智能垃圾箱及其厨余与非厨余垃圾的辨识方法、使用方法

摘要

本发明公开了一种智能垃圾箱及其厨余与非厨余垃圾的辨识方法、使用方法，包括垃圾箱外壳、检测臂传动结构、光谱检测臂、显示屏、容量检测设备、弧形凹槽口和垃圾桶；弧形凹槽口有两个装设在垃圾箱外壳上表面，每个弧形凹槽口均配置有一个容量检测设备，容量检测设备安装在弧形凹槽口下方，垃圾桶有两个放置于垃圾箱外壳内部，并对应设在两个弧形凹槽口下方，检测臂传动结构固定在垃圾箱外壳上方，光谱检测臂与检测臂传动结构相连接，显示屏装设在检测臂传动结构上。本发明可对用户事先分类好的袋装垃圾进行检查鉴别，将厨余垃圾和非厨余垃圾分开储存，并对分类得当的用户进行积分奖励，同时也具有垃圾桶箱满提示功能。

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾分类的技术领域，尤其是指一种智能垃圾箱及其厨余与非厨余垃圾的辨识方法、使用方法。

背景技术

业内习知，垃圾分类对于减少环境污染、充分利用资源至关重要，在这种背景下，具有智能鉴别功能的垃圾箱成为助力垃圾分类的重要工具。

餐厨垃圾与一般垃圾分类已经实行了一段时间，还需人工监督分拣，增加了不必要的工作量，主要是由于居民的垃圾分类意识不够。

目前对于智能分类垃圾箱的设计，大多采用较为复杂的技术或处理流程，难以在现实中真正推广。因此，需要设计一套技术简便、结构简易、可推广性强的智能垃圾箱，实现对垃圾的分类鉴别。同时需要采取合适的激励策略，起到对垃圾分类的鼓励和宣传作用。

基于光谱技术的检测原理是，光照射到物质上会发生散射，对于物质中含水量的差异，在发生散射后，散射光的波长也会有所差异，存在比光源波长长的部分和比光源波长短的部分。通过光谱法，可以初略的得出物质中的含水量。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了提供一种智能垃圾箱，可对用户事先分类好的袋装垃圾进行检查鉴别，将厨余垃圾和非厨余垃圾分开储存，并对分类得当的用户进行积分奖励，同时也具有垃圾桶箱满提示功能，实现了厨余垃圾与非厨余垃圾的辨识及分类，通过显示屏提示、积分奖励等方式有效改善民众对厨余垃圾与非厨余垃圾分类的意识培养。

本发明的第二目的在于提供一种智能垃圾箱的厨余与非厨余垃圾的辨识方法。

本发明的第三目的在于提供一种智能垃圾箱的使用方法。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种智能垃圾箱，包括垃圾箱外壳、检测臂传动结构、光谱检测臂、显示屏、容量检测设备、弧形凹槽口和垃圾桶；其中，所述弧形凹槽口有两个装设在垃圾箱外壳上表面，该两个弧形凹槽口分别为厨余垃圾凹槽口和非厨余垃圾凹槽口，每个弧形凹槽口均配置有一个容量检测设备，所述容量检测设备安装在弧形凹槽口下方，用于检测垃圾桶承装垃圾的量，所述垃圾桶有两个放置于垃圾箱外壳内部，并对应设在两个弧形凹槽口下方，该两个垃圾桶分别为厨余垃圾桶和非厨余垃圾桶，所述检测臂传动结构固定在垃圾箱外壳上方，用于带动光谱检测臂移动，所述光谱检测臂与检测臂传动结构相连接，用于检测垃圾中水分含量以鉴别垃圾类型，所述显示屏装设在检测臂传动结构上，用于显示相应信息，并实现人机交互。

进一步，所述弧形凹槽口内有开合结构，打开后能够将垃圾倒入垃圾桶中。

进一步，所述容量检测设备采用红外测距技术，通过检测垃圾高度实时检测垃圾桶承装垃圾的量，并将垃圾桶垃圾容量数据汇总至垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线。

