CN111846695A - 一种智能垃圾分类回收设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备技术领域，且公开了一种智能垃圾分类回收设备，包括安装壳，还包括：A类垃圾分类处理机构、B类垃圾分类处理机构、C类垃圾处理机构、电机与电控模块、人机交互模块、垃圾收集模块、异味处理模块组成；A类垃圾分类处理机构包括A类垃圾待处理箱，所述A类垃圾待处理箱固定安装在所述安装壳的内部，所述安装壳的内部顶壁上固定连接有A类垃圾机械爪，所述安装壳的内部左侧壁固定连接有A类垃圾破袋装置，所述安装壳的内部左侧壁固定连接有L形支架，所述L形支架的右侧面安装有一级履带装置。该智能垃圾分类回收设备，适用于小区，学校，商场等不同地点；可以减小垃圾后处理成本，提高垃圾分类效率。

Description

一种智能垃圾分类回收设备

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别涉及到一种智能垃圾分类回收设备。

背景技术

目前我国大多数城市生活垃圾采用传统的“集中混合收集－集中运输－集 中处理”的模式，这种粗放的处理方式不仅浪费了垃圾中的有用成分，而且增 加了垃圾的处理量和处理难度，造成了巨大的物质、人力、土地资源的浪费。

据新华社报道，2019年起全国地级及以上城市将全面启动生活垃圾分类工 作，到2020年底，46个重点城市要基本建成垃圾分类处理系统。2025年底前， 全国地级及以上城市要基本建成垃圾分类处理系统。若要更好地实现垃圾分类 回收，就要建造更方便的分类设施，减轻居民垃圾分类的负担，提高分类效率。

为解决垃圾分类问题，有些公司推出了智能垃圾回收箱，但目前的产品都 各自存在缺点。第一类产品虽然可以处理大多数类型的垃圾，但其垃圾分类投 放窗口较多，投放过程繁琐，并且居民对垃圾分类不准确会导致后期人工二次 分拣成本过高；第二类产品虽然操作简单，但可处理垃圾种类少，主要针对饮 料瓶、易拉罐等小体积标准化可回收垃圾。

目前市场上急需一种可以处理大多数类型垃圾，且操作相对简单的智能垃 圾回收设备。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能垃圾分类回收设备，解决了 其垃圾分类投放窗口较多，投放过程繁琐，并且居民对垃圾分类不准确会导致 后期人工二次分拣成本过高；第二类产品虽然操作简单，但可处理垃圾种类少， 主要针对饮料瓶、易拉罐等小体积标准化可回收垃圾的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种智能垃圾分类回收设 备，包括安装壳，还包括：A类垃圾分类处理机构、B类垃圾分类处理机构、C 类垃圾处理机构、电机与电控模块、人机交互模块、垃圾收集模块、异味处理 模块组成；

A类垃圾分类处理机构包括A类垃圾待处理箱，所述A类垃圾待处理箱固定 安装在所述安装壳的内部，所述安装壳的内部顶壁上固定连接有A类垃圾机械 爪，所述安装壳的内部左侧壁固定连接有A类垃圾破袋装置，所述安装壳的内 部左侧壁固定连接有L形支架，所述L形支架的右侧面安装有一级履带装置， 所述一级履带装置的外表面固定连接有金属传感器，所述安装壳的内部底壁上 固定连接有支撑台，所述支撑台的上表面固定安装有二级履带装置，所述二级 履带装置的外表面设置有辅助履带装置，所述支撑台的上表面固定连接有两个 2mm光电传感器，所述支撑台的上表面固定连接有两个4mm光电传感器；

B类垃圾分类处理机构包括B类垃圾机械爪，所述B类垃圾机械爪固定安装 在所述安装壳的内部顶壁上，所述安装壳的内部右侧壁安装有B类垃圾破袋装 置，所述安装壳的内部底壁上固定连接有B类垃圾破碎装置；

C类垃圾分类处理机构包括C类垃圾机械爪，所述C类垃圾机械爪固定安装 在所述安装壳的内部顶壁上，所述安装壳的右侧面设置有V型门，所述安装壳 的右侧面设置有IC卡读卡器，所述安装壳的右侧面镶嵌有可触摸显示屏，所述 安装壳的右侧面穿插设置有垃圾投放窗口，所述安装壳的内部底壁上固定连接 有垃圾箱，所述垃圾箱的内部侧壁设置在所述垃圾投放窗口的下方，所述垃圾 箱的内部侧壁上固定连接有A类垃圾分类判别装置和C类垃圾分类判别装置， 所述V型门的底部固定连接有压力传感器，所述压力传感器的底部固定连接有 金属探测器。

