一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱及使用方法

本发明涉及湿垃圾回收技术领域，特别是涉及一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾桶。

背景技术：

目前居民将垃圾分为可回收物、厨余垃圾、其他垃圾、有害垃圾四大类，对应四类收集桶进行投放。在生活湿垃圾即厨余垃圾的投放过程中，存在的主要问题是：湿垃圾投放时由于垃圾桶敞口收运所造成的极差视觉观感和令人难以忍受的各种气味，投放后的分类准确率难以掌握，湿垃圾内常混有金属和其他杂质，特别是掺杂承装湿垃圾的塑料袋，为后续的资源化清洁回收增大了难度，如何解决这个苦恼，可以说是大家非常关心的问题。通过查阅国内外专利文献库了解到目前已有湿垃圾辅助投放设备主要就湿垃圾清运收集过程中的破袋环节和收运设备智能化两个方面。已有手动破袋工具破袋效果尚可；已有自动破袋装置虽然实现了自动破袋，但是破袋分离效果不尽人意，并且湿垃圾投放设备结构复杂，易发生故障，并且不能遮挡湿垃圾的臭气，起到的效果不尽如人意，甚至还有划破手的危险，缺乏安全实用的破袋机构，没有密封性好的湿垃圾投放装置来遮挡桶内的湿垃圾并进行除臭控制，投放设备智能化程度低、安全可靠性差。因此，湿垃圾的投放作业亟需一种具有安全有效破袋装置且能有效阻隔臭气的湿垃圾清洁投放垃圾箱，来解决居民在湿垃圾破袋投放收集过程的苦恼，针对现有技术存在的不足，进行优化改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱，其特征在于，主要包括箱体和垃圾桶，所述箱体的底部设置有智能称重模块，垃圾桶位于智能称重模块上，箱体正面设置有投放口、清运门、用户信息识别模块，箱体后面设置有检修口，箱体内设置有湿垃圾投放装置、臭气监测预警模块及雾化喷淋除臭模块和主控制器，湿垃圾投放装置位于垃圾桶上方，臭气监测预警模块位于箱体内后面，雾化喷淋除臭模块固定在湿垃圾投放装置的外侧，为保证湿垃圾投放信息可溯源，用户进行身份识别后，开门电机工作打开投放口，将盛有湿垃圾的垃圾袋放入投放口后面湿垃圾投放装置内破袋刀锯上，手动拉动垃圾袋进行破袋后，湿垃圾落入湿垃圾投放装置的可翻转底板上，取走垃圾袋，放入其他垃圾收集箱内并进行洗手清洁，开门电机驱动投放口关闭复位，湿垃圾快速识别纠错模块对投入湿垃圾进行分析评估后向主控制器传输分类准确度信息，湿垃圾投放装置的步进电机开始工作，驱动滚珠丝杆转动，带动可翻转底板转动将湿垃圾倒入垃圾桶内，之后步进电机反向转动使可翻转底板复位，智能称重传感器进行计重，并将重量信息传输至主控制器，整个过程中臭气监测预警模块始终监测箱体内的臭气值，向主控制器传输臭气信息，达到设定臭气阈值后主控制器驱动雾化喷淋除臭模块进行生物除臭菌剂喷洒，进行除臭处理，垃圾桶内垃圾达到满溢值后，通过主控制器发送满溢报警信息给环卫工人提示清运，装满垃圾的垃圾桶通过箱体正面的垃圾清运门经清运斜坡进行清运收集并替换空桶，完成湿垃圾收运流程。

作为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱进一步的方案，用户信息识别模块自上而下包括：二维码扫码器、ic卡读卡器、人脸识别摄像头、语音播报扬声器和显示屏，用户信息识别模块位于箱体正面，投放口右侧，所述二维码扫码器与人脸识别共用一对双目摄像头，用户进行湿垃圾投放前首先进行身份识别，具体方式有手机二维码、ic卡和人脸识别，用户信息识别成功后，主控制器驱动开门电机转动自动打开投口门，用户可在湿垃圾投放装置内进行湿垃圾投放。

