一种智能环保垃圾桶的制作方法

本发明涉及垃圾回收设备领域，特别是涉及智能环保垃圾桶。

背景技术：

随着我国快速发展，环境的污染越来越中，不管是水、土地还是空气都有着非常严重的污染，保护环境应当从小事做起，从每个人做起。

然而，我国在对垃圾进行回收方面做得非常差，公共场合或私人场合的垃圾回收不会详细进行分类，很多人在将垃圾放入垃圾桶中的过程中也不会分类，因此这些垃圾会大大增加清洁员的工作量，并且不利于垃圾分类，也非常不利于环保，特别是现有生活中基本上离不开的电池，这些电池大多并不会经过特别回收的方式来进行回收，在很多地方胡乱丢弃，特别是小的城镇上，导致了对环境的严重污染。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明的技术目的在于提供一种能够自动对垃圾进行分类，特别是对金属、塑料及污染较为严重的废旧电池进行分类的智能环保垃圾桶，从而能够降低对环境的污染，也能够大大降低清洁人员的工作量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种智能环保垃圾桶，包括：外壳、设于外壳顶部的垃圾放入口，垃圾放入口的下部设有用于识别垃圾种类的识别盒，识别盒与齿轨之间通过设有齿轮的第三马达配合安装，识别盒通过齿轨水平安装在外壳的上部，识别盒的下方设有依次排列的综合回收箱、金属回收箱、塑料回收箱及电池回收箱，外壳、识别盒、综合回收箱、金属回收箱、塑料回收箱及电池回收箱均采用环保塑料；

识别盒内设有塑料识别装置、电池识别装置及金属识别装置，识别盒的下部设为缩小的形状，识别盒底部设有水平移动的电动开合门。

进一步地，综合回收箱、金属回收箱、塑料回收箱及电池回收箱的结构相同，统称回收箱，包括箱体，箱体的顶部设有电动夹紧环，电动夹紧环的下部设有圆筒，圆筒下部的外壁上设有挡板，垃圾袋下部穿过电动夹紧环安装在箱体内，垃圾袋的上部通过电动夹紧环回折并置于箱体与圆筒及圆筒底部的挡板组成的腔体内；箱体内壁设有纵向安装的齿条，齿条上安装有可上下移动、套设于垃圾袋外部及能够收缩的下压装置，下压装置上部设有可上下移动的剪断装置，剪断装置上部设有一结扎装置，结扎装置设于剪断装置上；下压装置上设有第一马达，第一马达上设有齿轮，下压装置通过第一马达与齿条配合安装；剪断装置上设有第二马达，第二马达上设有齿轮，剪断装置通过第二马达与齿条配合安装。

进一步地，识别盒的底部设有距离传感器。

进一步地，外壳的垃圾放入口出设有水平滑动开合的防水门，防水门的顶部设有雨滴传感器及太阳能电池，外壳内的电池回收箱的下部设有与太阳能电池连接的蓄电池；防水门上设有人手检测器。

进一步地，下压装置包括设有第一马达的安装部及弹性齿条，弹性齿条的一端固定安装在安装部上，另一端穿过带有第四马达的齿条控制装置并与齿条控制装置配合安装，齿条控制装置控制弹性齿条的伸缩；安装部为可伸缩的电动缸。

智能环保垃圾桶的控制系统，塑料识别装置、电池识别装置、金属识别装置、距离传感器、雨滴传感器、第一马达、第二马达、第三马达、下压装置、人手检测器、结扎装置及剪断装置分别于电池及MCU连接；外壳上还设有分别与MCU连接的有提示装置及分别控制综合回收箱、金属回收箱、电池回收箱及塑料回收箱的打包按钮。

进一步地，当雨滴传感器检测到下雨时，MCU控制防水门关闭垃圾放入口，当人手检测器检测到人手时，MCU控制防水门打开垃圾放入口直到人手检测器没有检测到人手时后的1s时间；垃圾进入到识别盒中，塑料识别装置、电池识别装置及金属识别装置分别对垃圾进行识别，MCU控制第三马达带动识别盒移动到对应的垃圾回收箱上方，并控制开合门打开，将垃圾放入对应的回收箱中，然后关闭开合门，若塑料识别装置、电池识别装置及金属识别装置均未识别出垃圾的材质，则MCU控制第三马达带动识别盒移动到综合回收箱的上方，将垃圾放入综合回收箱中，在每次将垃圾放入对应的回收箱后，距离传感器能够检测出垃圾与识别盒底部的高度，从而测得垃圾是否放满，若放满时，MCU控制提示装置发出提示，使得清洁员及时将垃圾取走；

