一种厨房用大容量分层式垃圾处理装置的制作方法

本发明涉及垃圾处理装置领域，特别是一种厨房用大容量分层式垃圾处理装置。

背景技术：

餐厨垃圾是日常生活垃圾的主要部分，在城市生活垃圾中占60-80％以上。由于食物垃圾易腐烂，导致填埋场蚊蝇滋生、恶臭难闻。目前，通常设置在厨房用于装放餐厨垃圾的垃圾桶大多采用垃圾袋的形式，将各种烂菜叶以及残羹直接倒入垃圾桶中的垃圾袋后，容易导致餐厨垃圾在垃圾袋中腐烂发臭，严重污染环境。另一方面由于液体与固体餐厨垃圾共同倒在垃圾袋中，也使得垃圾袋中量增加，不便于处理。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种厨房用大容量分层式垃圾处理装置。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提出一种厨房用大容量分层式垃圾处理装置，包括箱体，箱体上方设置有进料口，箱体内由上至下分别设置有冲洗机构、研磨机构和分料机构；

其中冲洗机构包括第一挡板和冲洗喷头，第一挡板倾斜设置于箱体内，将箱体内的上层部分分隔成冲洗腔，第一挡板较低的一端与箱体内壁之间留有开口作为冲洗腔的出料口，开口处的箱体内壁上设置有收容槽，收容槽中设置有弹性密封件和电动推杆，电动推杆能够将弹性密封件从收容槽中推出与第一挡板相抵，从而关闭冲洗腔的出料口；其中弹性密封件上设置有通孔，其上表面倾斜设置，当弹性密封件被推出时，其上表面较低的一端与第一挡板相抵；冲洗喷头设置在第一挡板较高一端的箱体内壁上；

研磨机构包括导向板、研磨腔体、研磨刀具、研磨电机和第二挡板，第二挡板倾斜设置与箱体内，第一挡板和第二挡板将箱体内的中层部分分割成工作腔，第二挡板将箱体内的下层部分分割成分料腔；第二挡板交底的一端与箱体内壁之间留有开口作为工作腔的出料口；第二挡板上侧固定连接有研磨腔体，研磨腔体顶部的进料口与导向板连接，研磨刀具以间隙配合的方式同轴安装于研磨腔体中，研磨电机设置在第二挡板下侧，其穿过第二挡板和研磨腔体底壁的中心与研磨刀具连接；研磨腔体底部于第二挡板较低的一端设置有排料口；

分料机构包括分料槽，分料槽设置于箱体内底部，用于接收经研磨机构处理后的垃圾，并供处理后的垃圾在分料槽中进行沉积。

优选地，冲洗喷头与外部供水装置连接。

优选地，分料机构还包括排油装置和排水装置，其中，

排油装置包括吸油头、输油管；

其中吸油头活动设置在箱体内，其通过输送管与设置在箱体外的抽油装置连接，将分料槽中的油料抽出；其中输送管上设置有隔油装置，用于过滤油料中残留的漂浮物；

排水装置包括抽水头和输水管；

其中抽水头设置在分料槽的底部，其通过输水管与设置在箱体外的抽水装置连接，将料槽中的水抽出。

优选地，箱体上还设置有控制面板，控制面板上设置有中央控制模块，中央控制模块分别与电动推杆、研磨电机连接，用于在接收控制面板发送的控制指令后控制电动推杆将弹性密封件从收容槽推出或收回收容槽中；以及控制研磨电机启动以带动研磨刀具开始工作。

