智能分类垃圾箱的制作方法

本发明涉及一种智能设备，具体涉及一种智能分类垃圾箱。

背景技术：

现在垃圾分类通过人主观判断进行分类。垃圾的材质和形态千变万化，人的受教育的程度、经验、智力水平，各不相同，教育人准确高效的识别和分类近乎无限种类的垃圾难度极大，并且见效很慢。分类从没有真正落地执行。

201810319315.0《自动分类垃圾箱》专利提供了一种自动分类垃圾箱，包括：外壳框架、若干个垃圾桶、电子控制系统、摄像头和支架，在外壳框架内装有若干个垃圾桶，每个垃圾桶上端装有顶盖，顶盖通过其上的开关使其打开或关闭，在垃圾桶的侧壁上装有门扇，在外壳框架的正上方装有支架，在支架上装有至少一个摄像头，每个摄像头和每个开关均与电子控制系统相连，每个摄像头将待放入垃圾桶内的垃圾图像传输给电子控制系统，电子控制系统经过图像识别，通过开关打开或关闭相应的垃圾桶的顶盖；该专利采用电子控制系统中的图像识别技术，来识别出需要丢弃的垃圾的类型，相应自动打开该类垃圾的顶盖，用户只能将该垃圾放入被打开的垃圾桶内，垃圾被扔入相应垃圾桶后，顶盖自动关闭。

该方式虽然能实现自动分类，但是需要用户手持垃圾等待系统进行识别和分类，在完成识别和分类后，才能进行垃圾抛弃，用户体验较差，不符合用户普遍的直接抛弃垃圾的使用习惯。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能分类垃圾箱，使得垃圾从投入、识别到自动引导进入分类子垃圾箱，全程自动化，无需人工干预和等待。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种智能分类垃圾箱，包括：投料口，与投料口相连通的投料引导道，多个垃圾收集区，跨越各垃圾收集区的导向机构，图像采集装置和控制器，所述投料引导道设置于所述导向机构上，由所述导向机构进行位置引导，连通到不同垃圾收集区的入口；

所述投料口包括可开合的垃圾放置区，靠近所述垃圾放置区处设置有所述图像采集装置，所述图像采集装置与控制器通信连接，将所采集到的垃圾图像传输到所述控制器；

所述控制器与垃圾识别分类模块通信连接，将所收到的垃圾图像传输到所述垃圾识别分类模块进行识别和分类，并从所述垃圾识别分类模块接收分类结果；

所述控制器与所述导向机构连接，根据所收到的分类结果，控制所述导向机构的移动，将所述投料引导道移动至对应类别的垃圾收集区的入口。

本发明实施方式相对于现有技术而言，包括统一的投料口，投入投料口的垃圾在垃圾放置区接收识别和分类，再由投料引导道和导向机构连通对应类别的垃圾收集区(分类子垃圾箱)，垃圾放置区打开，垃圾自动落入对应类别的子垃圾箱。垃圾从投入、识别到自动引导进入分类子垃圾箱，全程自动化，无需人工干预。并且不需要在投放垃圾前完成识别，从而用户无需手持垃圾等待分类识别结果，在用户体验上十分便捷，与普通的垃圾箱没有差异。

作为进一步改进，所述跨越各垃圾收集区的导向机构包括：“工”字型导轨，设置于导轨上的引导部件(比如皮带)，与所述引导部件相连接的电机；所述电机用于驱动所述引导部件沿所述轨道进行移动。“工”字型导轨的设置使得导向机构的可移动范围更广泛灵活，可以适应多排多列排布的垃圾箱，比如两排两列田字形排布的垃圾箱，或者两排三列排布的垃圾箱等等。

作为进一步改进，所述投料口与所述投料引导道之间通过软管连接。

作为进一步改进，所述控制器还用于控制所述垃圾放置区的打开和关闭，所述垃圾放置区打开状态下，所述投料口与所述投料引导道连通，所述垃圾放置区关闭状态下，所述投料口与所述投料引导道隔离。从而确保垃圾箱在非使用状态下处于密闭状态，防止异味扩散。

作为进一步改进，靠近所述垃圾放置区处还设置有红外线检测装置，所述红外线检测装置与所述控制器相连，所述红外线检测装置检测到有物体时，向所述控制器发送一信号；所述控制器根据所述红外线检测装置的信号，启动所述图像采集装置。从而可以确保用户将垃圾投放至投放口时自动启动识别流程。

作为进一步改进，所述垃圾识别分类模块为云端的垃圾识别分类平台，所述平台包括深度学习技术训练的识别模型；所述控制器通过无线网络与所述垃圾识别分类平台通信连接；或者，所述垃圾识别分类模块为设置于所述智能分类垃圾箱本地的模块。