进一步，所述光谱检测臂共有四个，分成两组，每组各两个，第一组为厨余垃圾检测臂组，第二组为非厨余垃圾检测臂组；在厨余垃圾检测臂组中，一个光谱检测臂始终位于厨余垃圾凹槽口上方，该光谱检测臂末端装有刀口，便于垃圾袋从该侧撕破，另外一个光谱检测臂初始位置位于厨余垃圾凹槽口上方，能够在检测臂传动结构上水平移动至非厨余垃圾凹槽口上方；非厨余垃圾检测臂组的两个光谱检测臂始终位于非厨余垃圾凹槽口上方；其中，每组两个光谱检测臂中，一个光谱检测臂用于发射光谱，另一个光谱检测臂用于接收反射光谱，通过光谱技术识别垃圾中的含水量，辨识垃圾袋中是否全部为厨余垃圾或非厨余垃圾；待机时，光谱检测臂的探头通过发出红外线，当检测到对应凹槽口有垃圾袋放入时，即开始工作；

所述检测臂传动结构包含伸缩部分和水平移动部分；所述伸缩部分负责将每组两个光谱检测臂伸进临时放置在相应弧状凹槽口上的袋装垃圾中；所述水平移动部分负责牵动厨余垃圾检测臂组中能够移动的那个光谱检测臂将厨余垃圾袋撕破，并通过该个光谱检测臂携带垃圾袋传动到非厨余垃圾桶上方，将垃圾袋投入非厨余垃圾凹槽口内。

进一步，所述显示屏内置喇叭以及IC卡刷卡结构；当放置在厨余垃圾凹槽口的垃圾袋中包含非厨余垃圾时，显示屏报警提示内含非厨余垃圾，垃圾投放者需对垃圾重新处理再进行投放，当垃圾袋中不含非厨余垃圾，显示屏显示投放正确并提示垃圾投放者将IC卡放置在IC卡刷卡结构上领取奖励积分；当放置在非厨余垃圾桶凹槽口的垃圾袋中包含厨余垃圾时，显示屏报警提示内含厨余垃圾，垃圾投放者需对垃圾重新处理再进行投放，当垃圾袋中不含厨余垃圾，显示屏显示投放正确并提示垃圾投放者将IC卡放置在IC卡刷卡结构上领取奖励积分。

进一步，还包括后台管理系统，所述后台管理系统主要负责整个垃圾箱的各个结构的协调控制，包括：①收集光谱检测臂的数据，结合后台管理系统的采样信息辨识垃圾袋中是否全部是厨余垃圾或非厨余垃圾，控制检测臂传动机构以及弧状凹槽口的开合将厨余垃圾倒入厨余垃圾桶中，非厨余垃圾放入非厨余垃圾桶中；②收集垃圾箱外壳中容量检测设备的数据，将检测数据传递给后台管理系统，辨识垃圾桶剩余容量情况，将垃圾桶垃圾容量数据汇总至垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线；③如果垃圾桶容量已满，系统将在屏幕上提示容量已满，并停止垃圾分类操作。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种智能垃圾箱的厨余与非厨余垃圾的辨识方法，该方法是通过光谱技术实现，其中一个光谱检测臂发射光谱，光谱照射在垃圾上，由于垃圾中含水量的差异，经过散射后反射出的波长发生变化，另外一个光谱检测臂再接收反射光谱，将采集数据与所述后台管理系统的采样信息对比，从而来辨识垃圾袋中是否全部是厨余垃圾或非厨余垃圾。

本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种智能垃圾箱的使用方法，包括以下步骤：

步骤A：用户将事先整理好的厨余垃圾袋或非厨余垃圾袋放入对应的弧状凹槽口内，对应的一组光谱检测臂检测到垃圾袋放入后，伸进下方弧状凹槽口上的袋装垃圾中；

步骤B：①若用户将袋装垃圾放入的是厨余垃圾凹槽口，当光谱检测臂检测出垃圾袋中含有非厨余垃圾，则显示屏报警提示，厨余垃圾凹槽口不打开；当光谱检测臂检测出垃圾袋中不含有非厨余垃圾，则移动相应光谱检测臂进行移动，固定位置的光谱检测臂末端装有刀口，便于垃圾袋从该侧撕破，能够移动的光谱检测臂将垃圾袋撕破后，携带垃圾袋传动到非厨余垃圾桶上方，将垃圾袋投入非厨余侧凹槽中，此时两个弧形凹槽口打开，厨余垃圾和垃圾袋分别投入相应垃圾桶中，屏幕显示积分提示；②若用户将袋装垃圾放入的是非厨余垃圾凹槽口，当光谱检测臂检测出垃圾袋中含有厨余垃圾，则显示屏报警提示，非厨余凹槽口不打开；当检测臂检测出垃圾袋中不含有厨余垃圾，非厨余凹槽口打开，袋装垃圾投入非厨余垃圾桶中，屏幕显示积分提示；