作为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱进一步的方案，湿垃圾投放装置包括：可翻转底板、破袋刀锯、滑块、导轨、滚珠丝杆、螺母、角接触球轴承、行程开关、步进电机、湿垃圾快速识别纠错模块，可翻转底板位于湿垃圾投放装置的底面，导轨位于湿垃圾投放装置两侧，可翻转底板通过滑块与湿垃圾投放装置两侧面滑动连接，滚珠丝杆和螺母位于湿垃圾投放装置内，步进电机与滚珠丝杆通过联轴器连接位于湿垃圾投放装置外侧，螺母与可翻转底板通过销轴连接位于湿垃圾投放装置内，滚珠丝杆螺母两端连接角接触球轴承，两行程开关位于螺母上极限位置和下极限位置，湿垃圾快速识别纠错模块位于湿垃圾投放装置内顶部中央，步进电机与滚珠丝杆通过联轴器连接位于湿垃圾投放装置顶部外侧固定在电机支座上，螺母与可翻转底板通过销轴连接，滚珠丝杆螺母两端连接角接触球轴承，上端角接触轴承固定在湿垃圾投放装置顶面内，下端轴承固定在自箱体底部伸出的轴承座内，滚珠丝杆螺母与滑块滑动安装在导轨内，回转支承安装在可翻转底板上，导轨安装在湿垃圾投放装置左右两侧，两行程开关位于螺母上下极限位置，以控制螺母能够在既定位置停止，行程开关与步进电机电连接，步进电机与主控制器电连接。用户将盛有湿垃圾的垃圾袋放入湿垃圾投放装置内，通过与水平面呈10°倾斜的破袋刀锯进行湿垃圾破袋，破袋刀锯为不锈钢刀片与锯齿结合，方便割破并撕裂垃圾袋，湿垃圾落入可翻转底板上投放口关闭，主控制器驱动湿垃圾投放装置的步进电机旋转带动滚珠丝杆转动，螺母带动可翻转底板翻转，直至螺母触碰上极限位置行程开关，湿垃圾全部被倒入湿垃圾投放箱下的垃圾桶内，之后主控制器驱动湿垃圾投放装置步进电机反向转动带动滚珠丝杆转动，螺母带动可翻转底板复位。

作为本发明进一步的方案，智能称重模块包括：轮辐式重量传感器和承重机架，重量传感器具体型号为jlbu，量程为0-200kg，通过螺栓连接安装在箱体底部的承重机架上，垃圾桶下面，称重传感器向主控制器传输重量信息，进行单次投放计重，当总重超过设定阈值时进行满溢报警，主控制器发送清运信息给环卫工人移动终端，同时箱体正面的满溢报警灯点亮，所述重量传感器与主控制器电连接。用户信息识别后进行湿垃圾破袋投放，轮辐式重量传感器对本次投放的湿垃圾进行计重积分，对应湿垃圾投放信息计入用户环保账户，可对湿垃圾投放进行全程溯源，并且结合湿垃圾快速识别纠错模块的分析结果可规范用户湿垃圾投放行为。

作为本发明进一步的方案，臭气监测预警模块的氨气臭气传感器参数要求：量程为0-100ppm，精度为0.1ppm，规格为23.5mm*29.5mm；硫化氢臭气传感器参数要求：量程为0-100ppm，精度为0.1ppm，规格为23mm*30mm，。由于氨气相对分子质量比空气小，氨气臭气传感器安装在垃圾桶口平面的上方，由于硫化氢相对分子质量比空气大，硫化氢臭气传感器安装于垃圾桶口平面的下方，氨气臭气传感和硫化氢臭气传感器与主控制器电连接，氨气臭气传感器与硫化氢臭气传感器始终监测桶内臭气值并向主控制器定时发送数据，箱体内氨气或硫化氢浓度与主控制器内设定阈值比较，任一项臭气浓度超过设定阈值都会使主控制器发送信号驱动雾化喷淋除臭模块进行生物除臭菌剂的喷洒。

