一种新型的智能垃圾分类回收设备的制作方法

本发明属于人工智能领域，涉及一种新型的智能垃圾分类回收设备。

背景技术：

智能垃圾分类回收设备是一种具有智能垃圾分类和垃圾回收功能的设备，其主要应运于居民家庭、企业事业单位以及公共场所。目前市面上最前端的智能垃圾分类回收设备是一种应用于公共场所的大型设备，该设备主要包括以下几个部分：控制终端、分类垃圾箱、雨棚等。该设备工作时，首先控制终端通过人脸识别、声闻识别、指纹识别、输入手机号各种识别方式中的一种确认用户身份，然后用户将有积分的物品投入对应的垃圾箱，设备会对垃圾进行一个自动的称重，测算对应的金钱和积分，从而达到垃圾分类与回收的目的。整个工作过程中存在一个用户身份确认过程，该过程用户需要在控制终端上进行一些确认身份的操作，较为繁琐，增加了丢垃圾过程的复杂度。与此同时，用户需根据指示对垃圾进行一个人为的分类，存在用户需再次接触打包好的垃圾和一部分人无法正确完成垃圾分类的问题。此外，该设备体积巨大且价格昂贵，适用范围仅限于大型公共场合，不适合大面积推广。

现有技术中存在的智能垃圾分类回收设备增加了丢垃圾过程的复杂度和工作过程中存在人为分类复杂且存在分类不准确问题以及设备体积巨大仅限于大型公共场合。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的智能垃圾分类回收设备。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型的智能垃圾分类回收设备，包括底板和顶板，所述底板和顶板之间设有垃圾分类平台，所述顶板上设有垃圾识别口、套袋机构，还包括控制器；

所述垃圾分类平台包括由所述控制器控制的舵机、由所述舵机控制转动的轴、与所述轴固定连接的多个垃圾桶；

所述垃圾识别口用于识别垃圾种类，并通过控制器转动对应分类的垃圾桶转动到垃圾识别口下方；

所述垃圾桶内设有用于检测垃圾盛放状态的红外传感器，所述垃圾桶上端设有封口机构，用于收拢垃圾桶内的垃圾袋并封口；

所述套袋机构用于自动为垃圾桶套设垃圾袋。

进一步，所述垃圾识别口包括外壳，所述外壳下端铰接有垃圾暂存板，所述外壳上方设有摄像头，还包括与垃圾暂存板连接的第一步进电机，所述摄像头和第一步进电机与控制器连接。

进一步，所述封口机构包括设置在垃圾桶顶部四边的丝杆，以及设置在丝杆上的推板，还包括第二步进电机和第三步进电机，用于带动所述丝杆转动，推动四个推板靠近，还包括设置在推板上的电熔丝，用于塑封被推杆收拢的垃圾袋。

进一步，所述套袋机构包括直流电机、风扇以及垃圾袋盒，所述直流电机控制风扇转动，使垃圾袋盒内的垃圾袋套设在垃圾桶内。

进一步，所述垃圾桶内还设有温度传感器，用于检测桶内温度；所述垃圾桶外设有光报警器，用于在控制器通过红外传感器检测到垃圾桶满载后发出光警报。

进一步，所述垃圾识别口识别垃圾种类，是通过控制器中利用tensorflow建立的神经网络模型对图片进行识别然后将其分类。

进一步，所述舵机通过齿轮传递扭矩到轴上，带动垃圾桶转动。

进一步，所述封口机构中，所述丝杆分为两层，每两个平行的丝杆在同一层，所述丝杆上设有在丝杆上平动的丝杆螺母，所述推板设置在丝杆螺母上。

进一步，所述的多个步进电机均通过连接联轴器进行动力输出。

本发明的有益效果在于：以设备的控制系统为研究对象时，控制系统的智能识别和智能检测表现了该发明的智能化，且识别准确反应灵敏，能很好的进行垃圾分类。以设备的机械结构为研究对象时，机械结构能很好的配合控制系统完成各项任务，且体积小巧，设计灵活，能够很好的完成控制中心的各项指令。因此，新型的智能分类与回收设备丢垃圾过程智能化，操作简单，智能垃圾分类系统使垃圾分类更准确，小巧的体积使用于各种环境，同时还有自动套袋自动打包功能，让垃圾分类与回收变成更加简单的事，适合在市面上大面积推广。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为为本发明所述智能垃圾分类回收设备的整体结构三维示意图；