优选地，中央控制模块还包括定时单元，定时单元用于延时设定的时间后驱动中央控制模块执行相应的控制指令。

优选地，控制面板上还设置有语音采集单元，语音采集单元用于采集用户语音控制指令的语音信号；

中央控制模块还包括指令识别单元和控制单元；

指令识别单元与语音采集单元连接，用于对接收的语音信号进行识别处理，输出与语音信号对应的控制指令；

控制单元用于执行指令识别单元输出的控制指令。

优选地，指令识别单元进一步包括预处理单元、语音检测单元、特征提取单元以及语音识别单元；

预处理单元，用于对接收的语音信号进行增强、去噪处理，输出预处理后的语音信号；

语音检测单元，用于对预处理后的语音信号进行分帧加窗处理，并检测语音信号中的语音帧作为语音信号的有声部分；

特征提取单元，用于对语音信号的有声部分进行特征提取处理，获取该有声部分的语音特征参数；

识别单元，用于将获取的语音部分的特征参数与数据库中预存的特征参数进行比对识别，获取该语音部分对应的控制指令信息。

本发明的有益效果为：

1)在箱体内由上到下分别设置冲洗腔、工作腔和分料腔依次对餐厨垃圾进行冲洗、研磨和分料处理。其中在冲洗腔中设置有冲洗喷头，对投放到垃圾处理装置的餐厨垃圾首先进行冲洗预处理，能够初步去除固体处于垃圾表面覆盖的油污；打开弹性密封将后，餐厨垃圾顺着冲洗的水流进入到工作腔中的研磨腔体内，驱动研磨刀具对餐厨垃圾进行研磨粉碎，其中研磨环境是在液体环境中进行研磨，能够有效提高研磨的质量；将研磨后的餐厨垃圾连通冲洗用水从研磨腔体中排出至分料腔中的分料槽进行沉积分料，对沉积后的餐厨垃圾进行固、水、油分层处理，为餐厨垃圾的分类处理提供了基础。

2)由于冲洗腔中设置了冲水喷头连续喷水，使得投放到箱体内的垃圾能够顺着水流最终到达分料槽中，避免了因餐厨垃圾因粘性较大或其他原因导致其卡在冲洗腔或工作腔的情况，提高了垃圾处理装置的效果。

3)垃圾处理装置上设置有控制面板，能够通过定时或者人工设置的方式自动在餐厨垃圾存放到一定量后打开弹性密封件以及研磨机构对餐厨垃圾进行处理，智能化水平高。

4)针对厨房工作环境中不便于对垃圾处理装置进行手动操作的情况，控制面板上还设置有语音控制功能，能够通过发出语音控制指令对垃圾处理装置进行控制，有助于提高了用户体验。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明垃圾处理装置的内部结构图；

图2为本发明垃圾处理装置在一种应用场景中的内部结构图；

图3为本发明控制面板的框架结构图。

附图标记：

1-箱体，11-进料口，20-冲洗腔，21-第一挡板，22-冲洗喷头，23-弹性密封件，24-电动推杆，30-工作腔，31-导向板，32-研磨腔体，33-研磨刀具，34-研磨电机，35-第二挡板，40-分料腔，41-分料槽，42-排油装置，43-排水装置，41a-油层，41b-水层，41c-固体渣料层，5-控制面板，51-中央控制模块，52-语音采集单元，511-指令识别单元，512-控制单元，511a-预处理单元，511b-语音检测单元，511c-特征提取单元，511d-语音识别单元。

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，其示出一种厨房用大容量分层式垃圾处理装置，包括箱体1，箱体1上方设置有进料口11，箱体1内由上至下分别设置有冲洗机构、研磨机构和分料机构；

其中冲洗机构包括第一挡板21和冲洗喷头22，第一挡板21倾斜设置于箱体1内，将箱体1内的上层部分分隔成冲洗腔20，第一挡板21较低的一端与箱体1内壁之间留有开口作为冲洗腔20的出料口，开口处的箱体1内壁上设置有收容槽，收容槽中设置有弹性密封件23和电动推杆24，电动推杆24能够将弹性密封件23从收容槽中推出与第一挡板21相抵，从而关闭冲洗腔20的出料口；其中弹性密封件23上设置有通孔，其上表面倾斜设置，当弹性密封件23被推出时，其上表面较低的一端与第一挡板21相抵；冲洗喷头22设置在第一挡板21较高一端的箱体1内壁上；

研磨机构包括导向板31、研磨腔体32、研磨刀具33、研磨电机34和第二挡板35，第二挡板35倾斜设置与箱体1内，第一挡板21和第二挡板35将箱体1内的中层部分分割成工作腔30，第二挡板35将箱体1内的下层部分分割成分料腔40；第二挡板35交底的一端与箱体1内壁之间留有开口作为工作腔30的出料口；第二挡板35上侧固定连接有研磨腔体32，研磨腔体32顶部的进料口11与导向板31连接，研磨刀具33以间隙配合的方式同轴安装于研磨腔体32中，研磨电机34设置在第二挡板35下侧，其穿过第二挡板35和研磨腔体32底壁的中心与研磨刀具33连接；研磨腔体32底部于第二挡板35较低的一端设置有排料口；

分料机构包括分料槽41，其中

分料槽41设置于箱体1内底部，用于接收经研磨机构处理后的垃圾，并供处理后的垃圾在分料槽41中进行沉积，沉积后的餐厨垃圾会被由上而下分为油层41a，水层41b和固体渣料层41c；