垃圾进入到箱体内的垃圾袋中，当距离传感器测得垃圾放满垃圾袋和时，MCU控制下压装置移动到最上端，然后控制弹性齿条收缩及安装部的电动缸伸长，再控制下压装置下移，从而对垃圾进行压紧，此时电动夹紧环将垃圾袋的上端夹紧，避免滑动，压紧完成后，MCU控制弹性齿条扩大及安装部的电动缸缩短，恢复原状；

当清洁员准备将垃圾打包带走时，而垃圾没有装满，清洁员可选择下次再将垃圾打包带走，也可通过对应的打包按钮将目标回收箱中的垃圾打包带走；当清洁员准备将垃圾打包带走时，清洁员按下对应按钮，MCU控制下压装置、结扎装置及剪断装置移动到最上端，控制弹性齿条收缩及安装部的电动缸伸长，再控制下压装置、结扎装置及剪断装置下移，MCU再控制结扎装置紧挨下压装置进行第一次结扎，并控制在第一次结扎的位置上3-5cm的距离进行第二次结扎，结扎后并不马上松开垃圾袋，然后MCU控制剪断装置在第一次结扎与第二次结扎的中间位置剪断，当清洁员将打包好的垃圾取走后，MCU控制电动夹紧环张开，并控制结扎装置下移，从而拖动垃圾袋将置于箱体与圆筒及圆筒底部的挡板组成的腔体内的长出的垃圾袋布置在箱体内，最后MCU控制电动夹紧环夹紧，完成垃圾袋的自动套装。

智能环保垃圾桶的环保塑料包括以下重量组分：PLA：55-58份，碳纤维粉：5-8份，陶瓷粉:3-6份，气凝胶粉末：12-18份，阻燃剂：6-8份，玻璃纤维：8-13份，二氧化钛：6-10份，抗氧剂：0.5-0.8份，相容剂：3-9份。

本发明的有益效果是:

1、通过设有的识别盒，能够起到对垃圾进行识别的作用，从而对垃圾进行分类，不能够识别的放入综合回收箱，利用人工进行分类，从而保证了垃圾能够分为多个小类，从而提高对垃圾正确处理的能力，降低环境污染，降低清洁员的人工劳动。

2、通过设有在回收箱上设有下压装置，能够将垃圾压紧，从而使得垃圾袋能够装更多垃圾，设有的结扎装置及剪断装置能够在需要时，可将装有垃圾的部分打包，将垃圾带走，其余的垃圾袋还可作为装垃圾使用，而不会浪费垃圾袋，能够减少一半以上的垃圾袋的使用，大大提高了垃圾袋的使用效率，并且不用清洁员经常套垃圾袋，大大节省套垃圾袋的时间。

3、通过在垃圾桶上设有的防水门，避免室外的垃圾桶在下雨时，雨水进入垃圾桶，从而避免垃圾桶内的垃圾被腐烂，雨水变成污水从垃圾桶中流出，避免清洁员再次对垃圾桶及垃圾桶周围环境进行清理。

4、通过将垃圾桶材质设为环保塑料材质的垃圾桶，PLA材质可被降解，降低对环境的污染，在PLA中加入的碳纤维粉能够增加环保塑料的强度与韧度，陶瓷粉及气凝胶粉能够大大增加垃圾桶的阻燃性能，完全能够防止垃圾桶被燃烧，特别能够防止室内火灾的发生，并且能够大大降低垃圾桶的重量，玻璃纤维能够增加垃圾桶的耐热性，加入的二氧化钛、抗氧剂、相容剂能够增加塑料桶的耐冲击性与抗氧化能力，提高使用寿命。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是回收箱的局部示意图；

图3为下压装置的结构示意图。

图中标记：1为外壳、2为开合门、3为识别盒、4为箱体、5为综合回收箱、6为金属回收箱、7为塑料回收箱、8为电池回收箱、11为夹紧环、12为垃圾袋、13为齿条、14为下压装置、14.1为安装部、14.2为弹性齿条、14.3为齿条控制装置、15为结扎装置、16为剪断装置、17为圆筒、18为防水门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1、图2及图3所示的智能环保垃圾桶，包括：外壳1、开合门2、识别盒3、箱体4、综合回收箱5、金属回收箱6、塑料回收箱7、电池回收箱8、夹紧环11、垃圾袋12、齿条13、下压装置14、安装部14.1、弹性齿条14.2、齿条控制装置14.3、结扎装置15、剪断装置16、圆筒17及防水门18，垃圾放入口设于外壳1的顶部，垃圾放入口的下部设有用于识别垃圾种类的识别盒3，识别盒3与齿轨之间通过设有齿轮的第三马达配合安装，识别盒3通过齿轨水平安装在外壳1的上部，识别盒3的下方设有依次排列的综合回收箱5、金属回收箱6、塑料回收箱7及电池回收箱8，外壳1、识别盒3、综合回收箱5、金属回收箱6、塑料回收箱7及电池回收箱8均采用环保塑料；