作为本发明进一步的方案，雾化喷淋除臭模块包括：生物除臭菌剂储液罐、喷淋泵、喷淋管路、补液管、喷头，所述喷淋管路和喷头位于湿垃圾投放装置外的后面竖直放置，喷头朝向垃圾桶，喷淋泵与主控制器电连接，经主控制器发送控制信号给继电器，继电器驱动24v无刷直流泵进行生物除臭菌剂喷洒以达到削减臭气的效果。

作为本发明进一步的方案，所述垃圾桶清运门，位于箱体正面，清运斜坡其具体结构形式为与箱体底面呈45°倾角的斜坡，位于垃圾清运门下面，当垃圾桶内的湿垃圾重量或高度任一项达到满溢清运阈值后，主控制器向环卫工人移动端发送位置信息和清运信息，环卫工人来收运时通过手机二维码、ic卡或人脸识别进行工作人员身份认证，才可打开垃圾箱清运门，非环卫工作人员不可以打开垃圾桶清运门，将满桶清运并替换新桶，正面开门结构搭配清运斜坡方便清运，前开门结构还可以减少占地，便于布桶。

作为本发明进一步的方案，湿垃圾投放装置与箱体顶部固定连接，湿垃圾投放装置的顶部通过四角均布的螺栓与箱体顶部固定连接，便于湿垃圾投放，且能够承受一定的重量，结构合理。

作为本发明进一步的方案，所述湿垃圾投放装置上步进电机与电机底座连接，且电机底座固定在湿垃圾投放装置的外侧，步进电机设置在湿垃圾投放装置的外侧，连接稳定，不易脱落，步进电机设防护罩防尘防水，且不占用湿垃圾投放装置的内部空间。

作为本发明进一步的方案，靠近垃圾桶侧角接触球轴承固定在湿垃圾投放装置外侧伸出的轴承座上，滚珠丝杆穿过一对角接触球轴承竖直放置在湿垃圾投放装置内，滚珠丝杆上端通过联轴器与步进电机连接，所选联轴器可为梅花联轴器，滚珠丝杆上端通过梅花联轴器与步进电机输出端连接，连接牢固性好，不易脱落，传动稳定，螺母通过螺纹副与滚珠丝杆连接，未工作状态时螺母位于滚珠丝杆最下端，工作状态时螺母带动湿垃圾投放装置内可翻转底板翻转，滚珠丝杆螺母传动，摩擦力小，运行平稳。

作为本发明进一步的方案：滑块的数量为两块，导轨数量为两个，角接触球轴承的数量为两个，滑块滑动安装在导轨内部，配置导轨防尘罩防止湿垃圾污染导轨，滑块运行平稳，工作可靠。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1，本发明垃圾投放箱的投放口方便垃圾投入；

2，具有用户信息识别功能，可智能投放，用户投放数据可溯源；3，具有自动开关的投口，设置湿垃圾不见面投放装置，能够实现湿垃圾破袋清洁投放，保证桶内气味的隔绝和桶内垃圾的遮挡，无渗滤液滴漏，过程清洁方便，给用户良好的投放体验；

4，湿垃圾投放后进行湿垃圾分类投放准确度评价，有助于建立科学有效的投放奖惩机制，为云平台数据分析挖掘创造条件；

5，显示屏能够实时显示桶内垃圾重量，并且提供便捷的人机交互界面，便于用户投放过程信息的识别和投放结果的显示；

6，智能语音提示模块，能够在很大程度上起到指导投放作用，能够减轻运营工作人员和志愿者的工作负担，赋予垃圾桶科技感，能够吸引更多的用户参与投放；

7，能够实时监控垃圾桶内垃圾重量和高度，具有满溢报警功能，在达到最大投放重量后在投放箱满溢报警灯做出提示，发送报警信号至辖区负责人和相关平台，方便智能。

8、带有智能臭气监测预警和雾化喷淋除臭功能，能够智能监控桶内湿垃圾臭气，智能喷淋，清洁节能。

以上仅为本发明的较佳实施方案而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

附图说明

图1为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱的右视图；

图2为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱的正视图；

图3为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱的后视图；

图4为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱的右剖面视图；

图5为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱投口盖板打开关闭状态切换示意图；

图6为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱使用时湿垃圾投放装置可翻转底板打开关闭状态示意图；

