一种垃圾分类装置及其控制方法与流程

本发明涉及垃圾分类技术领域，尤其涉及一种垃圾分类装置及其控制方法。

背景技术：

随着我国人民的生活质量的不断提高，相对的，我国每年的产生垃圾的数量也是在不停的提高，大量的垃圾无法及时处理的话就会大量堆积，往往会污染环境、污水横流、散发恶臭。据统计，我国产生的很多垃圾中是有很多可以回收利用的，但是回收率却不高，人们的垃圾分类意识还不够高，所以有关垃圾自动分类装置的研制可谓是符合社会的迫切需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术中的垃圾分类难、回收率低的问题，提出一种垃圾分类装置及其控制方法，能够有效对垃圾进行自动分类，提高垃圾的回收利用率。

一种垃圾分类装置，包括框架、旋转分类盘、图像采集装置、至少两个垃圾收集器、分类盘旋转驱动装置、分类盘倾斜驱动装置、至少两个收集器旋转驱动装置、至少两个收集器倾斜驱动装置、至少两个垃圾存储装置以及控制装置；

所述旋转分类盘安装于所述框架上，所述至少两个垃圾收集器安装于所述框架上并位于所述旋转分类盘周围，所述至少两个垃圾存储装置分别对应设置于所述至少两个垃圾收集器下方，所述图像采集装置通过支撑杆安装于所述框架上，且所述图像采集装置的图像采集区域为所述旋转分类盘，所述分类盘旋转驱动装置和所述分类盘倾斜驱动装置与所述旋转分类盘连接，所述至少两个收集器旋转驱动装置和至少两个收集器倾斜驱动装置分别与所述至少两个垃圾收集器配合连接，所述图像采集装置、分类盘旋转驱动装置、分类盘倾斜驱动装置、至少两个收集器旋转驱动装置、至少两个收集器倾斜驱动装置与所述控制装置连接；

所述控制装置用于控制所述图像采集装置采集垃圾分类盘上的垃圾图像，对所述垃圾图像进行分析，确定垃圾类型，根据所述垃圾类型，通过分类盘旋转驱动装置驱动所述垃圾分类盘旋转至相应的垃圾收集器，通过分类盘倾斜驱动装置驱动垃圾分类盘倾斜，将垃圾倒入相应的垃圾收集器中，通过收集器旋转驱动装置驱动所述垃圾收集器旋转至相应的垃圾存储装置的投放口，通过收集器倾斜驱动装置驱动垃圾收集器倾斜使得垃圾落入相应的垃圾存储装置内。

进一步地，所述分类盘旋转驱动装置包括集电环、双出轴步进电机、第一联轴器以及第一编码器，所述集电环设置在所述旋转分类盘下表面的几何中心处，所述双出轴步进电机的转轴通过所述集电环与所述旋转分类盘连接，所述双出轴步进电机还通过所述第一联轴器与第一编码器连接，所述双出轴步进电机和第一编码器与所述控制装置连接；

