[發明專利]一種社區袋裝垃圾自動分類投放和監測系統

在審

• 申請號: 202010189004.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111232470A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張金木
• 申請（專利權）人: 福州準點信息科技有限公司
• 主分類號: B65F1/00
• 分類號: B65F1/00;B65F1/14;B65F1/16;B65F1/06;B65F1/12;B65F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種社區袋裝垃圾自動分類投放和監測系統的實現方法，其特征在于，在一個社區中每戶住宅放置多個重復使用的帶有彩色標識的垃圾收集袋，每個垃圾收集袋投放一種類型的垃圾，社區中設置一個或多個集中投放屋，當垃圾收集袋中垃圾收集滿后，由住戶手提一個或多個垃圾收集袋放入所述集中投放屋的垃圾收集袋運載軌道入口處的引導框中任一空的框格中，由集中投放屋中的主控制器、電器裝置和半圓齒圈投放機構實現袋裝垃圾自動分類投放和監測，且具有如下特征：

所述垃圾收集袋埋設無源RFID芯片，在家庭和社區垃圾集中投放屋中各設置讀寫器，構成無源RFID電子標簽系統；

每個垃圾收集袋具有放置于所述框格中的定位結構；

垃圾處理軌道分成兩段，即投放軌道和引導軌道，兩段軌道平面相互銜接，由步進電機或伺服電機驅動絲桿螺母付，實現垃圾收集袋在軌道上的移動；

投放軌道和引導軌道設置步進電機或伺服電機的運行定位基準裝置，確定引導框中各框格的移動位置；

所述半圓齒圈投放機構，是在投放框左側面固定內半齒圈、與之結合的齒輪和卸載步進電機及其驅動器固定在傳動框左側面上，卸載步進電機驅動齒輪和內半齒圈，使投放框旋轉，其內半齒圈用鏍釘固定在投放框上，傳動框上裝有導塊用于引導和支撐內半齒圈在導塊內轉動。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述袋裝垃圾自動分類投放和監測具體為：

引導框被隔板隔成4個相同長度的框格，每個框格可以放置不同垃圾類型的垃圾收集袋；

社區垃圾主要是廚余垃圾其次是其它垃圾，住戶一般一次僅提1～2個垃圾收集袋，可放入任一個框格中，如果框格放滿可暫時放置其它處，再由管理人員定時代投，或者增加或減少引導框中分隔的框格數量以滿足各種不同需求；

約定集中投放屋涉及位置描述的設備和構件，包括垃圾收集袋都是以其放置于集中投放屋的設置狀態位置，其方向描述都是以集中投放屋的正前面看時的方向；

家庭垃圾收集裝置由塑料桶和垃圾收集袋組成，其中垃圾收集袋由塑料袋、標識牌、金屬框架組成，塑料桶用于放置垃圾收集袋，垃圾收集袋用于運裝垃圾到集中投放處；

所述標識牌的取長20mm寬20mm塑料制成熔接固定于所述矩形框的后側中部加固用的所述直角三角形上；

所述標識牌在無金屬件位置埋設無源RFID芯片，在住宅和社區垃圾集中投放屋中各設置讀寫器，構成無源RFID電子標簽系統，RFID芯片用于保存垃圾類型、住處地址、人數及用餐數、本次讀寫日期的信息，其中垃圾類型永久保存不被擦除，在讀寫器射頻信號覆蓋區由住宅讀寫器自動寫入除垃圾類型外的住宅讀寫器所保存的上述信息，社區垃圾集中投放屋的讀寫器讀取RFID芯片信息后和讀取日期一起保存在存儲器中，然后將該RFID芯片信息除垃圾類型外全部擦除，因此所述垃圾收集袋在社區垃圾集中投放屋自動投放后成為社區住戶可共享的通用裝置，不希望共享的住戶可將其貼寫標識后自用；

所述垃圾收集袋的金屬框架由金屬鐵線焊接成，頂部為矩形框由金屬鐵線焊接圍成，不同垃圾類別其矩形框的長度相同寬度相同，所述金屬框架與所述框格大小相同并取間隙，使之容易放入；

