一种可学习型垃圾分类装置及其使用方法

1.本发明涉及垃圾回收设备技术领域，具体为一种可学习型垃圾分类装置及其使用方法。


背景技术：

2.垃圾分类，关乎资源回收和再利用工作，与国家的可持续发展息息相关。垃圾不仅挤占了人类宝贵的土地资源和生存空间，还会严重影响到工农业生产。如不及时对垃圾进行分类处理而随意丢弃，容易造成地表被侵占、土壤和水体等自然环境被严重污染、破坏生态平衡，还容易滋生细菌，导致传染病肆意传播。
3.目前，市面上的垃圾分类装置在处理完成后仍可能会存在垃圾残留的情况，导致垃圾分类和处理不够彻底。世面上常见的球型、圆柱型等垃圾桶稳定性不高，容易造成垃圾错分的现象。此外，在垃圾识别方面多为采用阿里云或百度云的数据库，对互联网存在较强的依赖性，对于一些特殊场合的特殊垃圾不能进行识别，降低了垃圾桶的普适性。
4.因此急需一种可学习型垃圾分类装置，解决上述问题，实现垃圾识别并精准、彻底的分类，减少人力和物力的浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可学习型垃圾分类装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可学习型垃圾分类装置，包括：若干个独立式的垃圾桶，用于收集不同类别的垃圾；还包括：装置本体，其上开设有投放口，若干所述垃圾桶排布于所述装置本体内部；分拣机构，用于将垃圾投入所属类别的垃圾桶桶内，其包括：分拣桶，其初始位对应所述投放口的正下方，且其底部开设有出料口，旨在确保垃圾的运动范围是可控的，避免因投放偏差造成垃圾脱离分类机构，导致分类无效；垃圾识别模块，其用于识别和判断分拣桶桶内待处理垃圾的类别信息；传动组件，其装配于所述装置本体侧壁上，用于带动分拣桶运动至对应垃圾桶的正上方；开合组件，其贴合设于所述分拣桶的底端，用于控制出料口的开合；控制模块，其信号输入端与所述垃圾识别模块连接，信号输出端与所述传动组件和开合组件连接。
7.进一步的，所述传动组件包括：第一中轴，其沿竖直方向设置，并转接于所述装置本体的顶端侧壁上；第二中轴，其同轴设于所述第一中轴下方，并通过转接头与所述第一中轴相接，若
干所述垃圾桶以所述第二中轴为中心对称排布，并通过固定件与所述第二中轴相连；第一舵机，其固定于所述装置本体的侧壁上，且所述第一舵机的转轴上装配有第一主动轮；第一传动轮，其套设于所述第一中心轴上，并与所述第一主动轮传动相接。
8.进一步的，所述分拣桶通过固定架与所述第一中轴固定装配；所述开合组件包括：第二舵机，其安装于所述固定架上，且所述第二舵机的转轴上装配有第二主动轮；第二传动轮，其通过支承台与所述固定架相连，并与所述第二主动轮传动相接；开合圆盘，包括对称并贴合设于所述分拣桶底部的第一半圆盘和第二半圆盘；其中，所述第一半圆盘通过第一支杆与所述第二主动轮相连，所述第二半圆盘通过第二支杆与所述第二传动轮相连。
9.进一步的，所述第一半圆盘和第二半圆盘的横截面积之和大于所述分拣桶，并小于所述垃圾桶，旨在防止垃圾因惯性或其他力的作用而掉落至垃圾桶外，导致出现垃圾污染。进一步的，所述开合组件包括：圆形转盘，其套设于所述第一中轴上，所述分拣桶固定于所述圆形转盘的上端，所述圆形转盘对应所述出料口开设有通孔；第三舵机，其安装于所述圆形转盘的下方，所述第三舵机的转轴向下穿过所述圆形转盘并装配有第三主动轮；第三传动轮，其套设于所述第一中轴上，一侧与所述第三主动轮传动相接，另一侧连接有扇形转盘，所述扇形转盘贴合于所述通孔设置。