图2为垃圾识别口示意图；

图3为垃圾分类平台示意图；

图4为封口机构示意图；

图5为套袋机构示意图；

图6为软件系统流程图。

附图标记：步进电机11、步进电机支架12、联轴器13、垃圾暂存板14、摄像头15、支架16、外壳17、舵机21、圆柱空心支撑22、齿轮23、支撑板24、轴25、垃圾桶26、垃圾桶门27、螺丝28、承载板29、支撑板210、螺丝211、底板212、步进电机31、步进电机支架32、联轴器33、带轮34、皮带35、丝杆36、外壳37、推板38、丝杆螺母39、直流电机41、外壳42、直流电机支架43、风扇44、垃圾袋盒45。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种智能垃圾分类回收设备，设备由一套机械结构及其相应的电子系统组成。机械结构主要由垃圾识别口，垃圾分类平台，套袋机构，封口机构四部分组成；

如图2所示，所述垃圾识别口包括步进电机11、步进电机支架12、联轴器13、垃圾暂存板14、摄像头15、支架16、外壳17。步进电机11通过步进电机支架12安装在垃圾暂存板14一侧，通过联轴器13铰接支架16，摄像头15安装在垃圾暂存板上侧，对垃圾种类进行检测，步进电机11带动支架16转动，从而打开垃圾暂存板15。

如图3所示，所述垃圾分类平台包括舵机21、圆柱空心支撑22、齿轮23、支撑板24、轴25、垃圾桶26、垃圾桶门27、螺丝28、承载板29、支撑板210、螺丝211、底板212。在底板212中心通过螺丝211铰接轴25，在所述轴25靠近底端的位置安装支撑板210，在支撑板上210上通过螺丝28安装多个垃圾桶26，垃圾桶26都铰接有垃圾桶门27，在轴25的顶端安装有支撑板24、齿轮23和圆柱空心支撑22，舵机21的输出轴连接齿轮23，带动轴25转动。

所述封口机构包括步进电机31、步进电机支架32、联轴器33、带轮34、皮带35、丝杆36、外壳37、推板38、丝杆螺母39、滚动轴承、电熔丝。步进电机31通过步进电机支架32安装在外壳37外侧，通过联轴器连接丝杆36，还通过带轮34和皮带35连接与该丝杆36平行安装在同一层的另一个丝杆，在与该步进电机31垂直的外壳另一侧同样有一台步进电机，连接与丝杆36垂直安装在另一层的另外两个丝杆，在各个丝杆上均安装有丝杆螺母39，丝杆螺母39上安装有推板38，丝杆的另一端通过滚动轴承连接在外壳上。

所述套袋机构包括直流电机41、外壳42、直流电机支架43、风扇44、垃圾袋盒45；直流电机41安装在外壳42上的直流电机支架43上，连接风扇44，垃圾袋盒45安装在风扇44下方。

所述垃圾识别口与套袋机构并排位于设备顶部，所述垃圾分类平台作为设备的主体，居于整个设备中，所述封口机构位于垃圾桶上方位置。

机械结构相对应的电子系统组成包括采集所丢垃圾的信息的摄像头，检测各个分类垃圾桶温度的温度传感器，对桶内垃圾进行验满的红外传感器，起到信号作用的led灯，为设备机械结构提供动力的电机包括九个步进电机和一个舵机以及一个直流电机，对设备各个部分进行信息收集和信息处理的树莓派以及驱动树莓派工作的python程序。

