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2、20.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 10/75(2020.01) (54)发明名称 一种可以主动分类垃圾的智能垃圾桶 (57)摘要 本发明涉及一种垃圾分类技术的改进， 具体 为一种可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 通过在 垃圾箱中配备机械手以及视觉识别技术， 从而替 代人工对垃圾分类的操作环节， 进而大大的提高 垃圾分类的准确性， 降低了垃圾分类的工作量， 包括垃圾箱主体外壳、 所述垃圾箱主体外壳内设 有垃圾储存箱多个， 所述垃圾箱主体外壳上设有 人体探测器， 所述垃圾箱主体外壳的顶部上设有 机械手结构和图像采集摄像头模块， 所述垃圾箱 主体外壳的内壁上还是有通讯天线、和控制箱， 所 述垃圾箱主体外壳的顶部设有垃圾入口自动门， 所述图像采集摄像头模块为两个且朝向机械手 结构的下方并且与竖直平面形成夹角。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 111731715 A 2020.10.02 CN 111731715 A 1.一种可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 其特征在于： 包括垃圾箱主体外壳(1)、 所述 垃圾箱主体外壳(1)内设有垃圾储存箱(2)多个， 所述垃圾箱主体外壳(1)上设有人体探测 器(3)， 所述垃圾箱主体外壳(1)的顶部上设有机械手结构(4)和图像采集摄像头模块(5)， 所述垃圾箱主体外壳(1)的内壁上还是有通讯天线、所述垃圾箱主体外壳 (1)的顶部设有垃圾入口自动门(8)， 所述图像采集摄像头模块(5)为两个且朝向机械手结 构(4)的下方并且与竖直平面形成夹角， 所述控制箱(7)分别与人体探测器(3)、 机械手结构 (4)、 图像采集摄像头模块(5)和垃圾入口自动门(8)连接。 2.根据权利要求1所述的可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 其特征在于： 所述机械手结 构(4)包括旋转伺服电机(41)、 旋转伺服电机固定架(42)、 A关节U型支架(43)、 A关节伺服电 机(44)、 A臂主体(45)、 B关节伺服电机(46)、 B关节U型支架(47)、 B臂主体(48)、 C关节伺服电 机(49)和机械爪机构。
5、(410)， 所述旋转伺服电机(41)的机身安装在旋转伺服电机固定架 (42)上， 所述旋转伺服电机固定架(42)安装在垃圾箱主体外壳(1)的侧壁上， 所述旋转伺服 电机(41)的转轴与A关节U型支架(43)连接， 所述A关节U型支架(43)与A关节伺服电机(44) 的转动轴连接， 所处A关节伺服电机(44)的机身与A臂主体(45)的一端连接， 所述A臂主体 (45)的另一端与B关节伺服电机(46)的机身连接， 所说B关节伺服电机(46)的转轴与B关节U 型支架(47)连接， 所述B关节U型支架(47)与B臂主体(48)的一端连接， 所述B臂主体(48)的 另一端上安装有C关节伺服电机(49)。
6、的机身， 所述C关节伺服电机(49)的转轴与机械爪机构 (410)连接。 3.根据权利要求1所述的可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 其特征在于： 所述垃圾入口 自动门(8)包括左门(81)、 右门(82)、 滑轨(83)、 滑轨固定支架(84)、 电机支架(85)、 自动门 伺服电机(86)、 同步主动轮(87)、 同步带(88)、 同步从动轮(89)和从动轮支架(810)； 所述滑 轨固定支架(84)， 电机支架(85)和从动轮支架(810)安装在垃圾箱主体外壳(1)上， 所述滑 轨(83)安装在滑轨固定支架(84)上， 所述自动门伺服电机(86)的机身安装在电机支架(85) 上且与同步主动轮。
7、(87)连接， 所述同步从动轮(89)安装在从动轮支架(810)上， 同步从动轮 (89)与同步主动轮(87)通过同步带(88)联动， 所述左门(81)通过连接块一(811)连接在同 步带(88)的上半部分， 所述右门(82)通过连接块二(812)安装在同步带(88)的下半部分。 4.根据权利要求3所述的可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 其特征在于： 还包括自动门 位置传感器一(813)和自动门位置传感器二(814)， 所述自动门位置传感器一(813)安装在 垃圾箱主体外壳(1)的内壁上且位于左门(81)和右门(82)之间， 所述自动门位置传感器二 (814)也安装垃圾箱主体外壳(1)的内壁上且。
