一种智慧城市垃圾分类系统及其工作方法与流程

本发明涉及智慧城市领域，尤其是涉及一种智慧城市垃圾分类系统及其工作方法。

背景技术：

1、智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息集成技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理论和新模式。

2、截止到目前，我国大部分市民仍未能很好掌握垃圾分类的知识，无法根据分类规则对垃圾进行分类，造成垃圾投放混乱，这严重影响了垃圾分类工作的推广和实施。因此，需要一种能够自动分类的智慧城市垃圾分类系统。

技术实现思路

1、本发明所要解决的是如何自动对垃圾进行分类，如何防止垃圾从垃圾桶中溢出，如何防止垃圾车遗漏垃圾投放点的技术问题，提供了一种智慧城市垃圾分类系统及其工作方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种智慧城市垃圾分类系统，包括若干垃圾投放点、垃圾运输系统、网络中心平台。垃圾运输系统包括可回收垃圾车、厨余垃圾车、有害垃圾车、其他垃圾车，可回收垃圾车、厨余垃圾车、有害垃圾车、其他垃圾车分别安装有gps导航系统，gps导航系统与网络中心平台建立无线通信连接，用于规划垃圾车的行进路线。若干垃圾投放点分散设置于城市中，若干垃圾投放点与网络中心平台建立无线通信连接。垃圾投放点包括可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶、其他垃圾桶、备用垃圾桶、转动装置、分类识别装置、箱体、显示屏、警报器、智能控制系统、定位装置、控制面板。箱体的侧面上设置有收取口，收取口内设置有电动门。定位装置设置于箱体内。转动装置包括中心轴、第一电机、若干伸缩气缸、若干固定装置。中心轴竖向设置于箱体内部，其一端与第一电机的转轴固定连接。若干伸缩气缸沿中心轴的径向设置，其内端与中心轴固定，伸缩气缸包括设置在其外端的伸缩杆。固定装置设置于伸缩杆外端。可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶、其他垃圾桶、备用垃圾桶围绕中心轴均匀且规律设置，且分别通过固定装置与若干伸缩杆连接。分类识别装置包括检测箱、检测摄像头、阻挡板、复位气缸。检测箱设置于箱体上部，其侧面上设置有投放口，其下部贯穿箱体延伸至箱体内部，检测箱的底部设置有排放口，排放口处于可回收垃圾桶的正上方。阻挡板横向设置于箱体内部，其一侧贯穿检测箱延伸至检测箱内部，阻挡板与检测箱活动连接，阻挡板处于投放口下方，且处于排放口上方。复位气缸设置于检测箱侧方，沿阻挡板的移动方向设置，复位气缸的伸缩端与阻挡板的另一侧连接。检测摄像头设置于检测箱内，处于阻挡板的上方，检测摄像头面向下方。显示屏设置于箱体上部。警报器设置于箱体上部。控制面板设置于箱体侧面上。智能控制系统与转动装置、分类识别装置、显示屏、警报器、定位装置、控制面板连接。定位装置用于确定垃圾投放点的位置。

4、通过gps导航系统制定导航路线，能够提前通知处于导航路线上的下一个垃圾投放点，将装有垃圾车对应种类垃圾的垃圾桶推动到箱体外，节约人力资源，方便垃圾车对垃圾进行收取，能够降低工作时间。由于在城市的各个区域中，可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾的比例并不相同，有的区域某个种类的垃圾比较多，单个垃圾桶无法满足需要，设置备用垃圾桶，能够在某个种类的垃圾桶装满后，将后续的该种类垃圾装入备用垃圾桶中，能够防止垃圾从垃圾桶中溢出到外面。设置检测摄像头，用于检测阻挡板上垃圾的种类，检测垃圾桶中的垃圾有没有装满。设置显示屏，用于提示工作人员，装有垃圾车对应种类垃圾的垃圾桶的数量，防止垃圾车遗漏垃圾桶。设置警报器，用于在垃圾车遗漏掉某个垃圾投放点时，发出警报，防止垃圾车遗漏垃圾投放点。由于不同种类的垃圾的处理地点不同，设置可回收垃圾车、厨余垃圾车、有害垃圾车、其他垃圾车，能够使垃圾的运输更加有序。