所述新型智能垃圾分类回收设备的垃圾分类工作过程：首先用户将垃圾丢在设备的垃圾识别口处，然后识别口处的摄像头会对垃圾进行拍照采集信息，接着设备中的树莓派会对该信息进行处理，其处理原理是通过python语言利用tensorflow建立的神经网络模型对图片进行识别然后将其分类，完成信息处理，最后树莓派会给舵机下达指令，舵机转动，通过齿轮传递扭矩到轴上，带动垃圾桶转动，当对应种类垃圾的垃圾桶到达垃圾收纳口的底部，树莓派会收到位置反馈，再给收纳口处的步进电机下达指令，让其打开识别口处的垃圾暂存板，垃圾顺利落入对应的垃圾桶中，完成垃圾分类。

所述新型智能垃圾分类回收设备的垃圾回收工作过程：首先设备内的红外传感器会时时检测每个分类垃圾桶中垃圾盛放状态，当检测到垃圾桶内垃圾满后，会将信息反馈给控制中心，然后控制中心会给对应桶上的步进电机下达指令，步进电机正传通过联轴器将转矩传递给螺旋丝杆，螺旋丝杆将转动转化为平动，使得丝杆螺母上的推板平动，上下两层的丝杆一起平动，在一点处会和，同时，将垃圾袋收拢到一点处，再经由推板上搭载的电熔丝将其进行塑封，实现对桶内垃圾进行自动打包，打包完成后信息反馈给控制中心，接着控制中心会打开led灯，给人们一个提走打包好垃圾的信号。

所述新型智能垃圾分类回收设备的垃圾袋自动套袋工作过程：当用户取走打包好的垃圾后，给控制系统一个套袋指令，系统接受到指令后会让舵机驱动待套袋的垃圾桶到达设备风扇下，然后直流电机开始工作，带动风扇转动，产生风力，利用风力，将设备内的无断点垃圾袋铺满桶壁，实现垃圾袋的自动套袋。

具体参照附图：

如图1所示，本发明的整体外观为立方体，体积约为600mm×600mm×400mm，根据设备使用环境可以对该设计进行修改，该设计属于小巧型垃圾分类与回收设备，适用于居民家庭、企业事业单位等多种环境，易于推广。

如图2和图3所示，图2中的摄像头15负责采集用户放在图2中的垃圾暂存板14上的垃圾信息，由控制中心对摄像头采集的信息进行处理判断出该垃圾的类别，给图3中的舵机21下达指令，图3中的舵机21利用图3中的齿轮23传递扭矩，扭矩到达图3中的轴25后，将盛放该类垃圾的图3中的垃圾桶26转动到垃圾暂存口下，系统会给控制中心反馈，控制中心会给图2中的步进电机11下达指令，步进电机开始工作，通过图2中的联轴器13向图2中的支架16传递扭矩，打开垃圾图2中的暂存板14，暂存板上的垃圾会顺利落入垃圾桶中，实现垃圾分类。

如图4所示，步进电机31产生扭矩，联轴器33传递扭矩到丝杆36，皮带35传递动力到同一平面的丝杆36，驱动丝杆转动36，丝杆36将转动转化为平动，丝杆36上的推板38随着丝杆转动收拢，两个平面上的推板38最终会汇聚到一点，将垃圾袋收拢后推板上的电热片会将收拢后的垃圾袋熔化实现垃圾袋的自动打包，其中联轴器36是传递步进电机产生的扭矩，丝杆螺母配合丝杆使用将转动转化为平动，带轮34需配合皮带使用起到传递动力的作用，带动同一平面上的两个丝杆一起转动，丝杆将转动转化为平动，使得丝杆螺母上的推板平动，上下两层的丝杆一起平动，在一点处会合，同时，将垃圾袋收拢到一点处，再经由推板上搭载的电熔丝将其进行塑封，实现对桶内垃圾进行自动打包。

如图5所示，直流电机41转动，带动风扇44转动，风扇产生风力，将垃圾袋盒45中的垃圾袋吹出，和下面垃圾箱的桶壁紧紧贴合，实现垃圾袋的自动套袋。

如图6所示，设备中配有摄像头采集用户所丢垃圾信息，对垃圾桶进行验满的红外传感器，收集温度信息的温度传感器，保证设备安全，让用户使用更加放心，这些信息都交由树莓派进行处理，树莓派以python程序驱动，然后给对应的电机下达指令，对信息进行反馈。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。