步骤C：当步骤B中显示屏报警提示，用户需要重新整理垃圾袋中的垃圾，当步骤B屏幕显示分类成功和积分提示，用户在IC识别区域刷卡领取积分；

步骤D：后台管理系统实时将垃圾桶垃圾容量数据汇总至垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线，如果垃圾桶容量已满，后台管理系统将在屏幕上提示容量已满，并停止垃圾分类操作。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明的智能垃圾箱通过光谱检测臂测定含水量以鉴别厨余垃圾和非厨余垃圾的方法简便可靠，技术实现难度低，投入成本低，能够取得较优效果。

2、本发明的智能垃圾箱采取的积分激励策略可促进用户主动进行垃圾分类的积极性，同时也会纠正用户的错误垃圾分类，有利于垃圾分类的推广与进行。

3、本发明的智能垃圾箱结构简单，安装、拆卸过程灵活方便，有效降低设备的后期维护成本与维护难度。

4、本发明的智能垃圾箱能够实时检测桶内垃圾容量情况，针对即将或已经满载的垃圾桶，可以通过后台管理系统发送给垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线，降低垃圾回收、处理成本。

附图说明

图1为实施例中智能垃圾箱的结构简示图。

图2为实施例中智能垃圾箱的具体实施流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1所示，本实施例公开了一种智能垃圾箱，包括垃圾箱外壳1、检测臂传动结构2、光谱检测臂3、显示屏4、容量检测设备5、弧形凹槽口6、垃圾桶7和后台管理系统(图中未画出)；其中，所述垃圾箱外壳1为四方体，所述弧形凹槽口6有两个装设在垃圾箱外壳1上表面，该两个弧形凹槽口6分别为厨余垃圾凹槽口和非厨余垃圾凹槽口，每个弧形凹槽口6均配置有一个容量检测设备5，所述容量检测设备5安装在弧形凹槽口6下方，用于检测垃圾桶7承装垃圾的量，所述垃圾桶7有两个放置于垃圾箱外壳1内部，并对应设在两个弧形凹槽口6下方，该两个垃圾桶7分别为厨余垃圾桶和非厨余垃圾桶，所述检测臂传动结构2固定在垃圾箱外壳1上方，用于带动光谱检测臂3移动，所述光谱检测臂3与检测臂传动结构2相连接，用于检测垃圾中水分含量以鉴别垃圾类型，所述显示屏4装设在检测臂传动结构2上，用于显示相应信息，并实现人机交互。

优选的，所述弧形凹槽口6内有开合结构，打开后能够将垃圾倒入垃圾桶7中。

优选的，所述容量检测设备5采用红外测距技术，通过检测垃圾高度实时检测垃圾桶7承装垃圾的量，并将垃圾桶垃圾容量数据汇总至垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线。

优选的，所述光谱检测臂3共有四个，分成两组，每组各两个，第一组为厨余垃圾检测臂组，第二组为非厨余垃圾检测臂组；在厨余垃圾检测臂组中，一个光谱检测臂始终位于厨余垃圾凹槽口上方，该光谱检测臂末端装有刀口，便于垃圾袋从该侧撕破，另外一个光谱检测臂初始位置位于厨余垃圾凹槽口上方，能够在检测臂传动结构上水平移动至非厨余垃圾凹槽口上方；非厨余垃圾检测臂组的两个光谱检测臂始终位于非厨余垃圾凹槽口上方；其中，每组两个光谱检测臂中，一个光谱检测臂用于发射光谱，另一个光谱检测臂用于接收反射光谱，通过光谱技术识别垃圾中的含水量，辨识垃圾袋中是否全部为厨余垃圾或非厨余垃圾；待机时，光谱检测臂的探头通过发出红外线，当检测到对应凹槽口有垃圾袋放入时，即开始工作。

优选的，所述检测臂传动结构2包含伸缩部分和水平移动部分；所述伸缩部分负责将每组两个光谱检测臂伸进临时放置在相应弧状凹槽口6上的袋装垃圾中；所述水平移动部分负责牵动厨余垃圾检测臂组中能够移动的那个光谱检测臂将厨余垃圾袋撕破，并通过该个光谱检测臂携带垃圾袋传动到非厨余垃圾桶上方，将垃圾袋投入非厨余垃圾凹槽口内。

