垃圾袋检测装置及智能垃圾桶的制作方法

本实用新型属于智能垃圾桶技术领域，具体地说，是关于垃圾袋检测装置及智能垃圾桶。

背景技术：

为检测垃圾袋是否安装正确，智能垃圾桶通常设置垃圾袋检测装置，而垃圾袋检测装置通常采用红外感应装置。红外感应装置由红外发射头和红外接收传感器组成，当红外发射头与红外接收传感器之间的红外光束按给定百分比遮断(包括完全遮断) 时能产生感应信号的装置。红外发射头的光源通常采用红外发光二极管，红外发光二极管的主要优点是体积小、重量轻、寿命长，交直流均可使用，并可用晶体管和集成电路直接驱动，既降低了电源的功耗，又增强了红外感应器的抗干扰能力。红外发射头所发红外光束定发散角，当在室外使用时，受温度和太阳光的影响，红外光束的灵敏度会有所降低，容易引起误报警。为了减少误报警情况的发生，红外对射感应装置的安装使用中应保证红外发射头与红外接收传感器的轴线重合。

由于智能垃圾桶的内部空间较小，红外发射头一般安装在智能垃圾桶的桶体的外侧壁，红外发射头透过桶壁上的通孔射入桶内，与红外接收传感器形成对射，对应于红外接收传感器的安装位置，桶壁的内侧的红外接收传感器的上方设有密封防尘罩，以防止桶内水渍、污物阻塞红外接收通道。对应于红外发射头的安装，桶壁外侧一般设有走线凹槽以容纳线束，凹槽外侧贴有密封贴纸，用以保护线束绝缘密封的作用。但如此设置会存在如下技术缺陷：

(1)、密封防尘罩从桶身内部安装，红外发射管及走线贴纸从桶身外部安装，造成安装不便；

(2)、导致智能垃圾桶的桶身模具结构的复杂化，对模具的精度要求也提高，提高了生产成本；

(3)、走线贴纸为保证防水密封性，一般采用胶粘方式，该连接方式为不可拆连接，不便于维修更换，且走线贴纸采用外部安装的方式破坏了智能垃圾桶的外观整体性和美观性。

因此，有必要对现有的智能垃圾桶的垃圾袋检测装置的定位结构进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供一种垃圾袋检测装置，能够至少克服现有技术中的上述技术缺陷之一。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

垃圾袋检测装置，包括用于发射信号的红外发射头，用于接收所述信号的红外接收传感器，红外发射头定位结构，及控制机构；所述红外发射头和所述红外接收传感器相对设置，并分别可通信地与所述控制机构连接；当所述红外发射头发出的红外光被垃圾袋遮断时，所述红外接收传感器形成第一感应信号，传送至所述控制机构；

所述红外发射头定位结构包括走线端和与所述走线端相连的固定端，所述走线端包括底板，在所述底板上走线；所述固定端上开设红外发射头安装孔，所述红外发射头安装在所述红外发射头安装孔内，所述红外发射头安装孔的上方设置红外发射头防尘密封罩。

根据本实用新型，所述红外发射头防尘密封罩与所述固定端一体成型，所述走线端、固定端及所述红外发射头防尘密封罩均采用透红外材料制备。

所述红外发射头防尘密封罩与所述固定端还可以为分体式结构，此时，只需所述红外发射头防尘密封罩采用透红外材料制备。

优选地，所述走线端水平设置。进一步优选地，所述固定端向上倾斜设置。

根据本实用新型，所述走线端的底板的两端分别具有并排设置的两个固定安装柱，两个所述固定安装柱之间留有布线通道，与所述红外发射头相连的线束安装并被限位在所述布线通道内；或者，

所述走线端的底板的两侧分别具有一个固定安装柱，所述底板上在所述固定安装柱的外周设置卡线筋条。

根据本实用新型，所述红外发射头的发射中心线与垃圾桶的内底面形成的夹角α为30-50度，所述红外接收传感器的接收中心线与垃圾桶的内侧壁的竖直方向形成的夹角β为38-58度。