5、进一步的，可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶、其他垃圾桶、备用垃圾桶底部分别设置有若干万向轮。固定装置包括若干滑动杆、第一滑块、电磁铁、若干限位块。若干电磁铁分别与若干伸缩杆的外端固定。若干滑动杆分别竖向设置于可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶、其他垃圾桶、备用垃圾桶面向中心轴的侧面上，滑动杆的上端和下端分别通过限位块与对应的垃圾桶固定，限位块用于防止第一滑块与滑动杆脱离。第一滑块为铁磁性材料，与电磁铁相对应，第一滑块分别滑动套设于若干滑动杆上，且分别与可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶、其他垃圾桶、备用垃圾桶相对应。电动门包括箱门、第二电机。收取口的下部与箱体的内部底面相接。箱门的下边沿通过转轴与箱体连接，箱门的转轴的轴线横向设置，箱门的转轴与第二电机连接。

6、当需要将装有垃圾车对应种类垃圾的垃圾桶推动到箱体外时，智能控制系统控制第二电机转动，带动箱门转动与地面相接，形成斜坡，然后智能控制系统控制伸缩气缸伸长，使装有对应垃圾种类的垃圾桶移动到箱体外，在垃圾桶通过箱门形成的斜坡时，在垃圾桶的重量作用下，使第一滑块与滑动杆产生相对滑动，使靠近中心轴一侧的万向轮始终与箱门相接触，移动到地面上，之后智能控制系统控制电磁铁关闭，使电磁铁与垃圾桶上的第一滑块分离。当需要将垃圾桶移动到箱体内时，智能控制系统控制电磁铁启动，将第一滑块吸附，然后智能控制系统控制伸缩气缸收缩，使垃圾桶移动到箱体内，在箱门形成的斜坡作用下，使第一滑块与滑动杆产生相对滑动，使靠近中心轴一侧的万向轮始终与箱门相接触，移动到箱体内部。能够使垃圾桶的移动更加稳定。设置万向轮，便于垃圾桶移动。

7、进一步的，固定装置包括两个夹持板、安装架、抵压板，第一滑块的两侧分别设置有竖向的夹持槽。安装架与中心轴固定。夹持板为l型板，两个夹持板对称设置于第一滑块的两侧，夹持板通过转轴与安装架转动连接，夹持板的转轴的轴线竖向设置，夹持板的一端处于夹持槽内，夹持板的转轴上套设有第一扭簧。抵压板套设于伸缩杆上，与伸缩杆固定，处于两个夹持板之间，且与两个夹持板相抵，抵压板处于夹持板的转轴远离第一滑块的一侧。夹持板与抵压板接触的表面为斜面，且两个斜面成“八”字型设置。

8、当伸缩气缸收缩时，伸缩杆带动抵压板向内侧移动，使抵压板进入两个夹持板之间，推动两个夹持板转动，使夹持板的一端进入夹持槽内，将第一滑块固定。通过夹持板对第一滑块进行固定，可以关闭电磁铁，节约能源。当伸缩气缸伸长时，伸缩杆带动抵压板向外侧移动，两个夹持板在第一扭簧作用下转动，与第一滑块分离。

9、进一步的，固定装置包括若干复位弹簧，若干复位弹簧分别套设于若干滑动杆上，处于对应的第一滑块的下方，复位弹簧的上端与对应的第一滑块连接，下端与处于滑动杆下端的限位块连接，复位弹簧为压缩状态，复位弹簧表面涂有防锈涂层。处于滑动杆上端的限位块与万向轮之间的距离和电磁铁与地面的距离相配合。

10、设置复位弹簧，用于减小垃圾桶移动时的震动，在垃圾桶处于箱体外且第一滑块与电磁铁分离时，通过复位弹簧使第一滑块移动到上方的限位块处。处于滑动杆上端的限位块与万向轮之间的距离和电磁铁与地面的距离相配合，用于在将垃圾桶移动到箱体内时，使第一滑块与电磁铁处于同一高度，便于工作人员进行对准。