所述控制装置用于控制所述双出轴步进电机驱动所述旋转分类盘旋转，并通过所述第一编码器采集旋转角度信息。

进一步地，所述垃圾收集器和收集器旋转驱动装置的数量均为四个；

所述旋转分类盘上表面设置有四个收集盘，每个收集盘对应一个垃圾收集器。

进一步地，每个所述垃圾收集器包括两个倾倒口位置相反的次级垃圾收集器，所述垃圾存储装置的数量为八个，每个次级垃圾收集器对应一个垃圾存储装置。

进一步地，所述分类盘倾斜驱动装置包括圆环形盘、四个气缸以及四个复位弹簧；

所述圆环形盘设置在所述旋转分类盘下方，所述四个复位弹簧连接于所述圆环形盘和所述旋转分类盘之间且与四个收集盘对应；

所述四个气缸设置在所述圆环形盘下方，且分别与四个收集盘对应；

所述气缸用于提供竖直方向的力矩使得所述旋转分类盘倾斜，所述复位弹簧用于对所述旋转分类盘进行复位。

进一步地，所述分类盘倾斜驱动装置还包括八根限位柱，所述八根限位柱设置在所述圆环形盘上，每两根限位柱对应一个收集盘，所述限位柱用于当旋转分类盘复位时对其进行限位。

进一步地，所述收集器倾斜驱动装置的数量为八个，每个收集器倾斜驱动装置对应一个次级垃圾收集器；

收集器倾斜驱动装置包括舵机以及舵机云台，所述舵机设置在所述舵机云台上，所述舵机用于控制所述次级垃圾收集器倾斜，所述舵机与所述控制装置连接。

进一步地，所述收集器旋转驱动装置包括步进电机、第二联轴器和第二编码器，所述步进电机与所述舵机云台连接，所述步进电机通过所述第二联轴器与所述第二编码器连接；

所述控制装置用于控制所述步进电机驱动所述垃圾收集器旋转，并通过所述第二编码器采集旋转角度信息。

一种垃圾分类装置的控制方法，应用于上述垃圾分类装置，所述方法包括：

控制装置生成图像采集信号，并发送至所述图像采集装置，图像采集装置根据所述图像采集信息采集旋转分类盘上的图像信息；

控制装置对所述图像信息进行分析，确定垃圾类型；

控制装置根据所述垃圾类型，生成第一旋转控制信号并发送至所述分类盘旋转驱动装置，分类盘旋转驱动装置根据所述第一旋转控制信号驱动所述垃圾分类盘旋转至相应的垃圾收集器；

控制装置生成第二旋转控制信号并发送至所述收集器旋转驱动装置，所述收集器旋转驱动装置根据所述第二旋转控制信号驱动所述垃圾收集器旋转至对应所述垃圾分类盘；

控制装置生成第一倾斜控制信号，并发送至所述分类盘倾斜驱动装置，所述分类盘倾斜驱动装置根据所述第一倾斜控制信号驱动垃圾分类盘倾斜，将垃圾倒入相应的垃圾收集器中；

控制装置生成第三旋转控制信号并发送至所述收集器旋转驱动装置，所述收集器旋转驱动装置根据所述第三旋转控制信号驱动所述垃圾收集器旋转至相应的垃圾存储装置的投放口；

控制装置生成第二倾斜控制信号，并发送至所述收集器倾斜驱动装置，所述收集器倾斜驱动装置根据所述第二倾斜控制信号驱动垃圾收集器倾斜使得垃圾落入相应的垃圾存储装置内。

本发明提供的垃圾分类装置及其控制方法，至少包括如下有益效果：

(1)能够实现垃圾的自动分类，提高垃圾的回收利用率；

(2)可以对多种垃圾进行分类，分类更加细化，进一步提高垃圾的回收利用率；

(3)控制精确，可靠性高。

附图说明

图1为本发明提供的垃圾分类装置一种实施例的结构示意图。

图2为本发明提供的垃圾分类装置一种实施例的剖面图。

图3为本发明提供的垃圾分类装置一种实施例另一角度的剖面图。

图4为图2中a部分的放大图。

图5为图3中c部分的放大图。

图6为图2中b部分的放大图。

图7为本发明提供的垃圾分类装置的控制方法一种实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

参考图1，本实施例提供一种垃圾分类装置，包括框架1、旋转分类盘2、图像采集装置3、至少两个垃圾收集器4、分类盘旋转驱动装置、分类盘倾斜驱动装置、至少两个收集器旋转驱动装置、至少两个收集器倾斜驱动装置、至少两个垃圾存储装置5以及控制装置(图中未示出)；

旋转分类盘2安装于框架1上，至少两个垃圾收集器4安装于框架1上并位于旋转分类盘2周围，至少两个垃圾存储装置5分别对应设置于至少两个垃圾收集器4下方，图像采集装置3通过支撑杆6安装于框架1上，且图像采集装置3的图像采集区域为旋转分类盘2，分类盘旋转驱动装置和分类盘倾斜驱动装置与旋转分类盘2连接，至少两个收集器旋转驱动装置和至少两个收集器倾斜驱动装置分别与至少两个垃圾收集器4配合连接，图像采集装置3、分类盘旋转驱动装置、分类盘倾斜驱动装置、至少两个收集器旋转驱动装置、至少两个收集器倾斜驱动装置与控制装置连接；

