一种智能垃圾分类收集箱及其控制系统的制作方法

本发明涉及垃圾分类设施技术领域，特别是指一种智能垃圾分类收集箱及其控制系统。

背景技术：

据统计目前一个省平均每天产生约7.5万吨的生活垃圾，全国一年的城市生活垃圾产量已超过4亿吨。具体到山东来看，从2015年到2018年，4年时间山东共产生生活垃圾约1亿吨。其中2015年是2258万吨，2016年是2421万吨，2017年是2583万吨，2018年是2700万吨，平均每年上涨7％。人们在平时生活中对自己每年每月每天产生的垃圾量以及产生的垃圾需要的处理方式及费用没有一个清晰的认识，这也就导致大多数人没有减少垃圾产生量的意识，产生越来越多的垃圾。垃圾是放错地方的资源，大多数垃圾是可以回收再利用的，废品收购站也会有偿回收可再利用的垃圾，但现实生活中，由于每天产生的可回收的垃圾量较少，垃圾回收站又较远，人们会将可回收垃圾就近扔到附近的垃圾桶，但即使在垃圾桶桶身有分类标识，人们往往直接贪图省力将多种垃圾随便的扔进一种桶内，使回收资源、垃圾处理变得复杂，增加不必要的人力、物力、财力。

技术实现要素：

本发明提出一种智能垃圾分类收集箱及其控制系统，解决了现有技术中无法对垃圾投放不能计量且分类垃圾回收不完善的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种智能垃圾分类收集箱，包括收集箱主箱体，主箱体内部通过隔板分隔为若干个分类箱体，分类箱体中设置有收集桶，收集桶的上方设有垃圾投放口，分类箱体上设有便于将收集桶取出的箱门；投放口前方设有投放门，投放门通过推拉电机及其直线传动机构驱动而上下升降以实现投放口的开关；每个投放口与其对应的收集桶之间设有翻板，翻板上安装有称重传感器，翻板与翻转电机及其翻转机构传动连接以驱动翻板翻转使垃圾落入收集桶内。

作为优选的技术方案，分类箱体后方还设有消防箱体，消防箱体内设有防火箱，防火箱内充满灭火材料，分类箱体内设有用于向收集桶方向喷射灭火原料的喷射头，喷射头与通过灭火管道与防火箱连接，灭火管道上安装有电磁阀，分类箱体中安装有烟雾报警器，在烟雾报警器报警时，电磁阀开关，喷射头喷射灭火原料。

作为优选的技术方案，投放口与收集桶之间设置有两个翻板，两个翻板并列设置且翻转方向相反，两个翻板各安装有一个称重传感器；垃圾投放时，两个翻板分别向侧下方翻转，垃圾从两个翻板之间落入收集桶。

作为优选的技术方案，主箱体的顶板上安装有太阳能光伏组件，光伏组件与充电电池电连接。

作为优选的技术方案，主箱体上方设有用于检测光照强度的光照传感器，主箱体的顶部向前方延伸形成前檐，前檐下方安装有照明灯，在光照强度低时，开启照明灯。

作为优选的技术方案，直线传动机构包括由推拉电机的输出轴连接的丝杠，丝杠上安装有沿丝杠移动的滑座，滑座通过连接件与投放门固定连接；直线传动机构和推拉电机均安装在分类箱体的侧板上。

作为优选的技术方案，翻转机构包括位于翻板一端的驱动轴，驱动轴上固定连接有第一传动轮，第一传动轮通过传动皮带与第二传动轮连接，第二传动轮的中心孔与翻转电机的中心轴固定连接；翻转机构和翻转电机均安装在投放口内侧的侧板上。

一种智能垃圾分类收集箱的控制系统，包括控制模块，控制模块是单片机最小系统，推拉电机和翻转电机通过电机驱动模块电连接至控制模块的i/0输出端，称重传感器、光照传感器和烟雾报警器与控制模块的adc输入端电连接，消防电磁阀也电连接至控制模块对应的i/0输出端。