在矩形框兩對邊中間的內側分別焊接一個U型框，U型框底部交叉處焊接，在U型框上端有標識牌一側的豎直邊，在該豎直邊離U型框底邊2/3和1/3處外側附近分別焊接一個球形焊點，與該球形焊點相對應，在所述引導框4個框格的后內側壁中部加工一條垂直半圓凹槽，同樣在家庭塑料桶中的相應內側壁設置一條垂直半圓凹槽，用于定位；

所述金屬框架的所有角焊接加固條，兩U型框底部交叉處下面焊接一個圓鐵片，該圓鐵片平面與矩形框平面平行，用于支撐，所述金屬框架高度與所述框格和塑料桶高度相一致；

所述塑料袋用聚乙烯塑料薄膜定制成筒膜半成品，筒膜的一個開口端固定于所述金屬框架的矩形框的4條邊上形成4段支撐封條，筒膜的另一端做成封口邊并留出一段熱合于所述U型框的任何一條底邊上；

在社區垃圾集中投放屋內并排的垃圾儲運桶之上設置垃圾處理軌道，用于傳送垃圾收集袋，垃圾處理軌道分成兩段，即投放軌道和引導軌道，兩段軌道平面相互銜接；

所述引導軌道底部沿傳送方向的中線安裝引導軌道絲桿螺母付，其中螺母固定于擋塊上，其中的絲桿右端與引導軌道步進電機及其驅動器相連，引導軌道步進電機的運行受主控制器控制，驅動所述擋塊向左或向右移動，從而推動放置于引導軌道上的引導框移動，引導框上放置垃圾收集袋，所述步進電機也可以采用伺服電機；

集中投放屋內部的引導軌道的長度方向留有一個引導框位置，用于通過讀寫器檢測垃圾收集袋數據，社區垃圾集中投放屋的左和右的投放屋外側軌道各留有一個引導框位置，左外側用于水噴洗和沿斜滑道卸去垃圾收集袋，水噴洗是由主控制器控制電動水槍加水噴頭完成，右外側用于住戶放置垃圾收集袋，在所述左外側有一個斜滑道平面用于卸去垃圾收集袋，在支撐機架上安裝震動電機，在震動電機作用下幫助卸載，然后用水槍助力從斜滑道平面卸下垃圾收集袋；

引導軌道最右端的引導框放置垃圾收集袋后，相應入口引導框的框格中的框格微動開關閉合，LED指示燈亮，如果4個LED指示燈全亮，集中投放屋的主控制器即起動投放程序，否則只有1至3個LED指示燈亮時，需經手動按鈕起動投放程序或經延時后自動起動投放程序，這時，主控制器驅動引導軌道步進電機，使位于引導軌道最右端所述擋塊推動引導框行進，其擋塊移動到引導軌道最左端時，引導框即被推入投放軌道處于投放初始位置的投放框中，桶推拉式電磁鐵作推拉桿伸出動作鎖定垃圾收集袋，投放軌道最右端的投放框的位置為投放初始位置，從而運送垃圾收集袋進入投放軌道；

投放框接收引導框和引導框上的垃圾收集袋，投放軌道平面的高度比引導軌道平面的高度低傳動框底板和投放框底板厚度之和，使引導框從引導軌道平滑進入投放軌道，沿投放軌道傳送方向的尺寸稱為長度，投放框長度比引導框長度長3mm至5mm，使引導框在投放框中不易脫離投放框，在投放框的三側面外壁各對角線位置焊接加強筋；

投放框、引導框的每個框格位置的前側壁頂部邊和垃圾收集袋中矩形框前側頂部邊，離該邊右端點30mm處為中心，投放框和引導框均開一個寬5mm高5mm的口，矩形框相應位置設一個相應大小凹槽，與桶推拉式電磁鐵配合，用于防止垃圾收集袋脫落；

在投放軌道與引導軌道銜接處的引導軌道端部的邊上，安裝一個投放微動開關，投放框的相應位置安裝一個觸片，當投放框移動到所述投放軌道端部時所述觸片觸及投放微動開關，使投放微動開關動作，用于在主控制器控制下投放軌道步進電機驅動絲桿螺母付移動時的定位基準，在住戶垃圾收集袋放置處的引導軌道端部安裝一個引導微動開關，當引導框移動到所述引導軌道的所述端部時，所述引導框觸及引導微動開關，使引導微動開關動作，用于在主控制器控制下引導軌道步進電機驅動絲桿螺母付移動時的定位基準，所述定位基準還用于通過移動距離的計算識別引導框中各框格的運行位置和投放軌道下的各垃圾儲運桶的位置；