根据本实用新型，所述垃圾袋检测装置还包括红外接收传感器定位结构，所述红外接收传感器定位结构为一体成型结构，一端具有红外接收传感器卡槽，所述红外接收传感器卡槽限制所述红外接收传感器的接收中心线的安装角度。

优选地，所述红外接收传感器卡槽151限制所述外接收传感器12的接收中心线与所述红外发射头11的发射中心线重合。

优选地，所述红外接收传感器定位结构还具有V型槽，所述V型槽的一个侧壁与所述红外接收传感器的接收中心线及所述红外发射头的发射中心线垂直。

进一步优选地，所述V型槽的一个侧壁与所述红外接收传感器卡槽的一个侧壁重叠。

根据本实用新型，所述红外接收传感器定位结构采用透明材料制备，例如玻璃，亚克力材料；

或者，所述红外接收传感器定位结构采用透红外的遮光材料制备。

上述设计能够增强所述红外接收传感器的抗干扰能力。

本实用新型的第二个目的在于提供一种智能垃圾桶，包括上述的垃圾袋检测装置。

优选地，所述智能垃圾桶的桶体的内底面上固定设置隔水筋。所述隔水筋将所述智能垃圾桶的桶体的内底面的污水阻挡在所述隔水筋的两侧。当桶内积水深度不超过所述隔水筋的最大高度时，能够保证所述红外发射头及线束不会进水造成故障。

根据本实用新型，还包括对垃圾桶进行抽风以使垃圾袋向桶底铺设的抽真空装置，所述垃圾袋检测装置、抽真空装置与所述控制机构可通信地连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

1)、本实用新型的垃圾袋检测装置，红外发射头和红外接收传感器均安装在垃圾桶的内部，最大限度地保持了垃圾桶外观的完整性和一致性。红外发射头与红外发射头定位结构为组件形式，以组件形式安装到桶内避免了单独安装红外发射头造成的安装步骤繁琐，安装不便的问题。红外发射头定位结构具有走线功能，并采用可拆卸方式固定安装，便于维修更换。

2)、红外接收传感器通过红外接收传感器定位结构安装在桶壁上，红外接收传感器卡槽限制所述外接收传感器的接收中心线与所述红外发射头的发射中心线重合，V型槽保证红外光线能够垂直射入，以免发生折射，影响探测灵敏度，降低了垃圾袋检测装置的安装使用成本，简化电路连接结构，提高系统稳定性和可靠性。

3)、本实用新型的智能垃圾桶，安装了上述的垃圾袋检测装置定位结构，安装维修更换更加方便。红外发射头与红外发射头定位结构以组件形式安装，红外接收传感器被红外接收传感器定位结构定位，能够保证外接收传感器的接收中心线与所述红外发射头的发射中心线重合，且保证红外光线能够垂直射入，因此提升了垃圾袋检测装置的灵敏度和抗干扰能力，降低了智能垃圾桶的安装使用成本，简化电路连接结构，提高系统稳定性和可靠性；且在由于桶内走线，无需桶壁外部开设走线槽，降低了对桶体模具结构和精度的要求，因而节约成本。