优选的，所述A类垃圾待处理箱的内部侧壁上固定连接有红外传感器和震 动装置，所述A类垃圾待处理箱的底部转动连接有转动底板，所述转动底板面 积为所述A类垃圾待处理箱的横截面投影面积的四分之一。

优选的，所述A类垃圾破袋装置与所述B类垃圾破袋装置由圆筒及圆筒上 密布的软刀组成。

优选的，所述一级履带装置设置在所述A类垃圾待处理箱的下部，宽度与 所述转动底板宽度相同，在所述安装壳内前后向分布，所述一级履带装置的外 表面设有两个分流装置。

优选的，所述二级履带装置设置在所述辅助履带装置上，所述辅助履带装 置与所述一级履带装置平行，在所述安装壳内前后向分布，所述二级履带装置 的移动方向与所述辅助履带装置的移动方向垂直，即在所述安装壳内左右向分 布。

优选的，所述B类垃圾破碎装置由固定在同一轴上的四层绞刀组成，每层 绞刀相距一定距离，由一减速电机带动旋转，每层所述绞刀由对称分布的三片 叶状刀片组成，且上下两层相同刀片的位置错位三十度。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种智能垃圾分类回收设备，具备以下有 益效果：

该智能垃圾分类回收设备，适用于小区，学校，商场等不同地点；可以减 少垃圾后处理成本，提高垃圾分类效率。

附图说明

图1为智能垃圾分类回收设备内部构造图；

图2为智能垃圾分类回收设备整体外观图；

图3为A类垃圾机械爪装置图；

图4为A类垃圾破袋装置图；

图5为A类垃圾待处理箱装置图；

图6为一级履带装置图；

图7为二级履带装置及辅助履带装置图；

图8为垃圾分类判别装置图；

图9为B类垃圾破袋装置图；

图10为V型门装置图；

图11为A类垃圾分类判别流程图。

图中：1、A类垃圾机械爪；2、A类垃圾破袋装置；3、A类垃圾待处理箱； 4、一级履带装置；5、二级履带装置；6、辅助履带装置；7、A类垃圾分类判别 装置；8、B类垃圾机械爪；9、B类垃圾破袋装置；10、B类垃圾破碎装置；11、 C类垃圾机械爪；12、C类垃圾分类判别装置；13、V型门；14、IC卡读卡器； 15、可触摸显示屏；16、垃圾投放窗口；17、金属传感器；18、2mm光电传感器； 19、4mm光电传感器；20、压力传感器；21、金属探测器；22、红外传感器；23、 安装壳；24、垃圾箱。

具体实施方式

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。

请参阅图1-11，一种智能垃圾分类回收设备，包括安装壳23，还包括：A 类垃圾分类处理机构、B类垃圾分类处理机构、C类垃圾处理机构、电机与电控 模块、人机交互模块、垃圾收集模块、异味处理模块组成；

A类垃圾分类处理机构包括A类垃圾待处理箱3，A类垃圾待处理箱3固定 安装在安装壳23的内部，安装壳23的内部顶壁上固定连接有A类垃圾机械爪1， 安装壳23的内部左侧壁固定连接有A类垃圾破袋装置2，安装壳23的内部左侧 壁固定连接有L形支架，L形支架的右侧面安装有一级履带装置4，一级履带装 置4的外表面固定连接有金属传感器17，安装壳23的内部底壁上固定连接有支 撑台，支撑台的上表面固定安装有二级履带装置5，二级履带装置5的外表面设 置有辅助履带装置6，支撑台的上表面固定连接有两个2mm光电传感器18，支 撑台的上表面固定连接有两个4mm光电传感器19；

如图4所示，当袋装垃圾投入时，破袋装置启动，圆筒高速旋转。垃圾袋 被高速旋转的软刀割破，袋内垃圾释放至垃圾暂时储存装置。采取软刀设计， 有利于避免破袋装置被垃圾中的硬物损坏，当有硬物落下时，软刀会绕过该硬 物，让其直接落下。