图7为本发明一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾箱使用时雾化喷淋除臭模块工作示意图。

上述附图中的标记如下：箱体1、垃圾桶2、满溢报警系统3、智能称重模块31、超声波测距传感器32、满溢报警灯33、投放口4、转动伸缩连杆41、投口步进电机42、清运门5、用户信息识别模块6、显示屏61、用户信息识别系统62、二维码扫码器621、ic卡读卡器622、人脸识别系统623语音播报扬声器624、检修口7、湿垃圾投放装置8、可翻转底板81、滚珠丝杆82、螺母83、导轨84、滑块85、角接触球轴承86、行程开关87、行程开关88、步进电机89、微孔810、围挡811、塑料门帘812、破袋刀锯813、湿垃圾快速识别纠错模块814、导轨防尘罩815、臭气监测预警模块9、硫化氢臭气传感器91、氨气臭气传感器92、雾化喷淋除臭模块10、生物除臭菌剂储罐101、补液口102、喷淋管道103、喷淋泵104、喷头105、保温层106、主控制器11、固定螺栓12、投口灯13、清运斜坡14。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

请参阅图1至图7，本发明提供一种湿垃圾破袋清洁投放垃圾桶，包括：箱体1、垃圾桶2，所述箱体1的底部设置有智能称重模块31，垃圾桶位于智能称重模块31上，箱体1上设置有投放口4、清运门5、用户信息识别模块6，箱体1后面设置有检修口7，箱体1内设置有湿垃圾投放装置8、臭气监测预警模块9及雾化喷淋除臭模块10、主控制器11，湿垃圾投放装置8位于垃圾桶2上方，臭气监测预警模块9位于箱体1后壁面，雾化喷淋除臭模块10位于湿垃圾投放装置8顶面外侧，喷淋管道103与喷头105位于湿垃圾投放装置8的后面外侧，可翻转底板81位于湿垃圾投放装置8的底面，导轨84位于可翻转底板81两侧通过滑块85与湿垃圾投放装置8两侧面滑动连接，滚珠丝杆82和螺母83位于湿湿垃圾投放装置8内，步进电机89与滚珠丝杆82通过联轴器连接位于湿垃圾投放装置8外侧，螺母83与可翻转底板81通过销轴连接位于湿垃圾投放装置8的外侧，滚珠丝杆82两端连接角接触球轴承86，上行程开关87位于螺母83上极限位置，下行程开关88位于螺母83下极限位置，所述用户信息识别模块6、湿垃圾投放装置8、臭气监测预警模块9、雾化喷淋除臭模块10、智能称重模块31均与主控制器11电连接。

如图2所示，具体地，本实施例中，所述用户信息识别模块6包括显示屏61和用户信息识别系统62，具有垃圾投放用户识别功能，可以保证用户投放数据可溯源并便于智能管理和积分兑换。所述用户信息识别系统62包括：二维码扫码器621、ic卡读卡器622、人脸识别系统623、语音播报扬声器624，分别与主控制器11和显示屏61连接，所述显示屏61与所述主控制器11连接。所述显示屏61用于显示用户投放信息、满溢报警信息、设备运行信息，此外在待机状态下也可滚动播放垃圾分类宣传广告。

请参阅图2和图5，所示，具体地，本实施例中，所述投放口4设于所述箱体1正面，所述投放口4背面连接转动伸缩连杆41，转动伸缩连杆与投口步进电机42连接，投口步进电机42正反转驱动投口上下开闭。