附图说明

图1为本实用新型的第一个实施例的垃圾袋检测装置的结构示意图。

图2为图1中红外发射头定位结构的结构示意图。

图3为图2的仰视图。

图4为图2具有卡线筋条的情况时的仰视图。

图5为红外发射头防尘密封罩与固定端为分体式结构的结构示意图。

图6为图5的纵截面示意图。

图7为红外接收传感器定位结构的结构示意图。

图8为图1中A部分的局部放大图。

图9为PCB电路板组件的电路流程图。

图10为红外发射-接收电路的电路图。

图11为智能垃圾桶的结构示意图。

图12为智能垃圾桶的主视方向剖视图。

图13为智能垃圾桶底部隔水筋处的结构示意图。

图14为图12中B部分的结构示意图。

图15为抽真空装置的离心叶轮式抽真空装置的整体安装图。

图16为离心叶轮式抽真空装置的结构示意图爆炸图。

图中：1-垃圾袋检测装置、2-桶体、3-抽真空装置、11-红外发射头、12-红外接收传感器、13-红外发射头定位结构、14-控制机构、131-走线端、132-固定端、133- 红外发射头安装孔、134-红外发射头防尘密封罩、135-环状安装柱、136-固定安装柱、137-卡线筋条、15-红外接收传感器定位结构、151-红外接收传感器卡槽、152-V型槽、 153-台阶、21-隔水筋、22-过线-排水孔、23-排水口、31-外壳、32-离心叶轮、33-进风口、34-出风口、35-叶片、36-凸起部、37-轮盘、38-电机、39-通孔、311-上固定盖、 312-下固定盖、313-固定柱、314-凹槽

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的第一个实施例的垃圾袋检测装置，安装在垃圾桶上，包括用于发射信号的红外发射头11，用于接收所述信号的红外接收传感器12，红外发射头定位结构13，及控制机构14；所述红外发射头11和所述红外接收传感器12 分别可通信地与所述控制机构14连接；所述红外发射头11和所述红外接收传感器 12相对设置，具体可相对设置为：所述红外接收传感器12设置在垃圾桶的桶壁，所述红外发射头11设置在垃圾桶的内底面；当所述红外接收传感器12发出的红外光被垃圾袋遮断达到预设的百分比范围时，所述红外接收传感器12形成第一感应信号，传送至所述控制机构14。

如图2和图3所示，所述红外发射头定位结构13包括走线端131和固定端132，所述走线端131可拆卸地固定安装在垃圾桶的内底面，所述走线端131包括底板，可在所述底板的底面上走线；所述固定端132上开设红外发射头安装孔133，所述红外发射头安装孔133的上方设置红外发射头防尘密封罩134。

可通过现有技术中的常规技术将所述走线端131可拆卸地固定在安装在垃圾桶的内底面。例如，在所述底板上开孔，所述垃圾桶的内底面上设置固定柱，所述底板通过螺钉固定在所述固定柱上。所述固定柱的高度可适当提高，以防止所述走线端131 被桶体底部的污水污染，导致电路故障。

根据本实用新型，所述红外发射头安装孔133具有向所述固定端132的下方延伸的环状安装柱135，所述红外发射头11插入所述环状安装柱135内，并被所述环状安装柱135限位。

优选地，所述走线端131水平设置。进一步优选地，所述固定端132向上倾斜设置，大大降低了所述红外发射头11被垃圾桶内污水污染的几率。

根据本实用新型，所述红外发射头防尘密封罩134与所述固定端132一体成型，所述走线端131、固定端132及所述红外发射头防尘密封罩134均采用透红外材料制备而成。

当然，如图5和图6所示，所述红外发射头防尘密封罩134与所述固定端132也可以采用分体式设置，此时，仅需所述红外发射头防尘密封罩134采用透红外材料制备而成。

所述红外发射头防尘密封罩134可以为平面结构，例如防尘贴膜。所述红外发射头安装孔133的顶部下凹，并与所述固定端132之间形成台阶面，所述台阶面上贴设防尘贴膜。

如图3所示，根据本实用新型，所述走线端131的底板上设置固定安装柱136，所述固定安装柱136内具有安装通孔。螺钉穿过所述安装通孔，并将所述走线端131 固定在垃圾桶的内底面。

进一步地，所述走线端131的底板的两侧分别具有并排设置的两个固定安装柱 136，两个所述固定安装柱136之间留有布线通道，与所述红外发射头11相连的线束安装并被限位在所述布线通道内；或者，