11、进一步的，转动装置包括滑动环、活动板、制动板、若干第二滑道、若干第二滑块、伸缩弹簧。若干第二滑道设置于伸缩杆上，沿伸缩杆的轴线方向设置，且向外侧延伸至抵压板处。第二滑块设置于第二滑道内。滑动环套设于伸缩杆上，处于抵压板的内侧，且与第二滑块固定连接，滑动环为铁磁性材料。活动板竖向固定于滑动环上，其表面设置有橡胶层。伸缩弹簧套设于伸缩杆上，处于滑动环内侧，一端与滑动环连接，另一端与伸缩杆连接。制动板固定于箱体内，靠近检测箱，制动板与中心轴的距离大于活动板与中心轴的距离，制动板与中心轴的距离和抵压板与中心轴的距离相配合。

12、在需要将某个垃圾桶移动到检测箱下方时，仅控制目标垃圾桶对应的电磁铁开启，使目标垃圾桶对应的滑动环向电磁铁方向移动，滑动环带动活动板移动，目标垃圾桶对应的活动板与制动板处于同一圆周上，当第一电机带动中心轴转动时，目标垃圾桶对应的活动板与制动板能够相接触。将其他电磁铁关闭，此时处于检测箱下方的垃圾桶对应的滑动环在伸缩弹簧作用下向内侧移动，滑动环带动活动板向内侧移动，使检测箱下方的垃圾桶对应的活动板与制动板分离，且处于不同圆周上。制动板与中心轴的距离和抵压板与中心轴的距离相配合，当滑动环在电磁铁的吸引下与抵压板相接时，对应的活动板与制动板处于同一圆周上。

13、进一步的，垃圾投放点包括若干垃圾盖、下压气缸、开关按钮，若干垃圾盖分别盖设于可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶、其他垃圾桶、备用垃圾桶上，且一侧边缘通过转轴与垃圾桶连接，垃圾盖的转轴上套设有第二扭簧，垃圾盖上连接有下压把，垃圾盖与下压把分别处于垃圾盖的转轴的两侧。下压气缸竖向固定于箱体内，靠近检测箱，其下部伸缩端与若干下压把相配合。开关按钮与下压气缸电性连接，设置于制动板的侧面上，开关按钮与智能控制系统连接，开关按钮与若干活动板相配合。

14、在活动板与制动板接触时，会触发开关按钮，开关按钮控制下压气缸伸长向下推动下压把，使垃圾盖转动打开。在活动板与制动板接触时，会松开开关按钮，开关按钮控制下压气缸收缩，垃圾盖在第二扭簧作用下转动将垃圾桶盖上。仅在开关按钮被触发时，复位气缸才能启动，能够防止在垃圾桶没有与检测箱对准时，复位气缸收缩，带动阻挡板移动，使检测箱中的垃圾漏出。下压气缸与若干下压把相配合，能够通过向下推动下压把，使垃圾盖转动打开。开关按钮与若干活动板相配合，当活动板与制动板相接时，会触发开关按钮。

15、进一步的，分类识别装置包括照明光源、太阳能电池板、蓄电池、照度仪。蓄电池设置于箱体内；照明光源设置于检测箱的内部顶面上，与智能控制系统和蓄电池连接。太阳能电池板设置于箱体的顶面上，太阳能电池板与蓄电池连接。照度仪设置于箱体外侧，与智能控制系统连接，用于检测天色明暗。

16、设置照明光源与检测摄像头相配合，用于检测阻挡板上垃圾的种类，检测垃圾桶中的垃圾有没有装满。设置照度仪，用于在晚上开启照明光源，节约能源，且能够在晚上为人们扔垃圾进行照明。

17、一种智慧城市垃圾分类系统的工作方法，包括如下步骤：

18、a1：当垃圾被从投放口投入检测箱后，智能控制系统控制检测摄像头对阻挡板上的垃圾进行检测，对垃圾的种类进行检测，将垃圾分为可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。

19、a2：若阻挡板上的垃圾的检测结果与当前处于检测箱下方的垃圾桶的种类不相对应，智能控制系统控制全部的电磁铁关闭，然后智能控制系统控制与检测结果对应垃圾桶连接的电磁铁开启，吸引对应的滑动环向电磁铁方向移动，直到滑动环与抵压板相抵，同时滑动环带动对应的活动板向电磁铁方向靠近，然后智能控制系统控制第一电机转动，带动中心轴转动，中心轴带动伸缩气缸移动，伸缩气缸带动活动板移动，直到对应的活动板与制动板相接，使检测结果对应垃圾桶停留在检测箱正下方，并触发开关按钮，开关按钮控制下压气缸的下部伸缩端向下伸长推动下压把转动，下压把转动带动检测结果对应垃圾桶的垃圾盖转动。然后在开关按钮被触发的情况下，智能控制系统控制复位气缸收缩，带动阻挡板移动，使阻挡板上的垃圾落到检测结果对应的垃圾桶中，之后智能控制系统控制复位气缸伸长，带动阻挡板移动复位。