作为优选的技术方案，还包括分类按键、显示屏、若干个状态指示灯、ic卡读取模块、人脸识别摄像头、微型打印机和无线通信模块，分类按键、显示屏、状态指示灯和消防电磁阀分别电连接至控制模块对应的i/0输出端；ic卡读取模块、人脸识别摄像头、微型打印机和无线通信模块均通过串口与控制模块电连接，无线通信模块与上位机或服务器通信连接。

作为优选的技术方案，控制系统还包括用于安装电器元件的控制系统壳体，控制系统壳体安装在两个投放口之间，控制系统壳体的前端设有控制面板，显示屏、ic卡读取模块、人脸识别摄像头和分类按键均安装在控制面板上，状态显示灯分别安装在各投放口的一侧。

本发明的有益效果在于：本发明能够实现多种垃圾的分类收集，通过投放门的开启，便于垃圾的投放，避免可回收垃圾外露或被盗用，通过翻板对垃圾称重，使垃圾的投放量具体化，促进用户形成垃圾分类和减少垃圾制造量的意识，翻板将收集桶的开口封闭，避免可回收垃圾被盗用。

通过控制系统实现了垃圾分类投放和称重的控制，本发明能够智能化收集用户的垃圾投放数据，可自动控制投放口打开和翻板翻转，自动化程度高，本发明便于实现网络和远程控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的内部结构示意图；

图3为图2中a-a处的剖视图；

图4为本发明实施例的电路原理框图

图中，1-主箱体；101-分类箱体；102-消防箱；103-前檐；11-箱门；12-投放口；13-投放门；2-收集桶；3-防火箱；31-喷射头；32-灭火管道；33-烟雾报警器；41-推拉电机；42-丝杠；43-滑座；51-翻板；52-驱动轴；53-第一传动轮；54-第二传动轮；55-翻转电机；6-光伏组件；71-光照传感器；72-照明灯；73-摄像头；74-人体感应传感器；75-ic卡读取模块；76-显示屏；77-指示灯；78-打印机；8-壳体；9-充电电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图4所示，一种智能垃圾分类收集箱，包括收集箱主箱体1，主箱体1内部通过隔板分隔为若干个分类箱体101，分类箱体101中设置有收集桶2，收集桶2的上方设有垃圾投放口12，分类箱体101上设有便于将收集桶2取出的箱门11；投放口12前方设有投放门13，如图1中所示出的，第一个投放门13半开，露出投放口12。

投放门13通过推拉电机41及其直线传动机构驱动而上下升降以实现投放口12的开关，优选的，推拉电机41是伺服电机或步进电机，直线传动机构包括由推拉电机41的输出轴连接的丝杠42，丝杠42上安装有沿丝杠42移动的滑座43，滑座43通过连接件与投放门13固定连接；直线传动机构和推拉电机41均安装在分类箱体101的侧板上。

每个投放口12与其对应的收集桶2之间设有翻板51，翻板51上安装有称重传感器，翻板51与翻转电机55及其翻转机构传动连接以驱动翻板51翻转使垃圾落入收集桶2内。

优选的，翻转机构包括位于翻板51一端的驱动轴52，驱动轴52上固定连接有第一传动轮53，第一传动轮53通过传动皮带与第二传动轮54连接，第二传动轮54的中心孔与翻转电机55的中心轴固定连接；翻转机构和翻转电机55均安装在投放口12内侧的侧板上。

本实施例中，投放口12与收集桶2之间设置有两个翻板51，两个翻板51并列设置且翻转方向相反，两个翻板51各安装有一个称重传感器；垃圾投放时，两个翻板51分别向侧下方翻转，垃圾从两个翻板51之间落入收集桶2。

分类箱体101后方还设有消防箱体102，消防箱体102内设有防火箱3，防火箱3内充满灭火材料，分类箱体101内设有用于向收集桶2方向喷射灭火原料的喷射头31，喷射头31与通过灭火管道32与防火箱3连接，灭火管道32上安装有电磁阀，分类箱体101中安装有烟雾报警器33，在烟雾报警器33报警时，电磁阀开关，喷射头31喷射灭火原料。

