一種基于微波感應(yīng)技術(shù)的可移動(dòng)側(cè)滑式自動(dòng)開(kāi)蓋垃圾桶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保衛(wèi)生設(shè)備，具體涉及一種基于微波感應(yīng)技術(shù)的可移動(dòng)側(cè)滑式自動(dòng) 開(kāi)蓋垃圾桶。
【背景技術(shù)】
[0002] 垃圾桶是人們生產(chǎn)生活中必不可少的東西，它對(duì)于人類自我生活環(huán)境的整理，廢 棄物的分類存放，處理和再利用都有著不可或缺的作用。在如今的信息化時(shí)代，電子信息技 術(shù)的應(yīng)用早已滲入到人們生活的方方面面，未來(lái)必將是一個(gè)信息化的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳統(tǒng)的 垃圾桶也必將向著自動(dòng)化轉(zhuǎn)變。
[0003]目前，市面上出現(xiàn)了不少自動(dòng)開(kāi)蓋垃圾桶，比較先進(jìn)的大致可以分為這樣幾類：
[0004] 1、按鈕電動(dòng)式。
[0005] 通常在垃圾桶上有幾個(gè)按鈕，其中一個(gè)按下后垃圾桶蓋會(huì)電動(dòng)打開(kāi)，將垃圾放入 垃圾桶內(nèi)之后，一種是過(guò)幾秒自動(dòng)關(guān)閉桶蓋，另一種則是需要再按下按鈕桶蓋關(guān)閉。
[0006] 這種垃圾桶存在的弊端是，它其實(shí)還是需要手動(dòng)接觸的，只是不像傳統(tǒng)意義上的 以人力靠機(jī)械力矩通過(guò)力將桶蓋打開(kāi)，而是以電能通過(guò)機(jī)械力將桶蓋打開(kāi)；這一設(shè)計(jì)僅僅 節(jié)省了人力，而開(kāi)蓋所需的人力本身就是微不足道的。
[0007] 2、紅外傳感翻蓋式。
[0008] 這種垃圾桶通常不需要人接觸，在衛(wèi)生上得到了很好的保障。通常在垃圾桶頂部 裝有一個(gè)紅外傳感器，人通過(guò)在其上部揮動(dòng)手臂或停留一段時(shí)間，使傳感器采集到信號(hào)傳 到中央處理器，然后機(jī)械結(jié)構(gòu)響應(yīng)，打開(kāi)桶蓋。再將垃圾丟入，幾秒后自動(dòng)關(guān)閉。
[0009] 這一種垃圾桶可能很少有人注意到這樣一個(gè)細(xì)節(jié)，那就是翻蓋式的垃圾桶的桶蓋 通常翻起后翻起角（翻起后蓋面與關(guān)閉時(shí)蓋面所成的夾角）大概在60°到80°之間，沒(méi)辦 法到90°和大于90°，因?yàn)樗抢脵C(jī)械結(jié)構(gòu)用桿將其拉起或頂起的，若翻起角過(guò)大，蓋 上蓋子的時(shí)候還需要施加力將其拉回來(lái)，這樣會(huì)使機(jī)械結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱耸?電，采用小于90 °的翻起角，這樣可以在關(guān)閉蓋子時(shí)，通過(guò)掉電也就是停止施力的方式使其 利用自身重力輕松蓋上。當(dāng)然，隨即也帶來(lái)三個(gè)弊端。其一，比較浪費(fèi)電，一旦桶蓋拉起，就 一直在不斷用電能維持桶蓋的平衡使其維持在開(kāi)蓋角度上直到完成丟垃圾的動(dòng)作；其二， 垃圾桶作為家用辦公用必需品本身就需要小巧實(shí)用，一般私用垃圾桶的進(jìn)入面的截面積也 不會(huì)很大，生活中經(jīng)常有人丟垃圾丟不進(jìn)去，還要彎腰撿起丟好幾次。翻蓋式垃圾桶，其蓋 面翻起后有夾角使其一部分投影在桶面內(nèi)，其結(jié)構(gòu)上減小了垃圾桶實(shí)際的有效入桶面積， 給一些丟垃圾比較隨意的人增加了難度；其三，翻蓋式垃圾桶的桶蓋運(yùn)動(dòng)軌跡或者說(shuō)掃過(guò) 的區(qū)域和垃圾扔進(jìn)垃圾桶的區(qū)域有大部分重疊，而且還與紅外感應(yīng)區(qū)域有大部分重疊。也 就是說(shuō)，桶蓋在打開(kāi)時(shí)本身會(huì)一直停留在紅外感應(yīng)區(qū)，因此，其關(guān)閉桶蓋的判斷一定無(wú)法從 是否還有感應(yīng)信號(hào)來(lái)判斷。