优选的，所述显示屏4内置喇叭以及IC卡刷卡结构，当放置在厨余垃圾凹槽口的垃圾袋中包含非厨余垃圾时，显示屏报警提示内含非厨余垃圾，垃圾投放者需对垃圾重新处理再进行投放，当垃圾袋中不含非厨余垃圾，显示屏显示投放正确并提示垃圾投放者将IC卡放置在IC卡刷卡结构上领取奖励积分；当放置在非厨余垃圾桶凹槽口的垃圾袋中包含厨余垃圾时，显示屏报警提示内含厨余垃圾，垃圾投放者需对垃圾重新处理再进行投放，当垃圾袋中不含厨余垃圾，显示屏显示投放正确并提示垃圾投放者将IC卡放置在IC卡刷卡结构上领取奖励积分。

优选的，所述后台管理系统主要负责整个垃圾箱的各个结构的协调控制，包括：①收集光谱检测臂的数据，结合后台管理系统的采样信息辨识垃圾袋中是否全部是厨余垃圾或非厨余垃圾，控制检测臂传动机构以及弧状凹槽口的开合将厨余垃圾倒入厨余垃圾桶中，非厨余垃圾放入非厨余垃圾桶中；②收集垃圾箱外壳中容量检测设备的数据，将检测数据传递给后台管理系统，辨识垃圾桶剩余容量情况，将垃圾桶垃圾容量数据汇总至垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线；③如果垃圾桶容量已满，系统将在屏幕上提示容量已满，并停止垃圾分类操作。

参见图2所示，本实施例也提供了上述智能垃圾箱的具体实施过程，具体情况如下：

用户将事先整理好的厨余垃圾袋或非厨余垃圾袋放入垃圾箱外壳体1上对应的弧状凹槽口6中的厨余垃圾凹槽口和非厨余垃圾凹槽口内，对应的一组光谱检测臂3通过光谱检测到垃圾袋放入后，伸进下方弧状凹槽口6上的袋装垃圾中。通过检测臂传动结构2的伸缩部分将对应的一组光谱检测臂3伸进下方弧状凹槽口6上的袋装垃圾中；随后对应的一组光谱检测臂3开始工作，对应组中的一个光谱检测臂3发射光谱，光谱在袋中与垃圾发生散射，通过另一个光谱检测臂接收散射光谱，再将数据传入后台管理系统中，对比后台管理系统中已有信息库，简单辨别厨余垃圾袋是否含有非厨余垃圾、非厨余垃圾袋是否含有厨余垃圾。

当用户将袋装垃圾放入厨余垃圾凹槽口，若光谱检测臂3检测出垃圾袋中含有非厨余垃圾，则显示屏4伴随其内部的喇叭报警提示，该凹槽口不打开，用户需对所投放厨余垃圾整理后再重新投放；当光谱检测臂3检测出垃圾袋中不含有非厨余垃圾，则检测臂传动结构2水平部分通过直线电机实现相应光谱检测臂3水平移动，将垃圾袋撕破，并携带垃圾袋传动到非厨余垃圾凹槽口上方，将垃圾袋投入非厨余垃圾凹槽口中。此时两个弧状凹槽口6均打开，厨余垃圾和垃圾袋分别投入相应垃圾桶中，显示屏4显示积分提示，用户在显示屏4上的IC识别区域刷卡获得奖励积分，用于兑换奖品。当用户将袋装垃圾放入的是非厨余垃圾凹槽口，若光谱检测臂3检测出垃圾袋中含有厨余垃圾，则显示屏4伴随其内部的喇叭报警提示，该凹槽口不打开，用户需对所投放非厨余垃圾整理后再重新投放；当光谱检测臂3检测出垃圾袋中不含有厨余垃圾，此时该凹槽口打开，非厨余垃圾投入垃圾桶中，显示屏4显示积分提示，用户在显示屏4上的IC识别区域刷卡获得奖励积分，用于兑换奖品。

针对垃圾箱外壳1内的两个垃圾桶7承装的垃圾量，分别通过垃圾箱外壳体1中的容量检测设备5来检测，容量检测设备5基于红外线测距实现，通过发射红外线和接收红外线测量桶口到桶中垃圾的距离，对比后台管理系统中预存数据来对比分析垃圾桶7承装垃圾容量。同时，后台管理系统实时将垃圾桶垃圾容量数据汇总至垃圾回收点，便于规划垃圾车回收路线。如果垃圾桶容量已满，系统将在屏幕上提示容量已满，并停止垃圾分类操作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。