优选的，各分类箱体101之间可相互连通，则烟雾报警器33数量可以是一个，或各分类箱体101之间是隔离的不连通的，则每个分类箱体101中各安装一个烟雾报警器33。

主箱体1的顶板上安装有太阳能光伏组件6，光伏组件6与充电电池9电连接，用于为设备提供电源或用作备用电源。

主箱体1上方设有用于检测光照强度的光照传感器71，主箱体1的顶部向前方延伸形成前檐103，前檐103下方安装有照明灯72，在光照强度低时，开启照明灯72。

智能垃圾分类收集箱的控制系统，包括控制模块，控制模块是单片机最小系统，推拉电机41和翻转电机55通过电机驱动模块电连接至控制模块的i/0输出端，称重传感器、光照传感器71和烟雾报警器33与控制模块的adc输入端电连接，消防电磁阀电连接至控制模块对应的i/0输出端。

控制系统还包括分类按键、显示屏76、若干个状态指示灯77、ic卡读取模块75、人脸识别摄像头73、人体感应传感器74、微型打印机78和无线通信模块，分类按键、显示屏76、状态指示灯77和消防电磁阀分别电连接至控制模块对应的i/0输出端；ic卡读取模块75、人脸识别摄像头73、微型打印机78和无线通信模块均通过串口与控制模块电连接，无线通信模块与上位机或服务器通信连接。

控制系统还包括用于安装电器元件的控制系统壳体8，控制系统壳体8安装在两个投放口12之间，控制系统壳体8的前端设有控制面板，显示屏76、ic卡读取模块75、人脸识别摄像头73和分类按键均安装在控制面板上，状态显示灯分别安装在各投放口12的一侧。

本实施例中，显示屏是触摸屏，分类按键与显示屏结合为一体。

本发明中，可通过人体感应传感器对检测区域内进行人体检测自动启动，通过人脸识别摄像头或ic卡读取模块验证用户信息，自动开关投放门；

通过光照传感器检测光照强度，自动开关照明灯；

在收集桶中安装料位传感器，检测垃圾满溢度并报警；

通过烟雾传感器检测内部是否有着火点，并开启消防电磁阀，喷射灭火原料扑灭火苗，并报警；

通过微型打印机，对投入单据的二维码或条码自动打印、通过称重传感器对垃圾重量检测，在投放口内安装垃圾抓拍摄像头，实现垃圾抓拍；

通过控制模块和无线通信模块，将数据上传，实现云平台数据汇总分析、app实时监控提醒等功能模块。

具体的，人体感应传感器优选为多普勒近距离人体检测模块，置于主箱体正前方垃圾投口右侧3厘米处，用于检测用户是否接近垃圾箱50厘米内，当有人进入检测区域内，唤醒人脸识别摄像头对靠近的人进行人脸识别验证身份。控制器位于垃圾投口右侧多普勒近距离人体检测模块上方10厘米处，通过显示屏展示人脸识别图像以及驱动整个垃圾箱。

人脸识别摄像头位于显示屏与多普勒近距离人体检测模块中间位置，用于对靠近的人脸进行识别，人脸识别通过显示屏会展示垃圾箱开启按钮并驱动打印机打印当前人二维码，点击相应垃圾种类的按钮，控制模块驱动推拉电机的机械转动实现自动开合垃圾投放门。

打印机位于多普勒近距离人体检测模块下方2厘米处，用来打印当前投放垃圾的用户信息二维码以便把二维码贴在垃圾袋上用户人工判断垃圾投放分类是否正确做给与相应的激励分数。

收集桶位于垃圾箱体内部，用户盛放投放的垃圾以及垃圾的搬运。安装有称重传感器的翻板位于内筒桶口上方20厘米处，由2块铝合金板组成，当投放门开启时，将垃圾放在翻板上，称重传感器对垃圾进行称重，当投放门关闭时翻转电机驱动翻板下翻，将垃圾落入收集桶内，然后复位，翻板主要用来称重每次投放的垃圾重量以及防止可回收垃圾被盗取。

料位传感器检测收集桶是否满桶，如果满桶则通过驱动满桶状态指示灯黄色闪烁。状态指示灯绿色用于指示投放门开启，黄色闪烁用于指示满桶情况，红色指示报警或火警状态。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。