控制装置用于控制图像采集装置3采集垃圾分类盘2上的垃圾图像，对垃圾图像进行分析，确定垃圾类型，根据垃圾类型，通过分类盘旋转驱动装置驱动垃圾分类盘2旋转至相应的垃圾收集器4，通过分类盘倾斜驱动装置驱动垃圾分类盘2倾斜，将垃圾倒入相应的垃圾收集器4中，通过收集器旋转驱动装置驱动垃圾收集器4旋转至相应的垃圾存储装置5的投放口，通过收集器倾斜驱动装置驱动垃圾收集器4倾斜使得垃圾落入相应的垃圾存储装置5内。

具体地，框架1为立体结构，旋转分类盘2、图像采集装置3、至少两个垃圾收集器4、分类盘旋转驱动装置、分类盘倾斜驱动装置、至少两个收集器旋转驱动装置、至少两个收集器倾斜驱动装置、至少两个垃圾存储装置5以及控制装置均安装在框架1内。

图像采集装置3为摄像头。

进一步地，参考图2和图4，分类盘旋转驱动装置包括集电环7、双出轴步进电机8、第一联轴器9以及第一编码器10，集电环7设置在旋转分类盘2下表面的几何中心处，双出轴步进电机8的转轴通过集电环7与旋转分类盘2连接，双出轴步进电机8还通过第一联轴器9与第一编码器10连接，双出轴步进电机8和第一编码器10与控制装置连接；

控制装置用于控制双出轴步进电机8驱动旋转分类盘2旋转，并通过第一编码器10采集旋转角度信息，以便对双出轴步进电机8进行精确地控制。

本实施例中，以四个垃圾收集器进行说明，相应的收集器旋转驱动装置的数量也为四个。

具体地，参考图1，旋转分类盘2上表面设置有四个收集盘21，每个收集盘21对应一个垃圾收集器4。

进一步地，每个垃圾收集器4包括两个倾倒口位置相反的次级垃圾收集器41，垃圾存储装置5的数量为八个，每个次级垃圾收集器41对应一个垃圾存储装置5。

进一步地，参考图4和图5，分类盘倾斜驱动装置包括圆环形盘11、四个气缸12以及四个复位弹簧13；

圆环形盘11设置在旋转分类盘2下方，四个复位弹簧13连接于圆环形盘11和旋转分类盘2之间且与四个收集盘21对应；

四个气缸12设置在圆环形盘11下方，且分别与四个收集盘21对应；

气缸12用于提供竖直方向的力矩使得旋转分类盘2倾斜，复位弹簧13用于对旋转分类盘2进行复位。

具体地，其中一个气缸12做功时，可以将旋转分类盘2的一侧抬起，进而使得旋转分类盘2倾斜，停止做功之后，旋转分类盘2在复位弹簧的作用下复位。

作为一种优选的实施方式，分类盘倾斜驱动装置还包括八根限位柱14，八根限位柱14设置在圆环形盘11上，每两根限位柱14对应一个收集盘21，限位柱14用于当旋转分类盘2复位时对其进行限位。

当旋转分类盘2在复位弹簧的作用下复位时，通过限位柱14进行限位，使得旋转分类盘不会继续往下，恢复到原来的位置，使得旋转分类盘2的复位更加精准。

进一步地，收集器倾斜驱动装置的数量为八个，每个收集器倾斜驱动装置对应一个次级垃圾收集器41；

参考图6，收集器倾斜驱动装置包括舵机15以及舵机云台16，舵机15设置在舵机云台16上，舵机15用于控制次级垃圾收集器41倾斜，舵机15与控制装置连接。

进一步地，收集器旋转驱动装置包括步进电机17、第二联轴器18和第二编码器19，步进电机17与舵机云台16连接，步进电机17通过第二联轴器18与第二编码器19连接；

控制装置用于控制步进电机17驱动垃圾收集器4旋转，并通过所述第二编码器19采集旋转角度信息。

具体工作过程如下：

图像采集装置3采集旋转分类盘2的图像信息，控制装置对其进行识别，确定垃圾的类型，根据垃圾类型，控制装置通过分类盘旋转驱动装置中的双出轴步进电机8驱动旋转分类盘2旋转，使得旋转分类盘2上放置有垃圾的收集盘21的倾倒口转到对应垃圾类型的垃圾收集器4处，控制装置通过控制步进电机7驱动垃圾收集器4旋转，使得相应的次级垃圾收集器41对准所述收集盘21，分类盘倾斜驱动装置中相应的气缸12做功，使得旋转分类盘2倾斜，垃圾落入相应的次级垃圾收集器41中，之后旋转分类盘2在复位弹簧的作用下复位。控制装置再次通过控制步进电机7驱动垃圾收集器4旋转，使得次级垃圾收集器41的倾倒口对准垃圾存储装置5的投放口，通过收集器倾斜驱动装置中的舵机15控制该次级垃圾收集器41倾斜，将垃圾倒入对应的垃圾存储装置5中。