而是通過(guò)設(shè)定一個(gè)預(yù)期人們丟垃圾的時(shí)間，到時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。如 果使用者需要在同一時(shí)間段內(nèi)多次丟垃圾，就會(huì)造成，要么被垃圾桶蓋拒之門外，要么就得 等它關(guān)上后，再重復(fù)之前的揮手示意之后，重新開(kāi)蓋。即使感應(yīng)器能區(qū)分桶蓋和垃圾的區(qū) 另IJ，要想在桶蓋以一定角加速度和角速度下落的時(shí)候重新施力使其快速撐起也不是件容易 的事。而像扇子一樣一開(kāi)一合，對(duì)于連續(xù)又不是不間斷的接連而來(lái)的垃圾，有可能垃圾被蓋 子扇飛。
[0010] 3、紅外傳感側(cè)拉式。
[0011] 這一類側(cè)拉式開(kāi)蓋垃圾桶避免了翻蓋式的區(qū)域重疊遮蓋的問(wèn)題，但是其感應(yīng)靈敏 度不高，響應(yīng)速度慢。最大的問(wèn)題是，該產(chǎn)品的使用還是對(duì)人有著這樣那樣的要求，不能做 到足夠的便捷。
[0012] 以一個(gè)普通成人的平均身高來(lái)看，雙臂自然下垂手指尖距地大概80-90cm，當(dāng)雙臂 向身體四周任意方向擺起一定角度后，指尖離地大概有l(wèi)m。一個(gè)家用普通小型垃圾桶高度 也就在30-50cm之間，而垃圾桶上紅外傳感器的最大感應(yīng)距離通常也就只有15-20cm。也就 是說(shuō)，大部分人使用這樣的垃圾桶之前都是需要對(duì)其"點(diǎn)頭哈腰伸手示意"的。
[0013] 總之，現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)垃圾桶采用的紅外傳感技術(shù)離不開(kāi)人，就是說(shuō)無(wú)論它多么 自動(dòng)化多么智能，都需要人來(lái)影響它，感應(yīng)到人才能工作，而垃圾桶的主要任務(wù)是裝垃圾， 有垃圾就應(yīng)該工作這樣才能脫離人而智能，紅外傳感完全考驗(yàn)的是人的反應(yīng)和感覺(jué)，先要 湊過(guò)去把蓋子召喚開(kāi)，再把握好時(shí)機(jī)丟垃圾。其實(shí)對(duì)人的體力腦力都有一定的消耗，并沒(méi)有 想象中那么的舒適；有時(shí)候反應(yīng)慢了還要多揮幾下手，等著它開(kāi)蓋，工作流程如圖1所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)垃圾桶存在的問(wèn)題，提供一種使人們生活更 加方便省心的垃圾桶，具有感應(yīng)功能、可移動(dòng)的自動(dòng)開(kāi)、關(guān)桶蓋的智能型垃圾桶。
[0015] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于微波感應(yīng)技術(shù)的可移動(dòng)側(cè)滑式自動(dòng)開(kāi)蓋垃圾桶， 包括滑蓋，桶體和帶四輪的底盤，所述桶體安裝在所述帶四輪的底盤上，所述桶體上安裝有 滑蓋，所述滑蓋包括兩層固定支架和可滑動(dòng)蓋面，所述可滑動(dòng)蓋面夾在兩層固定支架之間， 所述滑蓋上安裝有微波定位裝置和電磁機(jī)械控制裝置，所述帶四輪的底盤內(nèi)安裝有微處理 器、電源裝置、移動(dòng)裝置，所述桶體內(nèi)安裝有射頻識(shí)別裝置、藍(lán)牙裝置和智能提醒裝置，所述 微波定位裝置、電磁機(jī)械控制裝置、電源裝置、移動(dòng)裝置、射頻識(shí)別裝置、藍(lán)牙裝置、智能提 醒裝置分別與所述微處理器相連。
[0016] 進(jìn)一步地，所述可滑動(dòng)蓋面由根據(jù)所述桶體橫截面形狀劃分的若干滑片組成，且 所述滑片可以按照各自對(duì)應(yīng)方向滑動(dòng)，所述可滑動(dòng)蓋面為磁性材料。
[0017] 進(jìn)一步地，所述兩層固定支架由上、下兩層連體合金鋼架組成。
[0018] 進(jìn)一步地，所述上、下兩層連體合金鋼架為圓環(huán)框架，所述可滑動(dòng)蓋面由等分的三 個(gè)扇形滑片組成，夾在所述兩層圓環(huán)框架之間。