作为进一步改进，还包括设置于所述垃圾箱顶盖的太阳能电池。

作为进一步改进，所述垃圾箱还包括以下之一或其任意组合：辅助照明灯、无线通讯模块、应急备用电池；

所述控制器、图像采集装置、红外线检测装置、辅助照明灯、无线通讯模块、和/或应急备用电池隐藏式设置于所述垃圾箱的顶盖内，集成度高、占地面积小。

作为进一步改进，所述控制器还用于在所收到的分类结果为非垃圾物品时，指示报警装置发出安全警报。比如，在分类结果为人的四肢时，垃圾放置区不开启，发出安全警报。

作为进一步改进，所述垃圾识别分类模块包括：设置于云端的垃圾识别分类平台和设置于垃圾箱的本地垃圾识别分类模块；

所述垃圾识别分类平台包括深度学习技术训练的识别模型，还包括后期人工甄别库，人工甄别库内的垃圾图片由人工进行甄别，再更新垃圾识别分类平台的识别模型；

所述控制器通过无线网络与所述垃圾识别分类平台通信连接；所述控制器优先将所述垃圾图像传输到所述本地垃圾识别分类模块，在所述本地垃圾识别分类模块无法识别时，将所述垃圾图片传输到云端的所述垃圾识别分类平台进行二次识别；

所述垃圾识别分类平台自动识别所收到的垃圾图片，如果无法自动识别，则将所述垃圾图片发送至人工甄别库，所述人工甄别库通过人工甄别所述垃圾图片后更新云端的垃圾识别分类平台中的识别模型；

所述垃圾识别分类平台还用于每隔一段时间推送更新轻量化识别模型至所述本地垃圾识别分类模块。

从而垃圾箱本地只需布局轻量化的识别模块，进行简单快速的识别和分类，如果遇到复杂的情况，则由高端的垃圾识别分类平台完成，在提高垃圾识别的速度的同时，保障识别的成功率，并且降低了垃圾箱的成本。

作为进一步改进，划分不同区域，在一个区域内设置一个主节点垃圾箱和多个子节点垃圾箱，所述主节点垃圾箱部署有重型垃圾识别模型的高性能垃圾识别分类模块；子节点垃圾箱的控制器通过无线网络与主节点垃圾箱的高性能垃圾识别分类模块通信连接。从而一个区域内的垃圾箱可以共用一个高性能垃圾识别分类模块，在保障识别效果的同时，降低了垃圾箱的成本。

作为进一步改进，在垃圾箱的箱体四周的任意一面或多面和/或上方设置有广告屏幕。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的智能分类垃圾箱结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的智能分类垃圾箱中各子垃圾箱与导向机构的位置示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的智能分类垃圾箱中投料引导道对应不同子垃圾箱的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的一较佳实施方式涉及一种智能分类垃圾箱，如图1和图2所示，包括：垃圾箱箱体1，箱体1的顶部包括顶盖2，顶盖2的下方为投料口3，箱体1的内部设置有多个子垃圾箱4，用于进行垃圾的分类收集。投料口3与子垃圾箱4之间设置有投料引导道5，子垃圾箱4上设置有跨越各子垃圾箱4的导向机构6。投料引导道5的进口通过软管(如橡胶管)与投料口3相连通，投料引导道5设置于导向机构6上，由导向机构6进行位置引导，将导向机构6的出口连通到不同子垃圾箱4的入口。

顶盖2内可以设置隐藏式控制盒8，控制盒内集成有控制器(如单板机+plc)、图像采集装置(摄像头)、辅助照明灯、无线通讯模块、红外检测模块、应急备用电池等设备。摄像头、红外检测模块、辅助照明灯、无线通讯模块分别与控制器通信连接。该控制器还与导向机构6的控制电机相连，从而对电机进行驱动和控制，控制导向机构6的位置移动。

投料口3包括可开合的垃圾放置区，举例而言可以为一抽拉式盖板7，在没有向垃圾桶投掷垃圾时，盖板7处于关闭状态，整个垃圾箱呈密闭状态，可以防止垃圾箱内异味扩散。控制器与抽拉式盖板的控制端相连通，控制抽拉式盖板的打开与关闭。

使用状态下，用户将垃圾投放至投料口3，垃圾落至闭合状态下的抽拉式盖板7上，红外检测模块检测到有物体时，向控制器发送一信号；控制器根据红外线检测模块的信号，启动摄像头。摄像头对垃圾进行拍摄，并将拍摄得到的垃圾图像传输到控制器。控制器与垃圾识别分类模块通信连接，将垃圾图像传输到垃圾识别分类模块进行识别和分类，并从垃圾识别分类模块接收分类结果，根据所收到的分类结果，控制导向机构6的移动，将投料引导道5移动至对应类别的子垃圾箱4的入口，并控制抽拉式盖板7抽开，同时完成盖板清洁工作，垃圾落入相应类别的子垃圾箱，之后控制器控制抽拉式盖板7推回复位，箱体封闭。完成一个工作循环。