通过分料槽集中收集和沉淀餐厨垃圾，其中分料槽的尺寸能够根据需要自由设置，满足大容量餐厨垃圾处理的需要。

优选地，研磨刀具设置为若干层分布的研磨刀具，不同层的刀具均固定在同一转轴中，其中不同层的刀具沿竖直向间隙配合，即竖直向交错设计，当研磨电机启动时，其带动研磨刀具转转动，从而对固体垃圾进行切割粉碎。

优选地，分料机构还包括排油装置42和排水装置43，其中

排油装置42包括吸油头和输油管；

其中吸油头活动设置在箱体1内，其通过输送管与设置在箱体1外的抽油装置连接，将分料槽41中的油料抽出；其中输送管上设置有隔油装置，用于过滤油料中残留的漂浮物；

排水装置43包括抽水头和输水管；

其中抽水头设置在分料槽41的底部，其通过输水管与设置在箱体1外的抽水装置连接，将料槽中的水抽出。

上述实施方式中，在箱体1内由上到下分别设置冲洗腔20、工作腔30和分料腔40依次对餐厨垃圾进行冲洗、研磨和分料处理。其中在冲洗腔20中设置有冲洗喷头22，对投放到垃圾处理装置的餐厨垃圾首先进行冲洗预处理，能够初步去除固体处于垃圾表面覆盖的油污；打开弹性密封将后，餐厨垃圾顺着冲洗的水流进入到工作腔30中的研磨腔体32内，驱动研磨刀具33对餐厨垃圾进行研磨粉碎，其中研磨环境是在液体环境中进行研磨，能够有效提高研磨的质量；将研磨后的餐厨垃圾连通冲洗用水从研磨腔体32中排出至分料腔40中的分料槽41进行沉积分料，对沉积后的餐厨垃圾进行固、水、油分层处理，为餐厨垃圾的分类处理提供了基础。

优选地，冲洗喷头22与外部供水装置连接。

优选地，冲洗喷头22用于喷出温度为40-50度的温水。

由于冲洗腔20中设置了冲水喷头连续喷水，使得投放到箱体1内的垃圾能够顺着水流最终到达分料槽41中，避免了因餐厨垃圾因粘性较大或其他原因导致其卡在冲洗腔20或工作腔30的情况，提高了垃圾处理装置的效果。

优选地，箱体1上还设置有控制面板5，控制面板5上设置有中央控制模块51，中央控制模块51分别与电动推杆24、研磨电机34连接，用于在接收控制面板5发送的控制指令后控制电动推杆24将弹性密封件23从收容槽推出或收回收容槽中；以及控制研磨电机34启动以带动研磨刀具33开始工作。

同时，控制面板5也可以被设置为用于控制本申请装置的其它电子器件。

垃圾处理装置上设置有控制面板5，能够通过定时或者人工设置的方式自动在餐厨垃圾存放到一定量后打开弹性密封件23以及研磨机构对餐厨垃圾进行处理，智能化水平高。

优选地，参见图3，中央控制模块51还包括定时单元，定时单元用于延时设定的时间后驱动中央控制模块51执行相应的控制指令。

优选地，控制面板5上还设置有语音采集单元52，语音采集单元52用于采集用户语音控制指令的语音信号；

优选地，语音采集单元为麦克风。

中央控制模块51还包括指令识别单元511和控制单元512；

指令识别单元511与语音采集单元52连接，用于对接收的语音信号进行识别处理，输出与语音信号对应的控制指令；

控制单元512用于执行指令识别单元511输出的控制指令。

优选地，指令识别单元511进一步包括预处理单元511a、语音检测单元511b、特征提取单元511c以及语音识别单元511d；

预处理单元511a，用于对接收的语音信号进行增强、去噪处理，输出预处理后的语音信号；

语音检测单元511b，用于对预处理后的语音信号进行分帧加窗处理，并检测语音信号中的语音帧作为语音信号的有声部分；

特征提取单元511c，用于对语音信号的有声部分进行特征提取处理，获取该有声部分的语音特征参数；

语音识别单元511d，用于将获取的语音部分的特征参数与数据库中预存的特征参数进行比对识别，获取该语音部分对应的控制指令信息。

针对厨房工作环境中不便于对垃圾处理装置进行手动操作的情况，控制面板5上还设置有语音控制功能，能够通过发出语音控制指令对垃圾处理装置进行控制，有助于提高了用户体验。

优选地，针对厨房环境中语音信号容易受到烹饪时产生的噪声影响以及本申请装置运行时自身产生的影响，从而导致对有声部分检测的准确度下降，从而影响语音控制效果的问题；本申请中还提出一种专门针对厨房环境的语音有声部分检测方法如下：