20、a3：若阻挡板上的垃圾的检测结果与当前处于检测箱下方的垃圾桶的种类相对应，且开关按钮已被触发，智能控制系统控制复位气缸收缩，带动阻挡板移动，使阻挡板上的垃圾落到检测结果对应垃圾桶中，之后智能控制系统控制复位气缸伸长，带动阻挡板移动复位。

21、通过设置分类识别装置和转动装置，能够自动对垃圾进行分类。

22、进一步的，在a2和a3中，在复位气缸收缩或照度仪检测到外界照度低于阈值时，智能控制系统控制照明光源开启。当检测摄像头检测到下方垃圾桶中的垃圾装满时，智能控制系统设定备用垃圾桶替代被装满的垃圾桶。

23、通过设置备用垃圾桶，能够将多出的垃圾投放到备用垃圾桶中，防止垃圾从垃圾桶中溢出。备用垃圾桶中仅存放单种类的垃圾，能够提高垃圾分类系统对城市不同区域的适应性。

24、进一步的，b1：在垃圾车收取垃圾时，通过gps导航系统规划得到经过若干垃圾投放点的导航路线，然后将导航路线和垃圾车对应的垃圾种类传送给网络中心平台。当垃圾车收取一个垃圾投放点时，网络中心平台根据导航路线按顺序向下一个垃圾投放点发送垃圾车对应的垃圾种类的收取信息。

25、b2：当垃圾投放点的智能控制系统接收到垃圾车对应的垃圾种类的收取信息后，智能控制系统控制显示屏显示垃圾车对应的垃圾种类名称和装有对应垃圾种类的垃圾桶的数量，然后智能控制系统控制第二电机转动，带动箱门转动与地面相接，形成斜坡。

26、b3：智能控制系统控制全部的电磁铁关闭，然后控制第一电机转动，带动中心轴转动，通过伸缩气缸带动装有对应垃圾种类的垃圾桶移动到收取口处，之后智能控制系统控制处于收取口处的垃圾桶对应的电磁铁开启，然后智能控制系统控制伸缩气缸伸长，使装有对应垃圾种类的垃圾桶移动到箱体外，之后智能控制系统控制电磁铁关闭。若装有对应垃圾种类的垃圾桶有两个，则重复上述过程，直到将所有装有对应垃圾种类的垃圾桶移动到箱体外。

27、b4：当垃圾车行驶到垃圾投放点后，将箱体外垃圾桶中的垃圾收取，然后工作人员通过控制面板控制电磁铁开启，使电磁铁吸附收取垃圾后的垃圾桶上的第一滑块，之后通过控制面板控制对应的伸缩气缸收缩，将垃圾桶拉入箱体中，若装有对应垃圾种类的垃圾桶有两个，则重复上述过程，直到将所有收取垃圾后的垃圾桶移动到箱体内，然后通过控制面板控制第二电机转动，带动箱门转动将收取口关闭。

28、b5：最后智能控制系统控制可回收垃圾桶对应的电磁铁开启，然后控制第一电机转动，带动中心轴转动，带动活动板转动，直到开关按钮被触发，使可回收垃圾桶处于检测箱正下方。

29、通过提前将垃圾桶从箱体内推出，能够节约垃圾车收取垃圾的时间，节约人力。还能防止垃圾车遗漏垃圾投放点。

30、本发明的有益效果：

31、1、通过设置分类识别装置和转动装置，能够自动对垃圾进行分类。

32、2、通过设置备用垃圾桶，能够将多出的垃圾投放到备用垃圾桶中，防止垃圾从垃圾桶中溢出。备用垃圾桶中仅存放单种类的垃圾，能够提高垃圾分类系统对城市不同区域的适应性。

33、3、通过提前将垃圾桶从箱体内推出，能够节约垃圾车收取垃圾的时间，节约人力。还能防止垃圾车遗漏垃圾投放点。