固定于第二电机支架322上。转动机构32与垃圾暂存云台33活动连接，第二限位开关34、35分别设置于转动机构32与垃圾暂存云台33活动连接处的所在侧。
31.以垃圾属于第一限位开关4所在侧的垃圾存储区域为例，移动机构31带动转动机构32移动至分类隔板2上方时，第一限位开关4基于与移动机构31的接触被触发，并向控制电路发送信号，控制信号电路进而控制转动机构32进行转动，这样，转动机构32便带动垃圾暂存云台33向垃圾存储区域11的方向倾斜，从而将垃圾倒入垃圾桶内。在垃圾暂存云台33的转动过程中，其会与第二限位开关34、35发生接触。第二限位开关34、35被触发之后，向控制电路发送信号，控制电路控制垃圾暂存云台33恢复水平，并控制移动机构31移动至垃圾桶本体1的初始位置处，至此，垃圾的分类投放过程已完成。
32.垃圾暂存云台33下方设有重力传感器(图中未示出)，重力传感器用于检测垃圾暂存云台33上的垃圾重量，并在垃圾重量达到预设值时，向控制电路发送信号，使控制电路控制垃圾识别系统对垃圾进行图像识别，开启垃圾的分类投放过程。
33.垃圾暂存云台33的转动角度能够根据垃圾重量进行调整，当垃圾重量越大时，垃圾暂存云台33的旋转角度便越大，以此来保证将垃圾暂存云台33上的垃圾全部倾倒于垃圾存储区域11内，避免将垃圾残留于垃圾暂存云台33表面。
34.第一电机311、第二电机321可采用57byg113-306a型57步的步进电机，使用步进电机作为移动机构31和转动机构32的驱动，能够使得移动和转动过程更为稳定，保证垃圾暂存云台33在垃圾倾倒过程中始终保持较为稳定的状态，避免垃圾的洒出。
35.图3为本技术实施例提供的一种控制电路示意图。如图3所示，控制电路6主要包括的部件有主控芯片61，第一电机控制芯片62，第二电机控制芯片63，限位开关传感器接口64，垃圾识别系统接口65，第一电机接线端子66，第二电机接线端子67，第一电源芯片68，第二电源芯片69。其中，主控芯片61的型号为stm32f103c8t6，一端与垃圾识别系统接口65相连接，主控芯片61可通过垃圾识别系统接口65控制垃圾识别系统对放置于垃圾暂存云台上的垃圾进行图像识别。第一电机控制芯片62和转动控制芯片63的型号为l6470h，该芯片细
分系数更高，能够减小步进电机的抖动并且提高运动效率。电机控制芯片62的一端与主控芯片61相连接，一端与第一电机接线端子66相连接，第一电机控制芯片62用于控制移动机构31进行移动，第二电机控制芯片63的一端与主控芯片61相连接，一端与第一电机接线端子66相连接，第二电机控制芯片63用于控制转动机构32进行转动。
36.第一电源芯片68为24v转5v电源芯片，第一电源芯片68的 in与24v电源正极相连，-in与gnd相连，输出端 out与5v相连，-out与gnd相连。第二电源芯片69为5v转3.3v降压芯片6，引脚3与 5v相连，引脚1与gnd相连，引脚2输出端与vcc_3.3v电源相连。
37.垃圾识别系统接口65分别与主控芯片61的引脚30pa9和引脚31pa10进行连接。
38.第一电机控制芯片62的引脚25与主控芯片61的引脚25pb12连接，引脚4与主控芯片61的引脚22pb11连接，引脚3与主控芯片61的引脚21pb10连接，引脚24与主控芯片61的引脚20pb2连接，引脚23与主控芯片61的引脚13pa3连接，引脚19与主控芯片61的引脚15pa5连接，引脚20与主控芯片61的引脚17pa7连接，引脚21与主控芯片61的引脚16pa6连接。
39.第二电机控制芯片63的引脚25与主控芯片61的引脚12pa2连接，引脚4与主控芯片61的引脚11pa1连接，引脚3与主控芯片61的引脚10pa0连接，引脚2与主控芯片61的引脚14pa4连接，引脚23与主控芯片61的引脚13pa3连接，引脚19与主控芯片61的引脚15pa5连接，引脚20与主控芯片61的引脚17pa7连接，引脚21与主控芯片61的引脚16pa6连接。
40.第一电机接线端子66与图2中所示的第一电机311连接，第二电机接线端子67与第二电机321连接。
41.本技术实施例提供的一种智能分类垃圾桶工作流程如下：
42.人们将垃圾放置于处于水平状态的垃圾暂存云台33上，垃圾暂存云台33下方设有的重力传感器对垃圾进行称重，并在垃圾重量达到预设值时，向控制电路6发送信号，此时，控制电路6控制垃圾识别系统开始对垃圾暂存云台33上的垃圾进行图像采集并识别，识别出垃圾类别后，控制电路6控制移动机构31移动至对应的垃圾存储区域11边缘处，打开垃圾存储区域11的桶盖，转动机构32带动垃圾暂存云台33向垃圾存储区域11所在方向转动，使垃圾进入垃圾存储区域11，转动机构32带动垃圾暂存云台33恢复水平，并闭合垃圾存储区域11的桶盖，移动机构31移动至分类机构3的初始位置处，至此便完成了垃圾的分类和投放。
43.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
44.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。