如图1所示，具体地，本实施例中，所述满溢报警系统3包括：智能称重模块31、超声波测距传感器32和满溢报警灯33。所述智能称重模块31位于垃圾桶2下面中心，所述超声波测距传感器32位于湿垃圾投放装置8右壁面，所述满溢报警灯33位于箱体1正面，所述智能称重模块31、超声波测距传感器32和满溢报警灯33均与主控制器11连接，所述智能称重模块31对每次用户投入的湿垃圾进行称重，并将单次重量信息和总的重量信息传给主控制器11，具体地，单次用户投放湿垃圾重量信息用于后续积分环节，具体地，总的重量信息与预设最大可投放重量进行对比，当超过预设值时，主控制器11发出报警信号，满溢报警灯33点亮做出报警提示，超声波测距传感器32监测垃圾桶2内垃圾高度，当垃圾桶内2垃圾高度超过预设高度时，主控制器11发出报警信号，进行满溢报警，此外通过主控制器11自动将满溢报警信息传输到智能管理云平台，提醒相关环卫工作人员进行清运收集。当然，并不仅仅局限于以上满溢报警方式，也可以采用其他类型满溢报警方式，例如可采用激光测距传感器监测垃圾桶内垃圾高度等，激光测距传感器以激光束测量垃圾桶2内垃圾高度，当垃圾桶2内垃圾高度达到预设值，主控制器11发出报警信号，满溢报警灯33点亮做出报警提示，精度更高抗干扰能力更强。

请参阅图4和图6，所述湿垃圾投放装置8，通过顶部四角均布的固定螺栓12与箱体1连接，用于湿垃圾破袋投放，用户将盛有湿垃圾的垃圾袋放入湿垃圾投放装置8内破袋刀锯813上，用户选择刀片侧划破垃圾袋，再用锯齿侧对垃圾袋进行破拆，将湿垃圾进行破袋投放，破袋刀锯813与水平面呈倾斜角度10°设置，能够在保证破袋功能的基础上减少湿垃圾残留，清洁卫生，安全有效。此外，破袋刀锯通过螺栓与湿垃圾投放装置8连接，便于更换破袋刀锯。湿垃圾落入可翻转底板81上面后投放口4关闭，湿垃圾快速识别纠错模块814进行精准度识别。具体地，所述步进电机89驱动滚珠丝杆82螺母83进行旋转带动可翻转底板81进行翻转直至螺母83接触上行程开关87。所述可翻转底板81上湿垃圾全部倒入位于湿垃圾投放装置8下的垃圾桶2内，所述投口步进电机42驱动滚珠丝杆82螺母83反向旋转带动可翻转底板81恢复水平位置，完成湿垃圾破袋清洁投放流程。具体地，所述可翻转底板81两侧安装滑块85，对应湿垃圾投放装置8两侧安装导轨84，滑块85与导轨84连接处安装导轨防尘罩815，以防止湿垃圾内液体流入导轨84腐蚀破坏机构，可翻转底板81中心开三个直径3mm微孔810，便于湿垃圾水分快速下漏，避腐蚀污染螺母83和导轨84，可翻转底板81与螺母83连接处设置高50mm的围挡811，防止湿垃圾腐蚀阻塞滚珠丝杆82螺母83，影响正常工作。所接滴漏液体可以全部收集到所述垃圾桶2内，不至于漏到所述垃圾桶2和所述箱体1之间的缝隙造成液体缓流至箱体1内，造成箱1腐蚀。一方面所述可翻转底板81起到了隔绝用户直接观测到垃圾桶2内已有湿垃圾的不良视觉观感，给予用户更好地垃圾投放体验，另一方面可以起到阻隔垃圾桶2内湿垃圾产生气味的流态，湿垃圾投放装置8投放口与箱体1投放口4之间采用塑料软连接减少气味的溢散，湿垃圾投放装置8下部采用塑料门帘812与垃圾桶2软连接，进一步密封臭气，投放时几乎无气味溢散，能够最大限度的减少湿垃圾气味对用户的影响。

如图3所示，具体地，本实施例中，所述垃圾桶还包括检修口7，便于后期检查维修。具体地，本实施例中，所述箱体1正面设清运门5，清运门5下设清运斜坡14，清运门5平时关闭，只有工作人员才能打开进行满溢清理。