B类垃圾分类处理机构包括B类垃圾机械爪8，B类垃圾机械爪8固定安装 在所述安装壳23的内部顶壁上，安装壳23的内部右侧壁安装有B类垃圾破袋 装置9，安装壳23的内部底壁上固定连接有B类垃圾破碎装置10；

C类垃圾分类处理机构包括C类垃圾机械爪11，C类垃圾机械爪11固定安 装在安装壳23的内部顶壁上，安装壳23的右侧面设置有V型门13，安装壳23 的右侧面设置有IC卡读卡器14，安装壳23的右侧面镶嵌有可触摸显示屏15， 安装壳23的右侧面穿插设置有垃圾投放窗口16，安装壳23的内部底壁上固定 连接有垃圾箱24，垃圾箱24的内部侧壁设置在垃圾投放窗口16的下方，垃圾 箱24的内部侧壁上固定连接有A类垃圾分类判别装置7和C类垃圾分类判别装 置12，V型门13的底部固定连接有压力传感器20，压力传感器20的底部固定 连接有金属探测器21。

如图3所示，三个机械爪的结构相同，机械爪的上部凸起为控制区域，当 用户选择好对应的垃圾类别时，对应的机械爪装置启动，将垃圾夹住带往相应 的区域。

如图5所示，A类垃圾待处理箱3的内部侧壁上固定连接有红外传感器22 和震动装置，A类垃圾待处理箱3的底部转动连接有转动底板，转动底板面积为 A类垃圾待处理箱3的横截面投影面积的四分之一，当A类垃圾待处理箱3内垃 圾达到红外传感器22预设高度时，转动底板打开，震动装置开始运行，帮助垃 圾进入一级履带装置4。

A类垃圾破袋装置2与B类垃圾破袋装置9由圆筒及圆筒上密布的软刀组成， 当袋装垃圾投入时，破袋装置启动，圆筒高速旋转，垃圾袋被高速旋转的软刀 割破，袋内垃圾释放至垃圾暂时储存装置。采取软刀设计，有利于避免破袋装 置被垃圾中的硬物损坏，当有硬物落下时，软刀会绕过该硬物，让其直接落下。

如图6所示，一级履带装置4设置在A类垃圾待处理箱3的下部，宽度与 转动底板宽度相同，在安装壳23内前后向分布，一级履带装置4的外表面设有 两个分流装置，可将同一横向水平线上垃圾由多个变为单个，使垃圾尽可能地 在传送带上单个直线分布后，借助一级履带装置4尽头处所设震动装置，输送 到二级履带装置5。

如图7所示，二级履带装置5设置在辅助履带6装置上，辅助履带6与一 级履带装置4平行，在安装壳23内前后向分布，二级履带装置5的移动方向与 辅助履带装置6的移动方向垂直，即在安装壳23内左右向分布，辅助履带装置6作用为支撑二级履带装置5，提供二级履带装置5的整体运动方向，二级履带 装置5则负责将垃圾平运至各收集口，然后重复这一过程。

A类垃圾分类处理机构的A类垃圾分类判别装置如图8所示，垃圾分类判别 装置包括金属传感器17、2mm光电传感器18、4mm光电传感器19与单片机，金 属传感器17仅对金属类物质产生感应信号，2mm光电传感器18可对玻璃、塑料 产生感应信号，4mm光电传感器19仅对玻璃产生感应信号，感应信号传至单片 机，单片机接到信号后再传递控制指令给承载对应垃圾的二级履带装置5，二级 履带装置5启动，垃圾进入相应的垃圾处理机构。

B类垃圾破碎装置10由固定在同一轴上的四层绞刀组成，每层绞刀相距一 定距离，由一减速电机带动旋转，每层绞刀由对称分布的三片叶状刀片组成， 且上下两层相同刀片的位置错位三十度，刀片采用刀刃锋利的钢刀，以使固体 粉碎的更彻底。B类垃圾破碎装置10需要定期更换刀片，以保证粉碎效率。

C类垃圾分类处理机构的V型门13如图11所示，V型门13底部为压力传 感器20，在压力传感器20底端设有金属探测器21，当待收集的瓶、罐落入装 置中时，若压力传感器20判定此瓶、罐质量超出预定范围，则下一级金属探测 器21不会工作，用户需要将瓶、罐从开放口取出，将液体倒入指定位置后，方 可继续进行操作。若瓶、罐质量在预定范围之内，则金属探测器21启动，信号 传给单片机，单片机控制V型门13打开，瓶、罐落根据材料进入对应垃圾回收 模块。