8、位于滑轨固定支架(84)旁。 5.根据权利要求1所述的可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 其特征在于： 所述控制箱 (7)内包括处理器模块(71)、 电源模块(72)和内存模块(73)， 所述内存模块(73)和电源模块 (72)均与处理器模块(71)连接， 所述处理器模块(71)还与人体探测器(3)和通讯天线所述的可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 其特征在于： 所述人体探测 器(3)为超声波测距传感器、 红外感应传感器及激光测距仪的一种或多种。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111731715 A 2 一种可以主动分类垃圾的智能垃圾桶 技术领域 0001 本发明。
9、涉及一种垃圾分类技术的改进， 具体为一种可以主动分类垃圾的智能垃圾 桶。 背景技术 0002 随着社会的发展， 我国对环境保护和资源回收再利用的意识正在逐渐增强， 政府 部门也大力倡导人们对垃圾进行分类投放， 然而， 我们发现有很多人对垃圾分类的属性不 太了解， 从而导致垃圾投放者对于手中的垃圾到底是可回收还是不可回收， 是有害垃圾还 是无害垃圾， 是干垃圾还是湿垃圾无法准确了解， 从而导致往往在垃圾分类过程中， 使垃圾 的投放出现错误； 不仅如此， 也有少部分人的环境保护意识不强， 出现垃圾随意投放等不好 的现象， 对我们国家环境造成了很大的污染， 对社会资源造成了很大的浪费， 所以， 对垃。
10、圾 的精确分类迫在眉睫。 0003 综上所述可以看出目前垃圾分类中主要出现的问题如下： 0004 1、 现有的垃圾分类通常是放置多个普通垃圾箱， 并在上面标识垃圾的属性， 例如 干垃圾、 湿垃圾、 有害垃圾、 可回收垃圾等， 或者同时加以颜色来区分垃圾属性， 其缺点是人 为因素是分类的主导因素， 人们的垃圾分类的知识缺乏和少部分人的乱扔现象， 导致垃圾 分类不彻底， 效率不高。 0005 2、 现有技术也有摄像头扫描识别或者扫码识别的方式， 但是识别的效率太低， 而 且最终投放的动作还是人， 有些人还是会投放错误的垃圾箱。 0006 3、 现有技术对整袋的垃圾无法进行拆解分类， 整包垃圾中可能。
11、混合油多种属性的 垃圾， 无法彻底分类。 0007 4、 现有技术的识别算法在垃圾箱内部控制器上， 程序更新速度慢或者无法更新， 识别效率和准确率低下。 发明内容 0008 本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷， 提供一种可以主动分类垃圾的智能垃 圾桶， 通过在垃圾箱中配备机械手以及视觉识别技术， 从而替代人工对垃圾分类的操作环 节， 进而大大的提高垃圾分类的准确性， 降低了垃圾分类的工作量。 0009 为了解决上述技术问题， 本发明提供了如下的技术方案： 一种可以主动分类垃圾 的智能垃圾桶， 包括垃圾箱主体外壳、半岛·BOB官方网站 所述垃圾箱主体外壳内设有垃圾储存箱多个， 所述垃 圾箱主体外壳上设有人体探测器。
12、， 所述垃圾箱主体外壳的顶部上设有机械手结构和图像采 集摄像头模块， 所述垃圾箱主体外壳的内壁上还是有通讯天线和控制箱， 所述垃圾箱主体 外壳的顶部设有垃圾入口自动门， 所述图像采集摄像头模块为两个且朝向机械手结构的下 方并且与竖直平面形成夹角， 所述控制箱分别与人体探测器、 机械手结构、 图像采集摄像头 模块和垃圾入口自动门连接。 0010 作为优选， 所述机械手结构包括旋转伺服电机、 旋转伺服电机固定架、 A关节U型支 说明书 1/4 页 3 CN 111731715 A 3 架、 A关节伺服电机、 A臂主体、 B关节伺服电机、 B关节U型支架、 B臂主体、 C关节伺服电机和机 械爪机构，。
13、 所述旋转伺服电机的机身安装在旋转伺服电机固定架上， 所述旋转伺服电机固 定架安装在垃圾箱主体外壳的侧壁上， 所述旋转伺服电机的转轴与A关节U型支架连接， 所 述A关节U型支架与A关节伺服电机的转动轴连接， 所处A关节伺服电机的机身与A臂主体的 一端连接， 所述A臂主体的另一端与B关节伺服电机的机身连接， 所说B关节伺服电机的转轴 与B关节U型支架连接， 所述B关节U型支架与B臂主体的一端连接， 所述B臂主体的另一端上 安装有C关节伺服电机的机身， 所述C关节伺服电机的转轴与机械爪机构连接。 0011 作为优选， 所述垃圾入口自动门包括左门、 右门、 滑轨、 滑轨固定支架、 电机支架、 自动门。