如图4所示，所述走线端131的底板的两侧分别具有一个固定安装柱136，所述固定安装柱136内具有安装通孔，所述走线端131通过螺钉穿过所述安装通孔，可拆卸地固定在垃圾桶的内底面。所述底板上在所述固定安装柱136的外周设置卡线筋条 137。所述卡线筋条137用以固定与所述红外发射头11相连的线束，降低安装过程中线束被挤压破损的风险。

所述卡线筋条137的设置可采用现有技术中常规设置，例如：在所述固定安装柱 136的外周的前、后分别设置平行的卡线筋条137，平行的卡线筋条137之间形成布线通道。

进一步地，所述固定安装柱136的一侧或两侧设置一个卡线筋条137，所述卡线筋条137与所述固定安装柱136的外壁之间形成布线通道。

还可以采用现有技术中其他的布线结构。

根据本实用新型，所述走线端131的底板的两侧具有侧板，两块所述侧板与所述底板形成槽状结构。使用时，所述侧板可与垃圾桶底部的限位结构配合安装。例如：在垃圾桶的内地面固定设置两块平行的隔水筋，两块所述侧板分别位于所述隔水筋的外侧，并被所述隔水筋限位。

本实施例中，所述红外接收传感器12采用现有技术中的常规方式固定安装在垃圾桶的桶壁上。例如，在垃圾桶的桶壁上开设安装孔，所述外接收传感器的尾部具有环形台阶，将所述红外接收传感器12的头部卡在所述安装孔内，所述环形台阶与所述垃圾桶的桶壁固定。

如图7和图8所示，根据本实用新型的第二个实施例，所述垃圾袋检测装置的基本结构与第一个实施例相同，区别在于所述红外接收传感器12在所述垃圾桶的桶壁上的安装方式不同。具体而言：

所述垃圾袋检测装置还包括红外接收传感器定位结构15，所述红外接收传感器定位结构15为一体成型结构，一端具有红外接收传感器卡槽151，所述红外接收传感器卡槽151限制所述红外接收传感器12的接收中心线的安装角度。

优选地，所述红外接收传感器卡槽151限制所述外接收传感器12的接收中心线与所述红外发射头11的发射中心线重合。

优选地，所述红外接收传感器定位结构15还具有V型槽152，且所述V型槽152 的一个侧壁与所述红外接收传感器12的接收中心线及所述红外发射头11的发射中心线垂直。红外光从所述红外发射头11发出，经过所述V型槽152的一个侧壁进入所述红外接收传感器卡槽151，被所述红外接收传感器12接收，并能保证红外光线能够垂直射入，以免发生折射，影响探测灵敏度和抗干扰能力。

优选地，所述V型槽152的一个侧壁与所述红外接收传感器卡槽151的一个侧壁重叠。可减少所述红外光的传播阻力，提高灵敏度和抗干扰能力。

根据本实用新型，所述红外接收传感器定位结构15采用透明材料制备，例如玻璃，亚克力材料；

或者，所述红外接收传感器定位结构15采用透红外的遮光材料制备。

上述设计能够增强所述红外接收传感器12的抗干扰能力。

根据本实用新型，与所述红外接收传感器12的接收一端相对应，所述红外接收传感器定位结构15的另一端的外侧具有台阶153，所述台阶153的台阶面与安装所述红外接收传感器12的垃圾桶的桶壁配合安装。

如图1所示，根据本实用新型，所述红外发射头11的发射中心线与垃圾桶的内底面形成的夹角α为30-50度，所述红外接收传感器12的接收中心线与垃圾桶的内侧壁的竖直方向形成的夹角β为38-58度，如图1所示，内侧壁的竖直方向即是与垃圾桶的底面垂直的方向。其中，夹角α越小，越容易发生误触，进而影响垃圾袋的位置检测，而夹角α越大，所述红外接收传感器12离桶底的安装距离就越远，既不利于检测也不利于安装，如此设置，既能够节约成本又便于组装，而且还使得检测结构更加准确。