在引導框右側面上固定一個金屬鉤并套入引導軌道絲桿螺母擋塊上的金屬圓環中，使之帶動引導框在軌道上移動，引導框被推至處于投放軌道最右端的投放框后，當投放框作投放旋轉或投放程序結束的復位反轉時，固定在引導框上的金屬鉤隨之作相應圓弧運動，從而使所述金屬鉤在投放時脫離或復位時套入所述金屬圓環中，這樣，就實現垃圾收集袋及其引導框的移動過程，由投放軌道步進電機驅動和由引導軌道步進電機驅動的自動轉換；

引導軌道左端為投放軌道，在投放軌道的底部中部安裝投放軌道絲桿螺母付，引導框被推到引導軌道上投放框時，投放框的底部還有一個傳動框，傳動框置于投放軌道上，所述投放軌道絲桿螺母上的螺母固定于傳動框底部，其中絲桿的左端與投放軌道步進電機及其驅動器相連，投放軌道步進電機的運行受主控制器控制，使投放軌道絲桿上的螺母向左或向右移動，從而推動傳動框和放置其上的投放框在投放軌道上移動；

傳動框和投放框均在其后側面底邊角的兩端各固定一個軸套，該軸套與投放軌道的最近處留有間隙，軸套的孔與滑動軸動配合，投放框是處于投放狀態在滑動軸上移動，傳動框在投放軌道上移動時經軸套帶動投放框在滑動軸上移動，滑動軸與軌道平行兩端各固定一個支座；

傳動框的高度是投放框高度的一半，投放框左側面固定內半齒圈、與之結合的齒輪和卸載步進電機及其驅動器固定在傳動框左側面上，即靠近水噴洗端的側面；

投放框的高度比引導框的高度高出4mm至6mm，該投放框由底板、前擋板、后擋板、右擋板和左擋板構成，右擋板和左擋板位于投放軌道傳送方向的兩端，所述右擋板是距離引導軌道較近的一側，其高度為4mm至6mm厚3mm設于投放框頂部，使引導框可以推入投放框，當投放框作旋轉投放動作時，引導框落入投放框右擋板之內，用于限位，在引導框右外側面中部離引導框頂端的邊10mm處焊接厚7mm長10mm擋塊，防止卸載時脫離投放框；

投放框中每個引導框框格的頂部均裝有該框格的相應大小的鋁合金制的框格蓋板，用于防止垃圾泄漏，當投放框在投放之前平放在投放軌道上時，其蓋板鉸鏈設在投放框邊的各框格的位置中線上，即滑動軸對角的邊上，蓋板鉸鏈孔中心在投放框邊之外，離投放框的邊20mm至26mm；

在投放框的各個框格蓋板位置的蓋板鉸鏈兩側，其一側裝蓋推拉式電磁鐵其滑桿伸出時在框格蓋板之上，用于鎖定框格蓋板，其另一側裝桶推拉式電磁鐵，其滑桿中心線離投放框內部右壁30mm處其滑桿伸出時伸入垃圾收集袋所述凹槽之中，用于鎖定垃圾收集袋；

在投放時卸載步進電機動作帶動齒輪和內半齒圈，使投放框旋轉至與地面成45度傾角的投放準備狀態；

垃圾投放過程：在投放準備狀態，投放框中離地面最近的邊靠在支撐機架的支撐導板上，并觸及支撐導板上微動開關動作使卸載步進電機斷電，從而投放框在支撐導板上處于放松狀態，這時，需要卸下垃圾的框格的蓋推拉式電磁鐵動作，蓋推拉式電磁鐵中推拉桿縮回，相應框格蓋板被打開呈自由下垂狀態，蓋板打開后啟動所述震動電機，在所述支撐機架的震動電機作用下卸下框格中垃圾收集袋的垃圾；