14、伺服电机、 同步主动轮、 同步带、 同步从动轮和从动轮支架； 所述滑轨固定支架， 电机 支架和从动轮支架安装在垃圾箱主体外壳上， 所述滑轨安装在滑轨固定支架上， 所述自动 门伺服电机的机身安装在电机支架上且与同步主动轮连接， 所述同步从动轮安装在从动轮 支架上， 同步从动轮与同步主动轮通过同步带联动， 所述左门通过连接块一连接在同步带 的上半部分， 所述右门通过连接块二安装在同步带的下半部分。 0012 作为优选， 还包括自动门位置传感器一和自动门位置传感器二， 所述自动门位置 传感器一安装在垃圾箱主体外壳的内壁上且位于左门和右门之间， 所述自动门位置传感器 二也安装垃圾箱主体外壳的内壁上且位。
15、于滑轨固定支架旁。 0013 作为优选， 所述控制箱内包括处理器模块、 电源模块和内存模块， 所述内存模块和 电源模块均与处理器模块连接， 所述处理器模块还与人体探测器和通讯天线 作为优选， 所述人体探测器为超声波测距传感器、 红外感应传感器及激光测距仪 的一种或多种。 0015 本发明有益效果： 本发明的一种可以主动分类垃圾的智能垃圾桶通过对垃圾箱主 体外壳内设计有多个可对垃圾进行分类的垃圾储存箱， 再通过图像采集摄像头模块对垃圾 进行识别， 从而判断垃圾的位置以及种类， 再通过控制箱内的处理器模块和通讯天线进行 物联网通讯， 从而准确的对垃圾进行拆解， 并将对应的垃圾排放到。
16、对应的垃圾储存箱中， 进 而实现垃圾的自动化分类， 大大的降低了人工对垃圾分类的工作量以及垃圾分类中可能出 现的分类错误。 附图说明 0016 图1为本发明的内部结构示意图； 0017 图2为本发明的机械手结构的结构示意图； 0018 图3为本发明的垃圾入口自动门的结构示意图； 0019 图4为本发明的内部结构示意图的识别状态示意图； 0020 图5为本发明的垃圾位置识别方法示意图； 0021 图6为本发明的控制箱的电路连接框示图。 0022 附图说明： 1、 垃圾箱主体外壳； 2、 垃圾储存箱； 3、 人体探测器； 4、 机械手结构； 41、 旋转伺服电机； 42、 旋转伺服电机固定架； 4。
17、3、 A关节U型支架； 44、 A关节伺服电机； 45、 A臂主 体； 46、 B关节伺服电机； 47、 B关节U型支架； 48、 B臂主体； 49、 C关节伺服电机； 410、 机械爪机 构； 5、 图像采集摄像头模块； 6、 通讯天线、 垃圾入口自动门； 81、 左门； 82、 右门； 83、 滑轨； 84、 滑轨固定支架； 85、 电机支架； 86、 说明书 2/4 页 4 CN 111731715 A 4 自动门伺服电机； 87、 同步主动轮； 88、 同步带； 89、 同步从动轮； 810、 从动轮。
18、支架； 811、 连接 块一； 812、 连接块二； 813、 自动门位置传感器一； 814、 自动门位置传感器二； 9、 电源线 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明， 应当理解， 此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。 0024 如图1至3所示， 一种可以主动分类垃圾的智能垃圾桶， 包括垃圾箱主体外壳1、 所 述垃圾箱主体外壳1内设有垃圾储存箱2多个， 所述垃圾箱主体外壳1上设有人体探测器3， 所述垃圾箱主体外壳1的顶部上设有机械手结构4和图像采集摄像头模块5， 所述垃圾箱主 体外壳1的内壁上还是有通讯天线的顶部设有垃圾入口 自动门8， 所述图像采集摄像头模块5为两个且朝向机械手结构4的下方并且与竖直平面形 成夹角， 所述控制箱7分别与人体探测器3、 机械手结构4、 图像采集摄像头模块5和垃圾入口 自动门8连接。 0025 所述机械手结构4包括旋转伺服电机41、 旋转伺服电机固定架42、 A关节U型支架 43、 A关节伺服电机44、 A臂主体45、 B关节伺服电机46、 B关节U型支架47、 B臂主体48、 C关节伺 服电机49和机械爪机构410， 所述旋转伺服电机41的机身安装在旋转伺服电机固定架42上， 所述旋转伺服电机固定架42安装在垃圾箱主体外壳1的侧壁上， 所述旋转伺服电。