如图4至图7所示，具体地，本实施例中，所述臭气监测预警模块9包括位于垃圾桶2口上部的硫化氢臭气传感器91和位于垃圾桶2口下部的氨气臭气传感器92，所述硫化氢臭气91传感器和氨气臭气传感器92监测箱体内湿垃圾产生臭气值，所述雾化喷淋除臭模块10包括固定于湿垃圾投放装置外侧的生物除臭菌剂储罐101、补液口102、喷淋管道103、喷淋泵104、喷头105，臭气监测传感器监测桶内臭气，经变送传输模拟信号给主控制器11，将臭气信号与设定阈值比较，当超过预设值时，主控制器11发送信号驱动喷淋泵104经喷淋管道103进行雾化喷淋，削减桶内湿垃圾腐烂产生的臭气。所述补液102用于补充生物除臭菌剂，采用单向进水设置，当生物除臭菌剂储罐101内液位较低或必要时补充生物除臭菌剂。所述生物除臭菌剂储罐101和喷淋管道可根据实际使用需要设保温层106，防止雾化喷淋除臭模块冻裂损坏，以适应各种气温环境使用需求。

如图1所示，具体地，本实施例中，所述垃圾桶2为高分子材质，采用优质高密度聚乙烯(hdpe)塑料和其他强化剂一次性注塑成型，有足够的强度和韧性，能够有效收集湿垃圾杜绝渗漏腐蚀。

请再次参阅图1至图7，本发明还提供一种具有湿垃圾破袋清洁投放箱的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤1，垃圾投放用户通过用户信息识别系统62的二维码识别621、ic卡识别622、人脸识别623，进行扫码、刷卡、刷脸行为，主控制器11对垃圾投放用户进行信息识别。

步骤2，主控制器11识别垃圾投放用户信息后，自动控制投放口4上下移动打开。投口从图5虚线关闭状态缓慢移动，打开至实线开启状态。

步骤3，用户通过投放口4将湿垃圾袋投入湿垃圾投放装置8的破袋刀锯813上，轻微用力，破袋刀锯813划开湿垃圾袋，实现湿垃圾和垃圾袋的分离，湿垃圾平摊在可翻转底板81上，内部液体通过翻转底板81上的微孔810进行下漏，投放口4关闭后湿垃圾快速识别纠错模块814对湿垃圾分类准确度进行识别，将识别结果传输给主控制器11，主控制器11传输信息给智能管理云平台给与用户积分认证或者错投提醒。

步骤4，湿垃圾分类投放准确度识别过程完成后，步进电机89旋转带动可翻转底板81倾斜至螺母83接触上行程开关87位置停止，湿垃圾全部倒入垃圾桶2内。之后，步进电机89反向转动带动可翻转底板81逐渐恢复水平至螺母83接触下行程开关83停止，完成湿垃圾不见面清洁投放过程。

步骤5，单个用户湿垃圾投放后智能称重模块31进行湿垃圾投放计重，计重数据传输给主控制器11，主控制器11传输数据给智能管理云平台，根据重量结合分类投放准确度进行积分发放。

步骤6，待有下一次湿垃圾需要处理时，循环上述步骤1至5，垃圾桶2内达到最大投放量后，满溢报警系统3会进行满溢报警，通知工作人员及时处理，并点亮桶外满溢报警灯33提示用户暂时不能投放。

步骤7，所述臭气监测预警模块9不间断工作，对桶内臭气进行监测预警，当主控制器11监测臭气达到设定阈值时驱动雾化喷淋除臭模块10进行除臭喷淋，臭气削减净化，营造良好的湿垃圾收集清运环境。

步骤8，工作人员接收到满溢信号后，可以通过用户信息识别系统62进行扫码、ic卡识别、人脸识别进行工作人信息认证。

步骤9，主控制器11识别到工作人员信息后，自动打开箱体1正面的垃圾清运门5，工作人员将装满湿垃圾的垃圾桶2用空垃圾桶替换，便于用户继续使用，直接替换空桶清运方便，避免二次污染。

步骤10，工作人员通过检修口7对箱体1内各模块进行定期检修维护，检查雾化喷淋除臭模块10生物除臭菌剂储液罐101液位，当液位较低或不足时需要通过补液口102补充生物除臭菌剂。