人机交互模块负责识别IC卡信息并指导用户操作，显示垃圾处理过程；电 机与电控模块负责识别个传感器收集的信号，经单片机处理后，控制各电机运 转；垃圾收集模块负责容纳经分类处理后的垃圾，当垃圾收集模块到达指定容 量后，发出信号提示附近垃圾回收处理机构对垃圾进行后续处理，同时人机交 互模块提示用户选择前往相邻的智能垃圾回收设备投放垃圾；所述异味处理模 块负责消除异味，保证设备周围区域的环境整洁。

该智能垃圾分类回收设备，包括以下使用流程：

1)A类垃圾分类处理流程；

①用户手提袋装垃圾至智能垃圾分类回收设备处，在IC卡读卡器14刷卡， 可触摸显示屏15上显示出用户相应信息，垃圾投放窗口16打开。

②用户将垃圾放入垃圾投放窗口16，用户在可触摸显示屏15上选择A类垃 圾,垃圾投放窗口16关闭。

③机械爪1沿轨道移动至待处理处，抓取袋装垃圾投入至A类垃圾处理口， 同时启动A类垃圾破袋装置2。

④A类垃圾破袋装置2将垃圾袋划破后，垃圾落入A类垃圾待处理箱3。待 垃圾积累到一定高度时，红外传感器22发出信号，触发A类垃圾待处理箱3的 转动底板，同时启动一级履带装置4，A类垃圾待处理箱3底部的震动装置开始 工作，垃圾开始分批落入处一级履带装置4。

⑤一级履带装置4带动垃圾向前，期间经过两次分流装置，使垃圾在履带 同一水平线上只有单个垃圾。

⑥一级履带装置4尽头设有震动装置，通过震动装置运行使垃圾落入二级 履带装置5。

⑦辅助履带装置6携带垃圾依次通过金属传感器17、2mm光电传 感器18、4mm光电传感器19的识别，将信号传递给单片机，而后单 片机控制辅助履带上的二级履带装置5运行，将垃圾送入对应的垃圾 收集模块，其流程如图11所示。

2)B类垃圾分类处理流程；

①用户手提袋装垃圾至智能垃圾分类回收设备处，在IC卡读卡器14刷卡， 可触摸显示屏15上显示出用户相应信息，垃圾投放窗口16打开。

②用户将垃圾放入垃圾投放窗口16，用户在可触摸显示屏15上选择B类垃 圾,垃圾投放窗口16关闭。

③B类垃圾机械爪8沿轨道移动至待处理处，抓取袋装垃圾投入至B类垃圾 处理口，同时启动B类垃圾破袋装置9。

④B类垃圾破袋装置9将垃圾袋划破后，垃圾落入B类垃圾破碎装置10， 垃圾依靠重力落下，在高速旋转的刀片下进行切碎。

⑤切碎的餐厨垃圾落入餐厨垃圾收集模块后进行封闭，同时异味处理模块 工作，避免异味散出。

3)C类垃圾分类处理流程；

①用户手提袋装垃圾至智能垃圾分类回收设备处，在IC卡读卡器14刷卡， 可触摸显示屏15上显示出用户相应信息，垃圾投放窗口16打开。

②用户将垃圾放入垃圾投放窗口16，用户在可触摸显示屏15上选择C类垃 圾,垃圾投放窗口16关闭。

③C类垃圾机械爪11沿轨道移动至待处理处，抓取袋装垃圾投入至C类垃 圾处理口。

④瓶、罐落入压力传感器20，对瓶、罐进行称重，若其质量不在规定范围 之内，压力传感器20会发出信号，可触摸显示屏15发出提示信息，提醒垃圾 扔入者返回C类垃圾初步处理处取回瓶、罐，将瓶、罐内残余的液体倒入智能 垃圾回收设备的指定收集处，然后再次投入。