其中，语音检测单元511b对预处理后的语音信号进行分帧加窗处理，并检测语音信号中的语音帧作为语音信号的有声部分，进一步包括：

1)根据设定的帧长对预处理后的语音信号进行分帧加窗处理，其中采用的窗函数为汉明窗函数；

2)针对每一帧预处理后的语音信号xi：

21)进行经验模态分解，获取对应该帧语音信号的r个imf分量{imf1,imf2,…,imfr,…imfr}；

22)根据获取的imf分量获取该帧语音信号的语音判别值，其中采用的语音判别函数为：

式中，zi表示第i帧语音信号xi的语音判别值，k表示该帧语音信号中的采样点总数，imfr(k)表示第i帧语音信号中第r个imf分量中第k个采样点的幅值，表示第r个imf分量的平均幅值，ci表示第i帧语音信号的过零率；

3)将各帧语音信号的语音判别值进行归一化处理，并将归一化处理后各帧的语音判别值与设定的阈值进行比较，当归一化处理后的语音判别值大于设定的阈值时，将对应的该帧语音信号标记为语音帧；

4)统计预处理后的语音信号中被标记的所有语音帧作为该语音信号的有声部分。

上述实施方式中，提出了一种专门针对厨房环境的语音有声部分检测实施方式，该方案中首先对预处理之后的语音信号进行分帧加窗处理，然后针对各帧语音信号进行检测，通过求取每一帧语音信号的语音判别值的方式判断该帧语音信号是否为有声部分。其中上述实施方式中采用的语音判别函数，其中以语音信号的经验模态分解获取的imf分量为基础，通过采用imf分量结合语音信号的过零率、平均imf分量幅值作为参考的依据，准确描述语音信号中的声音特性，并以此为依据进行有声部分的判别，其准确度高，通过使用imf分量等特征有效降低了厨房环境中存在的环境噪声的影响，提高了有声部分检测的准确度。

优选地，上述针对每一帧语音信号的过零率参数ci，其通过以下函数获得：

式中，xi(k)表示第i帧语音信号的第k个采样点的幅值，β表示设定的幅值阈值；k表示每帧语音信号中采样点的数量。

采用上述的方式获取语音信号的过零率参数，其中首先对语音信号进行预处理，根据设定的条件对语音信号进行预处理，特别针对在围绕零点附近极小范围内变化的语音信号段，由于这类采样点变化范围极小，其不能够准确反映信号的过零特性，反而会对信号的过零特性造成误差，因此首先对其进行平滑处理，围绕零点附近微小变化的采样点进行修正，避免了这类采样点对信号过零特性描述的影响，间接提高了有声部分检测的准确度。

优选地，为了进一步消除大规模(公共)厨房中环境噪声(由于同时工作的设备数量多，包括炉灶、油烟机、翻炒等环境噪声)对语音信号造成的影响，本申请还提出一种专门针对消除厨房环境噪声的语音信号预处理方法；其中：

预处理单元511a，对接收的语音信号进行增强、去噪处理，进一步包括：

1)根据设定的小波基和分解层数，对接收的语音信号进行小波变化处理，获取该语音信号的高频小波系数和低频小波系数；

2)对获取的高频小波系数进行阈值处理，其中采用的阈值函数为：

式中，w(a,b)表示第a层小波分解第b个高频小波系数，表示预处理后的第a层小波分解第b个高频小波系数，z(a)表示针对第a层高频小波系数的阈值，其中a表示小波分解的总层数，med(|w(a)|表示第a层小波分解高频小波系数的中值；

3)根据低频小波系数和阈值处理后的高频小波系数进行重构处理，获取预处理后的语音信号。

上述实施方式中，首先对接收的语音信号进行小波分解，并根据该语音信号的小波系数作为处理参数对其进行去噪处理，针对厨房环境噪声通常为高频噪声的情况，因此上述实施方式中专门针对高频小波系数进行阈值处理，同时提出了一种适合厨房噪声特性的阈值处理函数，该函数在去除厨房噪声的同时，特别针对系数较小的部分进行处理，避免了传统阈值函数中直接将系数较小的部分置零的情况，尽可能地保留了语音中的有用信息部分，提高了语音信号预处理的性能。

以语音指令“开始冲洗、打开挡板、开始研磨、停止研磨”为例，分别在厨房环境中，通过50个不同人员，每个人员每个指令输入10次进行测试(共500次数据输入)，其测试结果如下表1；本申请中采用的语音指令识别方法与常规的语音指令识别方法相比，其准确率提高。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。