投放框移動位置時，卸載步進電機動作將投放框稍微抬起脫離支撐導板，處于移動位置狀態，在主控制器和投放軌道步進電機驅動下移動位置；

當需要卸下投放框中另一框格的垃圾時，移動位置進入主控制器設置的該框格垃圾類型的投放位置，并使卸載步進電機動作將投放框置于支撐導板上的投放狀態，重復上述垃圾投放過程；

投放框在完成所有引導框的框格中垃圾收集袋的垃圾投放后，投放框保持投放狀態，所述蓋板保持充分打開狀態，卸載步進電機動作使投放框處于移動位置狀態，然后驅動投放軌道步進電機使投放框移動至軌道左端水噴洗和卸載位置，所述水噴洗和卸載位置有一個與軌道垂直的斜滑道平面，用于卸載，主控制器啟動電動水槍，電動水槍加裝水噴頭完成垃圾收集袋水噴洗后，桶推拉式電磁鐵動作，桶推拉式電磁鐵中推拉桿縮回，垃圾收集袋在所述支撐機架上的震動電機作用下沿斜滑道平面卸下垃圾收集袋，完成垃圾收集袋水噴洗和卸下垃圾收集袋；

然后，在投放軌道步進電機驅動下，傳動框保持投放狀態沿投放軌道上移動返回到投放軌道和引導軌道交接處的投放初始位置，投放框停止移動，并在卸載步進電機驅動下，投放框從投放狀態作復位旋轉時，復位后所述蓋板在重力作用下自動關閉，蓋推拉式電磁鐵的推拉桿伸出動作鎖定蓋板，同時，固定在引導框上的金屬鉤隨之作相應圓弧運動，使所述金屬鉤套入所述引導軌道絲桿螺母擋塊上的金屬圓環中，這樣，當引導軌道步進電機動作時，就拉動引導框在引導軌道行進至引導軌道端部，接收下一組垃圾收集袋。

3.一種社區袋裝垃圾自動分類投放和監測系統的裝置，其特征在于，垃圾處理軌道分成兩段，即投放軌道和引導軌道，兩段軌道平面相互銜接，在引導軌道下安裝引導軌道絲桿螺母付、引導軌道步進電機及其驅動器，在投放軌道底部安裝投放軌道絲桿螺母付、投放軌道步進電機及其驅動器；

所述垃圾收集袋由塑料袋、金屬框架組成，所述金屬框架頂部為矩形框其兩對邊中間內側分別焊接一個U型框，U型框底部焊接一個圓鐵片；

所述垃圾收集袋的埋設無源RFID芯片，家庭和社區垃圾集中投放屋中各設置讀寫器，構成無源RFID電子標簽系統；

引導框被推到引導軌道上投放框時，投放框的底部還有一個傳動框，傳動框置于投放軌道上，投放軌道絲桿螺母上的螺母固定于傳動框底部；

所述引導框被隔板隔成4個相同長度的框格，每個框格可以放置不同垃圾類型的垃圾收集袋；

所述投放框的高度比引導框的高度高出4mm至6mm其右擋板高度為4mm至6mm厚3mm設于投放框頂部使引導框可以推入投放框，當投放框作旋轉投放動作時，引導框落入投放框右擋板之內離引導框頂端的邊10mm處焊接厚7mm長10mm擋塊，防止卸載時脫離投放框；

所述投放軌道和引導軌道采用運行時觸動微動開關作為設置步進電機或伺服電機運行的定位基準裝置，通過移動距離的計算識別引導框中各框格的運行位置；

所述投放框、引導框的每個框格側壁頂部邊處開一個口，用于桶推拉式電磁鐵的推桿深入其中鎖定垃圾收集袋防止脫落；

投放框中每個引導框框格的頂部均裝有該框格相應大小的鋁合金制的框格蓋板，用于防止垃圾泄漏，其蓋板鉸鏈設在投放框邊的各框格位置中線上蓋板鉸鏈孔中心在投放框邊之外，離投放框的邊20mm至26mm；

投放框的側面固定內半齒圈，與之結合的齒輪和卸載步進電機及其驅動器固定在傳動框側面上，投放時卸載步進電機驅動動齒輪和半圓齒圈，使投放框旋轉作投放動作；

投放時，投放框中離地面最近的邊靠在支撐機架的支撐導板上，并觸及支撐導板上微動開關動作使卸載步進電機斷電。