10.进一步的，所述扇形转盘的横截面积大于所述通孔，并小于所述垃圾桶，旨在避免垃圾掉落至垃圾桶桶外，造成环境污染。
11.进一步的，所述扇形转盘的端部设有转盘扣，并通过所述转盘扣与圆形转盘活动相接，目的在于：一是保证扇形转盘与圆形转盘之间的贴合度，避免垃圾由其间缝隙泄漏出去；二是防止扇形转盘因重物垃圾发生弯曲变形。
12.进一步的，所述分拣机构的出料位还设有毛刷，目的在于对分拣机构进行彻底的清刷，避免具有粘性的或其他同类别的垃圾残留。
13.一种可学习型垃圾分类装置的使用方法，包括以下步骤：步骤一、通过垃圾识别模块对分拣桶内的垃圾进行图像采集，并发送至控制模块，控制模块内预设有机器视觉算法，以此对图像信息进行模型训练，形成数据库；步骤二、由投放口向分拣桶投入垃圾，通过垃圾识别模块识别和判断该垃圾的类别信息，并传达信号至控制模块，控制模块向传动组件和开合组件发出指令；步骤三、传动组件带动分拣桶以及待处理垃圾一起运动，到达待处理垃圾对应类别的垃圾桶正上方；步骤四、开合组件控制出料口打开，将垃圾投放至垃圾桶桶内，即完成一次垃圾分类；步骤五、动作完成后，开合组件自动复位，传动组件带动分拣桶复位。
14.进一步的，还包括人机交互模块，所述人机交互模块与控制模块电连接，用于显示
待处理垃圾的种类信息。对于首次投入的垃圾，垃圾识别模块无法识别，可通过操作人机交互模块来输入该垃圾的各类参数以及预期投放结果，来完成垃圾分类装置的学习流程。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1、本发明一种可学习型垃圾分类装置，设有两种结构的分类机构，均在齿轮传动形式的基础上完成，先将垃圾转运至指定类别的垃圾桶正上方，再投放至垃圾桶桶内，以此实现垃圾分类投放过程，不会造成垃圾错分的现象；而在机电联动过程中，还采用了回零法，完成后各组件立即自动复位，保证初始位置精度，使得分类更为精准，减少人力和物力的浪费；2、本发明一种可学习型垃圾分类装置的使用方法，包括垃圾识别模块和人机交互模块，通过垃圾识别模块对可能会出现的垃圾进行模型训练，并由人机交互模块显示处理，形成独有的数据库，且该数据库可根据使用场景的切换而不断补充，构成一套垃圾分类装置的学习流程，大大提高了垃圾分类装置的普适性以及垃圾的分类准确率。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明一种可学习型垃圾分类装置的第一实施方式的整体结构示意图；图2是本发明一种可学习型垃圾分类装置的第二实施方式的整体结构示意图；图3是本发明一种可学习型垃圾分类装置的传动组件与中心轴的装配结构示意图；图4是本发明一种可学习型垃圾分类装置的第一实施方式中分拣机构的结构图；图5是图4的仰视示意图；图6是本发明一种可学习型垃圾分类装置的第二实施方式中分拣机构的结构图；图中：1、装置本体；2、垃圾桶；31、第一中轴，32、第二中轴；41、第一舵机，42、第一主动轮，43、第一传动轮；51、分拣桶，52、第二舵机，53、第二主动轮，54、第二传动轮，55、第一半圆盘，56、第二半圆盘；61、圆形转盘，63、第三舵机，64、第三主动轮，65、第三传动轮，66、扇形转盘；7、投放口；8、固定件；9、垃圾识别模块。
具体实施方式
17.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
18.请参阅图1-6，本发明提供技术方案：一种可学习型垃圾分类装置，包括：若干个独立式的垃圾桶2，用于收集不同类别的垃圾。