本实施方式中，垃圾从投入、识别到自动引导进入分类子垃圾箱，全程自动化，无需人工干预。并且不需要在投放垃圾前完成识别，从而用户无需手持垃圾等待分类识别结果，在用户体验上十分便捷，与普通的垃圾箱没有差异。

作为进一步改进，本实施方式的垃圾箱为单一箱体全封闭结构，投料口下方的子垃圾箱4成“田”字型分布，如图3所示，分别为子垃圾箱4-a、4-b、4-c、4-d。其中，子垃圾箱4-a放置金属易拉罐、塑料瓶和玻璃瓶；子垃圾箱4-b放置各类纸张和纸盒；子垃圾箱4-c放置有毒有害的电池；子垃圾箱4-d放置不可回收或无回收价值垃圾。该分布结构紧凑，占地面积小。根据实际需要，也可以调整为2、6、或8个子垃圾箱，呈多排多列排布。

跨越各垃圾收集区的导向机6构包括：“工”字型导轨61，设置于导轨上的引导部件(比如皮带)，与引导部件相连接的电机62；电机用于驱动引导部件沿轨道进行移动，如图3所示。“工”字型导轨的设置使得导向机构的可移动范围更广泛灵活，可以适应多排多列排布的垃圾箱，比如两排两列田字形排布的垃圾箱，或者两排三列排布的垃圾箱等等。

本实施方式中，垃圾识别分类模块为云端的垃圾识别分类平台，该垃圾识别分类平台包括深度学习技术训练的识别模型，控制器对垃圾图像进行压缩之后，通过无线通讯模块，将实时影像传送至云端垃圾识别分类平台进行识别。云端垃圾识别分类平台部署利用深度学习技术训练的识别模型，完成物品类别识别并返回识别结果。该方式分类精准，准确度高。

作为进一步改进，控制器还用于在所收到的分类结果为非垃圾物品时，指示报警装置发出安全警报。比如，在分类结果为人的四肢时，垃圾放置区不开启，发出安全警报。

作为进一步改进，本实施方式的垃圾箱顶盖2上还设置有太阳能电池9。在垃圾箱的箱体的正面和/或侧面设置有维护门10，垃圾箱的箱体四周的任意一侧或者上方或者维护门10上还可以设置广告屏幕11。

本发明第二实施方式同样涉及一种智能分类垃圾箱，与第一实施方式大致相同，其区别在于，第一实施方式中，垃圾识别分类模块为云端垃圾分类识别平台，控制器通过无线通讯模块与云端垃圾分类识别平台进行通讯；而本实施方式中，垃圾识别分类模块为设置于智能分类垃圾箱本地的模块，具体可以设置在隐藏式控制盒中，或者集成在控制器内。相对于第一实施方式，本实施方式的智能分类垃圾箱的部署更轻量化，反应速度更快。

本发明第三实施方式同样涉及一种智能分类垃圾箱，与第一、第二实施方式区别在于，本实施方式中，垃圾识别分类模块包括：设置于云端的垃圾识别分类平台和设置于垃圾箱的本地垃圾识别分类模块。垃圾识别分类平台包括深度学习技术训练的识别模型，还包括后期人工甄别库，人工甄别库内的垃圾图片由人工进行甄别，再更新垃圾识别分类平台的识别模型。控制器通过无线通讯模块与垃圾识别分类平台通信连接。

控制器优先将垃圾图像传输到本地垃圾识别分类模块，在所述本地垃圾识别分类模块无法识别时，将所述垃圾图片传输到云端的所述垃圾识别分类平台进行二次识别；垃圾识别分类平台自动识别所收到的垃圾图片，并将分类结果反馈给控制器；如果无法自动识别，则将垃圾图片发送至人工甄别库，进行人工甄别。人工甄别库通过人工甄别垃圾图片后更新云端的垃圾识别分类平台中的识别模型；垃圾识别分类平台根据更新后的识别模型，自动识别所收到的垃圾图片，并将分类结果反馈给控制器。

云端的垃圾识别分类平台还用于每隔一段时间推送更新轻量化识别模型至本地垃圾识别分类模块。

从而垃圾箱本地只需布局轻量化的识别模块，进行简单快速的识别和分类，如果遇到复杂的情况，则由高端的垃圾识别分类平台完成，在提高垃圾识别的速度的同时，保障识别的成功率，并且降低了垃圾箱的成本。

本发明第四实施方式同样涉及一种智能分类垃圾箱，与第一、第二实施方式区别在于，本实施方式中，根据垃圾箱的分布划分不同区域，在一个区域内设置一个主节点垃圾箱和多个子节点垃圾箱，主节点垃圾箱部署有重型垃圾识别模型的高性能垃圾识别分类模块；子节点垃圾箱的控制器通过无线网络(无线通讯模块)与主节点垃圾箱的高性能垃圾识别分类模块通信连接。从而一个区域内的垃圾箱可以共用一个高性能垃圾识别分类模块，在保障识别效果的同时，降低了垃圾箱的成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。