识别盒3内设有塑料识别装置、电池识别装置及金属识别装置，识别盒3的下部设为缩小的形状，识别盒3底部设有水平移动的电动开合门2。

综合回收箱5、金属回收箱6、塑料回收箱7及电池回收箱8的结构相同，包括箱体4，箱体4的顶部设有电动夹紧环11，电动夹紧环11的下部设有圆筒17，圆筒17下部的外壁上设有挡板，垃圾袋12下部穿过电动夹紧环11安装在箱体4内，垃圾袋12的上部通过电动夹紧环11回折并置于箱体4与圆筒17及圆筒17底部的挡板组成的腔体内；箱体4内壁设有纵向安装的齿条13，齿条13上安装有可上下移动、套设于垃圾袋12外部及能够收缩的下压装置14，下压装置14上部设有可上下移动的剪断装置16，剪断装置16上部设有一结扎装置15，结扎装置15设于剪断装置16上；下压装置14上设有第一马达，第一马达上设有齿轮，下压装置14通过第一马达与齿条13配合安装；剪断装置16上设有第二马达，第二马达上设有齿轮，剪断装置16通过第二马达与齿条13配合安装。

识别盒3的底部设有距离传感器，距离传感器可为红外距离传感器或超声距离传感器。

外壳1的垃圾放入口出设有水平滑动开合的防水门18，防水门18的周围设有防水条，防水门18的顶部设有雨滴传感器及太阳能电池，外壳1内的电池回收箱8的下部设有与太阳能电池连接的蓄电池；防水门18上设有人手检测器，防水门18的顶部也可设有距离传感器，当垃圾或人手靠近防水门18时，防水门自动打开。

下压装置14包括设有第一马达的安装部14.1及弹性齿条14.2，将弹性齿条14.2弯成一个圈时，弹性齿条14.2具有向外的弹性张力，以保持弹性齿条14.2向外张，弹性齿条14.2的一端固定安装在安装部14.1上，另一端穿过带有第四马达的齿条控制装置14.3并与齿条控制装置14.3配合安装，齿条控制装置14.3控制弹性齿条14.2的伸缩，通常齿条控制装置14.3包括微型电机及设于微型电机上的齿轮，控制齿轮的转动使得弹性齿条14.2收紧或放开；安装部14为可伸缩的电动缸。

智能环保垃圾桶的控制系统，塑料识别装置、电池识别装置、金属识别装置、距离传感器、雨滴传感器、第一马达、第二马达、第三马达、下压装置14、人手检测器、结扎装置15及剪断装置16分别于电池及MCU连接；外壳1上还设有分别与MCU连接的有提示装置及分别控制综合回收箱5、金属回收箱6、电池回收箱8及塑料回收箱7的打包按钮。

当雨滴传感器检测到下雨时，MCU控制防水门18关闭垃圾放入口，当人手检测器检测到人手时，MCU控制防水门18打开垃圾放入口直到人手检测器没有检测到人手时后的1s时间；垃圾进入到识别盒3中，塑料识别装置、电池识别装置及金属识别装置分别对垃圾进行识别，MCU控制第三马达带动识别盒3移动到对应的垃圾回收箱上方，并控制开合门2打开，将垃圾放入对应的回收箱中，然后关闭开合门2，若塑料识别装置、电池识别装置及金属识别装置均未识别出垃圾的材质，则MCU控制第三马达带动识别盒3移动到综合回收箱5的上方，将垃圾放入综合回收箱5中，在每次将垃圾放入对应的回收箱后，距离传感器能够检测出垃圾与识别盒3底部的高度，从而测得垃圾是否放满，若放满时，MCU控制提示装置发出提示，使得清洁员及时将垃圾取走；

垃圾进入到箱体4内的垃圾袋中，当距离传感器测得垃圾放满垃圾袋和时，MCU控制下压装置14移动到最上端，然后控制弹性齿条14.2收缩及安装部14的电动缸伸长，再控制下压装置14下移，从而对垃圾进行压紧，此时电动夹紧环将垃圾袋的上端夹紧，避免滑动，压紧完成后，MCU控制弹性齿条14.2扩大及安装部14的电动缸缩短，恢复原状；