19.在其中一个实施例中，所述垃圾桶22有四个，分别用于收集可回收垃圾、其他垃圾、厨余垃圾以及有害垃圾四个类别。在其他实施例中，可根据具体的使用场景设置不同类别、不同数量的垃圾桶2。
20.还包括：
分拣机构，用于将垃圾投入所属类别的垃圾桶2桶内，其包括：分拣桶51，其初始位对应所述投放口7的正下方，且其底部开设有出料口；垃圾识别模块9，其用于识别和判断分拣桶51桶内待处理垃圾的类别信息；传动组件，其装配于所述装置本体1侧壁上，用于带动分拣桶51运动至对应垃圾桶2的正上方；开合组件，其贴合设于所述分拣桶51的底端，用于控制出料口的开合；控制模块，其信号输入端与所述垃圾识别模块9连接，信号输出端与所述传动组件和开合组件连接。
21.在其中一个实施例中，所述装置本体11除支撑框架外均采用透明、耐用的轻量化材料，既可以保证本装置的强度和密闭性，还可以在运行时了解垃圾分类的全过程，帮助操作人员的学习。
22.在具体实施例中，所述分拣桶51可以是圆柱桶，也可以是漏斗状，具体根据使用环境和需求而定。
23.所述传动组件4包括：第一中轴31，其沿竖直方向设置，并转接于所述装置本体1的顶端侧壁上；第二中轴32，其同轴设于所述第一中轴31的下方，并通过转接头与所述第一中轴31相接，若干个所述垃圾桶2以所述第二中轴32为中心对称排布，并通过固定件8与所述第二中轴32相连；第一舵机41，其固定于所述装置本体1的侧壁上，且所述第一舵机41的转轴上装配有第一主动轮42；第一传动轮43，其套设于所述第一中心轴上，并与所述第一主动轮42传动相接。
24.在其中一个实施例中，所述垃圾桶2的上、下两端各用一个固定件8连接，且为八角磁吸式，方便处理、清倒各个垃圾桶2桶内的垃圾。在其他实施例中，所述固定件8的具体形式还可以是其他同类连接件，具体根据使用需求和环境而定。
25.在其中一个实施例中，第一舵机41接收控制模块的指令开始工作，第一舵机41的转轴带动第一主动轮42转动，第一传动轮43与第一主动轮42啮合而相对运动，通过第一中轴31带动分拣桶51到达待处理垃圾对应类别的垃圾桶2正上方。
26.所述分拣桶51通过固定架与所述第一中轴31固定装配；所述开合组件包括：第二舵机52，其安装于所述固定架上，且所述第二舵机52的转轴上装配有第二主动轮53；第二传动轮54，其通过支承台与所述固定架相连，并与所述第二主动轮53传动相接；开合圆盘，包括对称并贴合设于所述分拣桶51底部的第一半圆盘55和第二半圆盘56；其中，所述第一半圆盘55通过第一支杆与所述第二主动轮53相连，所述第二半圆盘56通过第二支杆与所述第二传动轮54相连。
27.在其中一个实施例中，所述分拣机构的工作原理如下：1、由投放口7向分拣桶51投入垃圾，垃圾识别模块9识别和判断该垃圾的类别信
息，并传达信号至控制模块，控制模块发出工作指令；2、第二舵机52开始工作，第二舵机52的转轴带动第二主动轮53转动，第二传动轮54与第一主动轮42啮合而相对运动；3、第二主动轮53通过第一支杆带动第一半圆盘55作圆周运动，第二传动轮54通过第二支杆带动第二半圆盘56作圆周运动；4、第一半圆盘55和第二半圆盘56之间发生相对位移，垃圾由出料口掉落至垃圾桶2内，动作结束后所有部件自动复位，即完成一次垃圾分类投放过程。
28.所述第一半圆盘55和第二半圆盘56的横截面积之和大于所述分拣桶51，并小于所述垃圾桶2。
