[發明專利]一種社區桶裝垃圾自動分類投放和監測系統

在審

• 申請號: 202010189026.0
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111232474A
• 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

1.一種社區桶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住宅垃圾桶，每個住宅垃圾桶投放一種類型的垃圾，社區中設置一個或多個集中投放屋，當住宅垃圾桶中垃圾收集滿后，由住戶手提一個或多個住宅垃圾桶放入所述集中投放屋的垃圾桶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桶裝垃圾自動分類投放和監測，且具有如下特征：

所述住宅垃圾桶埋設無源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；

每個住宅垃圾桶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，實現住宅垃圾桶在軌道上的移動；

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。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述桶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住宅垃圾桶；

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個住宅垃圾桶，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，包括住宅垃圾桶都是以其處于集中投放屋的設置狀態的位置，其方向描述都是以集中投放屋的正前面看時的方向；

每個住宅垃圾桶具有放置于所述框格中的定位結構，所述定位結構是在每個住宅垃圾桶的兩側外壁各有一條垂直半圓凹槽，半圓凹槽中心線離垃圾桶的右側面的距離均相同，所述住宅垃圾桶放入社區垃圾集中投放屋的運載軌道入口的引導框的框格中時，與該框格的兩側垂直半圓筋對應，用于定位；

投放框、引導框的每個框格位置的前側壁頂部邊和住宅垃圾桶前側壁頂部邊，離該邊的右端點30mm處為中心開一個寬5mm高5mm的口，與桶推拉式電磁鐵配合，用于防止住宅垃圾桶脫落；

住宅垃圾桶置于所述軌道上時，在與軌道平行的兩個側面中約定的其中一側的外壁中心位置埋設無源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，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，因此所述住宅垃圾桶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；

在社區垃圾集中投放屋并排的垃圾儲運桶之上設置垃圾處理軌道，用于傳送住宅垃圾桶，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，引導框上放置住宅垃圾桶，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住宅垃圾桶數據，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住宅垃圾桶，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住宅垃圾桶，在所述左外側卸去住宅垃圾桶的斜滑道平面，鋪設軸和活動軸套以降低斜滑道平面的運動磨擦力，并在支撐機架上安裝震動電機，在震動電機作用下完成卸桶；

引導軌道最右端的所述引導框放置住戶垃圾桶后使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住宅垃圾桶，投放軌道最右端的投放框的位置為投放初始位置，從而運送住宅垃圾桶進入投放軌道；

投放框接收引導框和引導框上的住宅垃圾桶，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；

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，在住戶垃圾桶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；

在住宅垃圾桶的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，就實現住宅垃圾桶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；

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，其內半齒圈通過鏍釘固定在投放框上，傳動框上的導塊用于引導并支撐內半齒圈的轉動；

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，即蓋板鉸鏈與投放框的左側面或右側面之間距離的中部附近，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，滑桿直徑取4mm，其滑桿伸出時伸入住宅垃圾桶所述開口之中，用于鎖定住宅垃圾桶；

引導框中每個框格所對應的投放框蓋板的蓋推拉式電磁鐵用于啟閉蓋板，推拉式電磁鐵驅動受主控制器控制，在投放時卸載步進電機動作帶動齒輪和半圓齒圈，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住宅垃圾桶的垃圾；

投放框移動位置時，卸載步進電機動作將投放框抬起稍微脫離支撐導板，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住宅垃圾桶垃圾投放后，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住宅垃圾桶水噴洗后，所有桶推拉式電磁鐵動作，桶推拉式電磁鐵中推拉桿縮回，住宅垃圾桶在所述支撐機架上的震動電機作用下沿斜滑道平面卸下住宅垃圾桶，完成住宅垃圾桶水噴洗和卸下住宅垃圾桶；

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，蓋推拉式電磁鐵作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，接收下一組住宅垃圾桶。

3.一種社區桶裝垃圾自動分類投放和監測系統的裝置，其特征在于，社區垃圾集中投放屋內投放位置放置4個直線并排不同類型的垃圾儲運桶，在并排的垃圾儲運桶之上設置垃圾處理軌道；

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；

住宅垃圾桶的外壁埋設無源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住宅垃圾桶；

所述定位結構是在每個住宅垃圾桶的兩側外壁各有一條垂直半圓凹槽，半圓凹槽中心線離垃圾桶的右側面的距離均相同，與該框格的兩側垂直半圓筋對應；

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；

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；

引導框右側面固定一個金屬鉤套入引導軌道絲桿螺母擋塊上的金屬圓環中，當投放框作投放旋轉或復位反轉時，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，實現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；

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，確定引導框中各框格的運行位置，通過移動距離的計算識別引導框中各框格的運行位置；

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住宅垃圾桶防止脫落；

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；

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，滑動軸與軌道平行與軌道同長；

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，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。