本实施例的优选方案中，夹角α设置为40度，夹角β设置为48度，这样，安装距离适中，检测效果较好，既能够节约成本又便于组装。

其中，所述红外发射头11发出的红外线的最大角度γ设置为65度，所述红外接收传感器12接收的最大角度δ设置为44度。如图1所示，这样，发射和接收的范围较广，有利于提升垃圾袋位置检测的准确性。

如图9和图10所示，本实施例中，所述控制机构14可以为现有技术中常规的 PCB电路板组件，所述PCB电路板组件包括控制芯片(MCU，Microcontroller Unit，微控制单元)，电机驱动电路，IO信号输入输出模块(即图9中的IO/信号)。

具体地，所述电机驱动电路包括风机驱动电路。所述IO信号输入输出模块包括红外发射-接收电路，所述红外发射-接收电路由放大电路、调制-解调电路、红外信号发射端口和红外信号接收端口。

所述MCU在程序控制下输出较为微弱的带调制的编码信号，该编码信号经功率放大电路放大，经红外信号发射端口由所述红外发射头11发射出去；所述红外接收传感器12接收到该调制编码信号，在其内部进行信号增益、解调，形成所述第一感应信号，再经由红外信号接收端口传至MCU，所述MCU判断是否存在垃圾袋。

如图1，图11至图14所示，根据本实用新型的第三个实施例，提供一种智能垃圾桶，包括桶体2及上述的垃圾袋检测装置1。

根据本实用新型，所述智能垃圾桶还包括对垃圾桶进行抽风以使垃圾袋向桶底铺设的抽真空装置3，所述垃圾袋检测装置1、抽真空装置3与所述控制机构14可通信地连接。

如图13所示，根据本实用新型，所述智能垃圾桶的桶体2的内底面上固定设置两块平行的隔水筋21。所述隔水筋21将所述智能垃圾桶的桶体的内底面的污水阻挡在所述隔水筋21的两侧。当桶内积水深度不超过所述隔水筋21的最大高度时，能够保证所述红外发射头11及线束不会进水造成故障。

所述隔水筋21可设置为一块，两块或者多块，不限定所述隔水筋21的数量，只要能够保证有效将污水阻挡在所述隔水筋21的两侧，保证所述红外发射头11及线束不会进水造成故障，即可。

如图14所示，根据本实用新型，所述走线端131末端的所述桶体2上开设过线- 排水孔22。所述过线-排水孔供所述红外发射头11的线束穿过和排水。

根据本实用新型，所述桶体2的底板上开设排水口23。从所述过线-排水孔22 排出的污水从所述排水口23排出至所述桶体2的外部。

在一个具体实施例中，所述控制机构14为PCB电路板组件。所述红外接收传感器12的焊脚与所述PCB电路板焊接连接，所述红外接收传感器定位结构15将所述红外接收传感器12安装在智能垃圾桶的桶壁上，所述PCB电路板从所述红外接收传感器定位结构15的外侧固定在所述智能垃圾桶的桶壁上。

根据本实用新型，所述抽真空装置3为离心叶轮式抽真空装置或轴流叶片式抽真空装置等，或是其他能够抽真空的抽气泵组件，具体视实际情况选择。

如图12至图16所示，根据本实用新型，所述抽真空装置3为离心叶轮式抽真空装置，所述离心叶轮式抽真空装置包括外壳31、设在所述外壳31内部的离心叶轮32 和驱动所述离心叶轮32旋转的电机38，所述外壳31沿所述离心叶轮32的轴向设有所述进风口33，所述外壳31沿所述离心叶轮32的径向或切向设有所述出风口34。

如图15所示，所述外壳31的进风一端固定安装在所述桶体2上，所述进风口 33与所述桶体2上的抽气口相连通，所述出风口34与所述桶体2的外部相连通；所述外壳31上设有通孔，所述电机38固定在所述外壳31上，所述电机38的主轴穿过所述通孔并与所述离心叶轮32固定连接。