29.所述开合组件包括：圆形转盘61，其套设于所述第一中轴31上，所述分拣桶51固定于所述圆形转盘61的上端，所述圆形转盘61对应所述出料口开设有通孔；第三舵机63，其安装于所述圆形转盘61的下方，所述第三舵机63的转轴向下穿过所述圆形转盘61并装配有第三主动轮64；第三传动轮65，其套设于所述第一中轴31上，一侧与所述第三主动轮64传动相接，另一侧连接有扇形转盘66，所述扇形转盘66贴合于所述通孔设置。
30.在其中一个实施例中，所述分拣机构的工作原理如下：1、由投放口7向分拣桶51投入垃圾，垃圾识别模块9识别和判断该垃圾的类别信息，并传达信号至控制模块，控制模块发出工作指令；2、第三舵机63开始工作，第三舵机63的转轴带动第三主动轮64转动，第三传动轮65与第三主动轮64啮合而相对运动；3、第三传动轮65同时带动扇形转盘66发送位移，通孔被打开，垃圾由出料口掉落至垃圾桶2内，动作结束后所有部件自动复位，即完成一次垃圾分类投放过程。
31.所述扇形转盘66的横截面积大于所述通孔，并小于所述垃圾桶2。
32.所述扇形转盘66的端部设有转盘扣，并通过所述转盘扣与圆形转盘61相接。
33.在其中一个实施例中，所述转盘扣有两个，对称排布于扇形转盘66的两侧，转盘扣的一端与扇形转盘66固定相接，另一端与圆形转盘61滑动相接。
34.所述分拣桶51的底部还设有毛刷。
35.在其中一个实施例中，所述毛刷呈环型，沿分拣桶51的底面侧壁贴设，在第一半圆盘55和第二半圆盘56转动时，毛刷同时进行清刷，避免具有粘性的或其他同类别的垃圾残留。
36.在其中一个实施例中，所述毛刷呈一字型，贴设于圆形转盘61的底部，在扇形转盘66转动时，毛刷同时进行清刷，避免扇形转盘66上垃圾残留。
37.一种可学习型垃圾分类装置的使用方法，包括以下步骤：步骤一、通过垃圾识别模块9对分拣桶51内的垃圾进行图像采集，并发送至控制模块，控制模块内预设有机器视觉算法，以此对图像信息进行模型训练，形成数据库；步骤二、由投放口向分拣桶51投入垃圾，通过垃圾识别模块9识别和判断该垃圾的信息，并传达信号至控制模块，控制模块给出指令；步骤三、传动组件4带动分拣桶51以及待处理垃圾一起运动，到达待处理垃圾对应
类别的垃圾桶2正上方；步骤四、开合组件控制出料口打开，将垃圾投放至垃圾桶2桶内，即完成一次垃圾分类；步骤五、动作完成后，开合组件自动复位，传动组件带动分拣桶51复位。
38.在其中一个实施例中，所述装置本体1的内部还设有若干个传感器，目的在于：一是实时监控垃圾分类和投放过程，避免错投、误投以及投空的现象；二是监测垃圾桶2内部的垃圾收集情况，避免垃圾过满而溢出。
39.在其中一个实施例中，所述垃圾识别模块9的具体表现形式是openmv摄像头，openmv摄像头安装在投放口7正上方，利用机器视觉算法对进入分拣桶51桶内待处理的垃圾进行自主识别，并发送信号至控制模块。
40.还包括人机交互模块，所述人机交互模块与控制模块电连接，用于显示和计算待处理垃圾的种类信息。
41.在其中一个实施例中，对于首次投入的垃圾，垃圾识别模块9无法识别，可通过操作人机交互模块来输入该垃圾的各类参数以及预期投放结果，来完成垃圾分类装置的学习流程。
42.在其中一个实施例中，所述人机交互模块的具体表现形式是显示屏，触屏式设置还方便了操作人员控制，在运行过程中能够实时显示相关信息，包括所识别垃圾参数、类别、收集状况等，并且可以在未投放垃圾时播放环保或商业宣传片，起到宣传和帮助学习的作用。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。