本实施例提供的垃圾分类装置，可以实现八种垃圾的分类，包括有害垃圾、厨余、书籍报纸、其他废纸、易拉罐、塑料瓶、玻璃、其他垃圾。

本实施例提供的垃圾分类装置，至少包括如下有益效果；

(1)能够实现垃圾的自动分类，提高垃圾的回收利用率；

(2)可以对多种垃圾进行分类，分类更加细化，进一步提高垃圾的回收利用率。

实施例二

参考图7，本实施例提供一种垃圾分类装置的控制方法，应用于如实施例一所述的垃圾分类装置，所述方法包括：

步骤s201，控制装置生成图像采集信号，并发送至所述图像采集装置，图像采集装置根据所述图像采集信息采集旋转分类盘上的图像信息；

步骤s202，控制装置对所述图像信息进行分析，确定垃圾类型；

步骤s203，控制装置根据所述垃圾类型，生成第一旋转控制信号并发送至所述分类盘旋转驱动装置，分类盘旋转驱动装置根据所述第一旋转控制信号驱动所述垃圾分类盘旋转至相应的垃圾收集器；

步骤s204，控制装置生成第二旋转控制信号并发送至所述收集器旋转驱动装置，所述收集器旋转驱动装置根据所述第二旋转控制信号驱动所述垃圾收集器旋转至对应所述垃圾分类盘；

步骤s205，控制装置生成第一倾斜控制信号，并发送至所述分类盘倾斜驱动装置，所述分类盘倾斜驱动装置根据所述第一倾斜控制信号驱动垃圾分类盘倾斜，将垃圾倒入相应的垃圾收集器中；

步骤s206，控制装置生成第三旋转控制信号并发送至所述收集器旋转驱动装置，所述收集器旋转驱动装置根据所述第三旋转控制信号驱动所述垃圾收集器旋转至相应的垃圾存储装置的投放口；

步骤s207，控制装置生成第二倾斜控制信号，并发送至所述收集器倾斜驱动装置，所述收集器倾斜驱动装置根据所述第二倾斜控制信号驱动垃圾收集器倾斜使得垃圾落入相应的垃圾存储装置内。

具体地，步骤s201和步骤202中，可以采用现有的图像识别软件进行垃圾的。

步骤s203中，控制装置生成第一旋转控制信号并发送至分类盘旋转驱动装置的双出轴步进电机，双出轴步进电机根据所述第一旋转控制信号驱动所述垃圾分类盘旋转，使得旋转分类盘上放置有垃圾的收集盘的倾倒口转到对应垃圾类型的垃圾收集器处。

步骤s204中，控制装置生成第二旋转控制信号并发送至收集器旋转驱动装置中的步进电机，步进电机根据第二旋转控制信号驱动垃圾收集器旋转，使得相应的次级垃圾收集器对准收集盘。

步骤s205中，控制装置生成第一倾斜控制信号，并发送至分类盘倾斜驱动装置中相应的气缸，相应的气缸根据第一倾斜控制信号做功，使得旋转分类盘倾斜，垃圾落入相应的次级垃圾收集器中。

步骤s206中，控制装置生成第三旋转控制信号并发送至收集器旋转驱动装置中的步进电机，步进电机根据所述第三旋转控制信号驱动所述垃圾收集器旋转至相应的垃圾存储装置的投放口。

步骤s207中，控制装置生成第二倾斜控制信号，并发送至收集器倾斜驱动装置中的舵机，舵机根据所述第二倾斜控制信号驱动垃圾收集器倾斜使得垃圾落入相应的垃圾存储装置内。

本实施例提供的垃圾分类装置的控制方法，至少包括如下有益效果；

(1)能够实现垃圾的自动分类，提高垃圾的回收利用率；

(2)可以对多种垃圾进行分类，分类更加细化，进一步提高垃圾的回收利用率；

(3)控制精确，可靠性高。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。