⑤瓶、罐通过压力传感器20测试后，金属探测器21启动，对垃圾材质进 行检测，信号传给单片机，单片机控制V型门13打开，瓶、罐落根据材料进入 对应垃圾回收模块。

综上所述，该智能垃圾分类回收设备，适用于小区，学校，商场等不同地 点；可以减小垃圾后处理成本，提高垃圾分类效率。

需要说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括 一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设 备中还存在另外的相同要素。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和 附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟 的常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，而且电路连接 采用现有技术中常规的连接方式，在此不再作出具体叙述，同时该文中出现的 电器元件均与外界的主控制器及市电电连接，说明书中提到的外设控制器可为 本文提到的电器元件起到控制作用，而且该外设控制器为常规的已知设备。 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可 以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变 化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种智能垃圾分类回收设备，包括安装壳(23)，其特征在于，还包括：A类垃圾分类处理机构、B类垃圾分类处理机构、C类垃圾处理机构、电机与电控模块、人机交互模块、垃圾收集模块、异味处理模块组成；

A类垃圾分类处理机构包括A类垃圾待处理箱(3)，所述A类垃圾待处理箱(3)固定安装在所述安装壳(23)的内部，所述安装壳(23)的内部顶壁上固定连接有A类垃圾机械爪(1)，所述安装壳(23)的内部左侧壁固定连接有A类垃圾破袋装置(2)，所述安装壳(23)的内部左侧壁固定连接有L形支架，所述L形支架的右侧面安装有一级履带装置(4)，所述一级履带装置(4)的外表面固定连接有金属传感器(17)，所述安装壳(23)的内部底壁上固定连接有支撑台，所述支撑台的上表面固定安装有二级履带装置(5)，所述二级履带装置(5)的外表面设置有辅助履带装置(6)，所述支撑台的上表面固定连接有两个2mm光电传感器(18)，所述支撑台的上表面固定连接有两个4mm光电传感器(19)；

B类垃圾分类处理机构包括B类垃圾机械爪(8)，所述B类垃圾机械爪(8)固定安装在所述安装壳(23)的内部顶壁上，所述安装壳(23)的内部右侧壁安装有B类垃圾破袋装置(9)，所述安装壳(23)的内部底壁上固定连接有B类垃圾破碎装置(10)；

C类垃圾分类处理机构包括C类垃圾机械爪(11)，所述C类垃圾机械爪(11)固定安装在所述安装壳(23)的内部顶壁上，所述安装壳(23)的右侧面设置有V型门(13)，所述安装壳(23)的右侧面设置有IC卡读卡器(14)，所述安装壳(23)的右侧面镶嵌有可触摸显示屏(15)，所述安装壳(23)的右侧面穿插设置有垃圾投放窗口(16)，所述安装壳(23)的内部底壁上固定连接有垃圾箱(24)，所述垃圾箱(24)的内部侧壁设置在所述垃圾投放窗口(16)的下方，所述垃圾箱(24)的内部侧壁上固定连接有A类垃圾分类判别装置(7)和C类垃圾分类判别装置(12)，所述V型门(13)的底部固定连接有压力传感器(20)，所述压力传感器(20)的底部固定连接有金属探测器(21)。

2.根据权利要求1所述的一种智能垃圾分类回收设备，其特征在于：所述A类垃圾待处理箱(3)的内部侧壁上固定连接有红外传感器(22)和震动装置，所述A类垃圾待处理箱(3)的底部转动连接有转动底板，所述转动底板面积为所述A类垃圾待处理箱(3)的横截面投影面积的四分之一。

3.根据权利要求1所述的一种智能垃圾分类回收设备，其特征在于：所述A类垃圾破袋装置(2)与所述B类垃圾破袋装置(9)由圆筒及圆筒上密布的软刀组成。

4.根据权利要求1所述的一种智能垃圾分类回收设备，其特征在于：所述一级履带装置(4)设置在所述A类垃圾待处理箱(3)的下部，宽度与所述转动底板宽度相同，在所述安装壳(23)内前后向分布，所述一级履带装置(4)的外表面设有两个分流装置。

5.根据权利要求1所述的一种智能垃圾分类回收设备，其特征在于：所述二级履带装置(5)设置在所述辅助履带装置(6)上，所述辅助履带装置(6)与所述一级履带装置(4)平行，在所述安装壳(23)内前后向分布，所述二级履带(5)的移动方向与所述辅助履带装置(6)的移动方向垂直，即在所述安装壳(23)内左右向分布。

6.根据权利要求1所述的一种智能垃圾分类回收设备，其特征在于：所述B类垃圾破碎装置(10)由固定在同一轴上的四层绞刀组成，每层绞刀相距一定距离，由一减速电机带动旋转，每层所述绞刀由对称分布的三片叶状刀片组成，且上下两层相同刀片的位置错位三十度。

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