[0019] 進(jìn)一步地，所述桶體由內(nèi)桶、外桶組成，內(nèi)桶設(shè)置在外桶中間，所述射頻識(shí)別裝置、 藍(lán)牙裝置和智能提醒裝置安裝于所述內(nèi)、外桶形成的夾層間，所述外桶的內(nèi)側(cè)通過(guò)PCB制 版蝕刻有導(dǎo)線。
[0020] 進(jìn)一步地，所述微處理器選用MSP430。
[0021] 進(jìn)一步地，所述微波定位裝置由三個(gè)微波傳感器組成，安裝在所述滑蓋頂部邊緣 處。
[0022] 進(jìn)一步地，所述移動(dòng)裝置由舵機(jī)和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成，所述舵機(jī)連接所述帶 四輪的底盤的兩前輪作為轉(zhuǎn)向輪，所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接所述帶四輪的底盤的兩后輪 作為驅(qū)動(dòng)輪。
[0023] 進(jìn)一步地，所述智能提醒裝置是在所述內(nèi)桶內(nèi)側(cè)一端的不同高度分別安裝紅外發(fā) 射管，在另一端的對(duì)應(yīng)高度分別安裝紅外接收管。
[0024] 更進(jìn)一步地，所述電磁機(jī)械控制裝置由所述微處理器、所述可滑動(dòng)蓋面和所述上、 下兩層金屬框架組成，所述微處理器控制所述上、下兩層金屬框架電流的變化。
[0025] 本發(fā)明的工作流程如下：垃圾桶靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)有垃圾丟向垃圾桶，安裝在垃圾 桶滑蓋頂部邊緣的微波傳感器會(huì)組網(wǎng)在垃圾桶上方一定空間內(nèi)形成感應(yīng)區(qū)域，垃圾進(jìn)入感 應(yīng)區(qū)域，便能夠收集到感應(yīng)信號(hào)，微處理器接收到感應(yīng)信號(hào)對(duì)其作出定位，同時(shí)作出應(yīng)答反 應(yīng)，通過(guò)控制滑蓋兩層支架電流大小和方向變化產(chǎn)生磁場(chǎng)，使帶磁性的可滑動(dòng)蓋面按預(yù)定 方式快速作出滑開(kāi)響應(yīng)，垃圾進(jìn)入桶內(nèi)；在沒(méi)有垃圾重復(fù)進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域觸發(fā)響應(yīng)時(shí)，微處理 器控制滑蓋兩層支架電流大小和方向致使磁場(chǎng)變化，導(dǎo)致滑蓋的可滑動(dòng)蓋面快速地滑動(dòng)關(guān) 閉，實(shí)現(xiàn)垃圾桶自動(dòng)開(kāi)、關(guān)蓋的功能；垃圾桶可移動(dòng)狀態(tài)下，當(dāng)有垃圾要處理，可以用手機(jī)、 平板等帶藍(lán)牙的電子產(chǎn)品與藍(lán)牙模塊配對(duì)連接，成功后彈出操作界面，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控， 由射頻識(shí)別裝置對(duì)垃圾桶進(jìn)行室內(nèi)定位，幫助垃圾桶移動(dòng)到指定地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)召喚功能； 如果扔來(lái)的垃圾有小偏差，則可以利用滑蓋頂部邊緣的微波傳感器組網(wǎng)對(duì)扔來(lái)的垃圾實(shí)施 雷達(dá)定位，并將信號(hào)傳遞給微處理器，微處理器作出反應(yīng)控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和舵機(jī)讓 帶四輪的底盤進(jìn)行移動(dòng)，調(diào)整垃圾桶的位置，以保證順利接住偏離的垃圾，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)偏 差的功能，如圖2所示。垃圾桶內(nèi)垃圾裝入量，可由在內(nèi)桶不同高度處安置的紅外對(duì)管進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)屏幕顯示出來(lái)，達(dá)到最大容量的90%會(huì)報(bào)警提示。