当清洁员准备将垃圾打包带走时，而垃圾没有装满，清洁员可选择下次再将垃圾打包带走，也可通过对应的打包按钮将目标回收箱中的垃圾打包带走；当清洁员准备将垃圾打包带走时，清洁员按下对应按钮，MCU控制下压装置14、结扎装置15及剪断装置16移动到最上端，控制弹性齿条14.2收缩及安装部14的电动缸伸长，再控制下压装置14、结扎装置15及剪断装置16下移，MCU再控制结扎装置15紧挨下压装置14进行第一次结扎，并控制在第一次结扎的位置上3-5cm的距离进行第二次结扎，结扎后并不马上松开垃圾袋，然后MCU控制剪断装置16在第一次结扎与第二次结扎的中间位置剪断，当清洁员将打包好的垃圾取走后，MCU控制电动夹紧环11张开，并控制结扎装置15下移，从而拖动垃圾袋将置于箱体4与圆筒17及圆筒17底部的挡板组成的腔体内的长出的垃圾袋布置在箱体4内，最后MCU控制电动夹紧环11夹紧，完成垃圾袋的自动套装。通过这种控制方式，能够对进入的垃圾进行分类，并且能够根据需要将装好的垃圾进行打包，使得垃圾箱更加人性化。

垃圾袋的长度为整个垃圾桶高度的3-5倍，根据需要来确定垃圾袋的长度，能够大大减少清洁员的套垃圾桶的时间，将套垃圾桶的时间降为原来的以下。

在识别盒3内还可设有红外温度检测器与体积测量装置，外壳1内设有高温盒，红外温度检测器与MCU连接，当红外温度检测器检测到垃圾温度高于150℃时，体积小于高温盒时，MCU控制识别盒将垃圾放入高温盒内；当红外温度检测器检测到垃圾温度高于150℃时，体积大于高温盒时，MCU控制18防水门关闭，直到垃圾温度低于40℃，MCU将垃圾放入综合回收箱5内。

环保塑料的具体实施例一：

环保塑料包括以下重量组分：PLA：55份，碳纤维粉：5份，陶瓷粉:3份，气凝胶粉末：12份，阻燃剂：6份，玻璃纤维：8份，二氧化钛：6份，抗氧剂：0.5份，相容剂：3份。

环保塑料的制备方法包括以下步骤：

1、按照重量PLA：55份，碳纤维粉：5份，陶瓷粉:3份，气凝胶粉末：12份，阻燃剂：6份，玻璃纤维：8份，二氧化钛：6份，抗氧剂：0.5份，相容剂：3份称取，将碳纤维利用稀土改性剂进行改性处理；

2、先将PLA干燥处理，干燥温度为85℃，干燥时间为130分钟，再将PLA、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、碳纤维粉、陶瓷粉、玻璃纤维、气凝胶粉末及二氧化钛早高速混合机中混合5min，混合时进行超声处理；

3、将混合好后的料加入双螺杆挤出机的料斗中，混炼、挤出、造粒。

环保塑料的具体实施例二：

环保塑料包括以下重量组分：PLA：55份，碳纤维粉：5份，陶瓷粉:3份，气凝胶粉末：12份，阻燃剂：6份，玻璃纤维：8份，二氧化钛：6份，抗氧剂：0.5份，相容剂：3份。

环保塑料的制备方法包括以下步骤：

1、按照重量PLA：55份，碳纤维粉：5份，陶瓷粉:3份，气凝胶粉末：12份，阻燃剂：6份，玻璃纤维：8份，二氧化钛：6份，抗氧剂：0.5份，相容剂：3份称取，将碳纤维利用稀土改性剂进行改性处理；

2、先将PLA干燥处理，干燥温度为90℃，干燥时间为120分钟，再将PLA、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、碳纤维粉、陶瓷粉、玻璃纤维、气凝胶粉末及二氧化钛早高速混合机中混合10min，混合时进行超声处理；

3、将混合好后的料加入双螺杆挤出机的料斗中，混炼、挤出、造粒。

环保塑料的具体实施例三：

环保塑料包括以下重量组分：PLA：57份，碳纤维粉：6份，陶瓷粉:5份，气凝胶粉末：16份，阻燃剂：7份，玻璃纤维：11份，二氧化钛：8份，抗氧剂：0.7份，相容剂：8份。

环保塑料的制备方法包括以下步骤：

1、按照重量PLA：57份，碳纤维粉：6份，陶瓷粉:5份，气凝胶粉末：16份，阻燃剂：7份，玻璃纤维：11份，二氧化钛：8份，抗氧剂：0.7份，相容剂：8份称取，将碳纤维利用稀土改性剂进行改性处理；

2、先将PLA干燥处理，干燥温度为95℃，干燥时间为110分钟，再将PLA、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、碳纤维粉、陶瓷粉、玻璃纤维、气凝胶粉末及二氧化钛早高速混合机中混合9min，混合时进行超声处理；

3、将混合好后的料加入双螺杆挤出机的料斗中，混炼、挤出、造粒。