20、机41的转 轴与A关节U型支架43连接， 所述A关节U型支架43与A关节伺服电机44的转动轴连接， 所处A 关节伺服电机44的机身与A臂主体45的一端连接， 所述A臂主体45的另一端与B关节伺服电 机46的机身连接， 所说B关节伺服电机46的转轴与B关节U型支架47连接， 所述B关节U型支架 47与B臂主体48的一端连接， 所述B臂主体48的另一端上安装有C关节伺服电机49的机身， 所 述C关节伺服电机49的转轴与机械爪机构410连接。 0026 所述垃圾入口自动门8包括左门81、 右门82、 滑轨83、 滑轨固定支架84、 电机支架 85、 自动门伺服电机86、 同步主动轮87、 同步带88。
21、、 同步从动轮89和从动轮支架810； 所述滑 轨固定支架84， 电机支架85和从动轮支架810安装在垃圾箱主体外壳1上， 所述滑轨83安装 在滑轨固定支架84上， 所述自动门伺服电机86的机身安装在电机支架85上且与同步主动轮 87连接， 所述同步从动轮89安装在从动轮支架810上， 同步从动轮89与同步主动轮87通过同 步带88联动， 所述左门81通过连接块一811连接在同步带88的上半部分， 所述右门82通过连 接块二812安装在同步带88的下半部分。 0027 还包括自动门位置传感器一813和自动门位置传感器二814， 所述自动门位置传感 器一813安装在垃圾箱主体外壳1的内壁上且位于。
22、左门81和右门82之间， 所述自动门位置传 感器二814也安装垃圾箱主体外壳1的内壁上且位于滑轨固定支架84旁。 0028 所述控制箱7内包括处理器模块71、 电源模块72和内存模块73， 所述内存模块73和 电源模块72均与处理器模块71连接， 所述处理器模块71还与人体探测器3和通讯天线连 接， 所述电源模块72还可以直接以电源线的形式直接接外接电源。 0029 所述人体探测器3为超声波测距传感器、 红外感应传感器及激光测距仪的一种或 多种。 0030 在具体实施时， 当人靠近时， 人体探测器33检测到有人靠近后， 控制箱7内的处理 器模块71会控制自动门伺服电机86进而带动同步主动轮。
23、87进行转动， 从而带动同步带88上 说明书 3/4 页 5 CN 111731715 A 5 的左门81和右门82进行移动， 由于连接块一811设在同步带88的上半部分， 连接块二812设 在同步带88的下半部分， 所以左门81和右门82正好移动方向相反， 并且通过自动门位置传 感器一813和自动门位置传感器二813可以分别判断左门81和右门82的移动位置， 同时左门 81和右门82又通过滑轨83进行滑动配合， 当人靠近时， 左门81和右门82会打开， 人们将垃圾 放入垃圾箱主体外壳1内， 并且位于垃圾储存箱2之间的平台上， 该平台位于机械手结构4的 下方， 通过至少两个图像采集摄像头模块5。
24、， 对机械手结构4下方的垃圾进行图像识别， 具体 方法如下图4和5所示， 假设有2个垃圾图像采集传感器获取的图像如下图1、 2， 这2个传感器 之间的距离是L， 视角中轴线之间的夹角为q， 要求算出三角形物体的3维空间坐标， 0031 首先算法计算出2张图片中各自的三角形物体的位置坐标(x1,y1)(x2,y2)， 已知 这传感器放置方式为镜像放置， 所以x1x2， 则三角形的3维空间坐标x,y,z对应值如下： 0032 xL/2tan(180-q/2-y2/b)-L/2tan(180-q/2-y1/b)/tan(180-q/2-y1/b)+tan (180-q/2-y2/b)； 0033 y。
25、(L/2-x)tan(180-q/2-y2/b)； 0034 zx1/a 0035 在经过图像采集摄像头模块5对垃圾的位置、 种类进行分析后， 通过通讯天线中的多个伺服电机进行控制， 从而控制机械手结构4对垃 圾进行拆分和分解， 对拆分和分解后的垃圾， 再通过机械手结构4将该垃圾放入到垃圾箱主 体外壳1中对应的垃圾储存箱2中， 从而实现自动化的垃圾分类。 0036 以上为本发明较佳的实施方式， 本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方 式进行变更和修改， 因此， 本发明并不局限于上述的具体实施方式， 凡是本领域技术人员在 本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、 替换或变型均属于本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 111731715 A 6 图1 说明书附图 1/4 页 7 CN 111731715 A 7 图2 说明书附图 2/4 页 8 CN 111731715 A 8 图3 图4 说明书附图 3/4 页 9 CN 111731715 A 9 图5 图6 说明书附图 4/4 页 10 CN 111731715 A 10 。