[0026] 工作原理：利用多普勒微波感應(yīng)及雷達(dá)定位測(cè)定垃圾的距離和速度，多個(gè)傳感器 組網(wǎng)測(cè)定其具體空間位置，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)召喚和自動(dòng)修復(fù)偏離誤差，通過(guò)微處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理，做出應(yīng)答反應(yīng)，利用電磁感應(yīng)及磁力機(jī)械控制實(shí)現(xiàn)磁性可滑動(dòng)蓋面的快速開(kāi)合；利用 紅外對(duì)管技術(shù)檢測(cè)桶內(nèi)垃圾容量，及時(shí)報(bào)警；利用射頻識(shí)別技術(shù)在移動(dòng)中躲避障礙物，避免 誤判，以便成功到達(dá)指定地點(diǎn)；利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。
[0027] 本發(fā)明的有益效果：
[0028] 利用微波感應(yīng)技術(shù)和微處理器對(duì)垃圾進(jìn)行檢測(cè)，垃圾桶可以主動(dòng)幫人來(lái)"吃掉"垃 圾，只需要隨意往它上方丟就可以了，大大地方便了使用的主體人。
[0029] 利用磁力機(jī)械控制技術(shù)以及微處理器來(lái)控制垃圾桶蓋的開(kāi)關(guān)，相對(duì)于純機(jī)械控制 而言，其能耗低，機(jī)械損耗小，機(jī)械應(yīng)答快。
[0030] 利用微波傳感器組網(wǎng)實(shí)施雷達(dá)定位，定位范圍稍大于垃圾桶自身面積，在一定的 誤差范圍內(nèi)，微處理器可以控制四輪調(diào)整垃圾桶的位置，保證順利接住偏離的垃圾，自動(dòng)修 復(fù)小偏差。
[0031] 四輪可自由移動(dòng)的垃圾桶，除了確保誤差范圍內(nèi)的垃圾能夠準(zhǔn)確入桶，還可以實(shí) 現(xiàn)定點(diǎn)召喚的人性化操作。
[0032] 利用射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)垃圾桶進(jìn)行室內(nèi)定位，以運(yùn)動(dòng)物體為唯一判據(jù)，可使其移動(dòng) 到指定地點(diǎn)，且避免誤判和產(chǎn)生不斷響應(yīng)的死循環(huán)，
[0033] 利用微波感應(yīng)定位和微處理器控制，無(wú)需人力開(kāi)蓋，衛(wèi)生清潔；也無(wú)需人來(lái)示意開(kāi) 蓋，而是在有垃圾飛入趨勢(shì)時(shí)才自動(dòng)開(kāi)蓋，智能化程度高，使用起來(lái)更加自如隨意。
[0034] 利用安裝紅外對(duì)管和微處理器控制，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示垃圾的容量，達(dá)到容量的 90 %會(huì)報(bào)警。
[0035] 利用藍(lán)牙控制和微處理器可實(shí)現(xiàn)多模式切換和遠(yuǎn)程遙控。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)自動(dòng)垃圾桶的基本使用流程圖。
[0037] 圖2為本發(fā)明基本功能使用流程圖。
[0038] 圖3為本發(fā)明的主要模塊示意圖。
[0039] 圖4為本發(fā)明整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。
[0040] 圖5為本發(fā)明的微波和射頻技術(shù)中關(guān)于雷達(dá)定位基本原理圖。
[0041] 圖6為本發(fā)明的滑蓋基本結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0042] 圖7為本發(fā)明