优选地，所述离心叶轮32的各个叶片35与所述进风口33对应的位置设置有向所述进风口33方向凸起的凸起部36。

所述凸起部36的设置，使得切风面增大，提高了进风量，吸力加大，抽气更迅速，缩短了抽气的时间，同时节省了垃圾袋铺设的时间，提高了工作效率。

优选地，所述凸起部36为片状结构，且所述凸起部36与所述叶片35为一体式结构。既能满足大切风面的要求，又简化了制备工艺，降低生产成本。解决了现有的智能垃圾桶不能自动套袋或套袋结构相对复杂且使用不便的问题。

优选地，所述离心叶轮32还包括轮盘37，所述离心叶轮32的叶片35与所述轮盘37垂直固定连接；所述轮盘37上设有与所述电机38的主轴连接配合的轴孔。

优选地，所述叶片35为弧形结构，且所述叶片35远离所述轮盘37中心位置的一端的厚度小于所述叶片35其余部分的厚度。从而能够有效地引导气流流向，及时排风。

根据本实用新型，所述外壳31包括上固定盖311、与所述上固定盖311可拆卸地配合安装的下固定盖312，所述离心叶轮32安装在所述上固定盖311和下固定盖 312之间；所述进风口33设置在所述上固定盖311上，在所述上固定盖311和下固定盖312之间的间隙沿所述离心叶轮32的径向或切向形成所述出风口34。

所述电机38固定于所述下固定盖312上，所述下固定盖上312开设所述通孔39，所述电机38的主轴穿过所述通孔39并与所述离心叶轮32固定连接。

本实施例中，所述上固定盖311和下固定盖312的可以为圆形、方形或者现有技术中可行的其他形状。优选为设置为长方形结构。

进一步地，所述上固定盖311和下固定盖312之间可以卡接。

优选地，所述上固定盖311的底端设有至少两个固定柱313，所述下固定盖312 上设有至少两个凹槽314，所述固定柱313能够伸入到所述凹槽314内且与所述凹槽 314紧密配合。

具体地，可以设置有四个固定柱313，分别设在上固定盖311的四个角上，如此，能够保证连接的稳固性。

如此设置，使得所述外壳31为四面镂空结构，另外，可以把进风口33的横截面形状设置为圆形，此时所述离心叶轮32利用离心原理，将气流从圆形的进风口33 吸入，所述外壳31四面镂空均可以排气，排气迅速。当然，所述进风口33也可以为其他的形状。

同时，所述离心叶轮32上设有与电机38的主轴连接配合的轴孔，下固定盖312 上设有供电机38的主轴穿过的通孔39，可以先将下固定盖312使用螺丝与电机38 固定，然后将所述离心叶轮32与所述电机38的输出轴安装，最后将上固定盖311 卡入下固定盖312，形成离心叶轮式抽真空装置。

安装时，螺钉穿过所述下固定盖312和所述固定柱313，并打入所述桶体1内，从而实现所述离心叶轮式抽真空装置的固定安装。

当然，所述固定柱313也可先固定安装在所述下固定盖312上，在所述上固定盖 311上设有至少两个凹槽314，安装时，所述固定柱313能够伸入到所述凹槽314内且与所述凹槽314紧密配合，螺钉穿过所述下固定盖312、所述固定柱313，然后从所述凹槽314处穿过所述上固定盖311，并打入所述桶体1内，从而实现所述离心叶轮式抽真空装置的固定安装。

本实施例的垃圾袋检测装置及智能垃圾桶，其能够检测出垃圾袋于垃圾桶内的位置，并根据检测到的垃圾袋信息来进行控制。当垃圾袋未铺设完成时，控制机构维持铺设的运行，当垃圾袋铺设完成后，控制机构控制铺设的停止。有效地解决了现有的智能垃圾桶无法检测到垃圾袋于垃圾桶内的位置，容易造成垃圾袋部分在自动化换袋过程中被损坏，以及如何满足智能垃圾桶在进一步智能化的过程中需要桶内垃圾袋位置信息的问题。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。