一种桶盖缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法
阅读：719发布：2020-11-14
专利汇可以提供一种桶盖缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种桶盖缓降装置，包括：机械控制部分和电气控制部分。机械控制部分包括减速箱，与减速箱旋转连接的桶盖，和安装在减速箱与桶盖之间的 扭簧 ；桶盖具有旋转 角 码，旋转角码包括与减速箱旋转连接的旋转端和与桶盖固定连接的角码端；扭簧具有第一扭臂和第二扭臂，扭簧的旋转中心与减速箱的传动 输出轴 同轴，第一扭臂被减速箱限位，第二扭臂被桶盖限位；电气控制部分包括：与桶盖传动连接的 电机 ；控制电机正反转，及 制动 的主控装置。还提供安装桶盖缓降装置的智能垃圾桶及其控制方法。本发明将机械控制与电气控制开启或关闭完美结合，不仅能实现桶盖的快速开启，且可减少机械部分的体积，同时简化 电路 结构，显著降低成本。，下面是一种桶盖缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种桶盖缓降装置，其特征在于，包括：机械控制部分和电气控制部分，其中：
所述机械控制部分包括减速箱，与所述减速箱旋转连接的桶盖，和安装在所述减速箱与桶盖之间的扭簧；所述桶盖具有旋转角码，所述旋转角码包括与所述减速箱旋转连接的旋转端和与所述桶盖固定连接的角码端；所述扭簧具有第一扭臂和第二扭臂，所述扭簧的旋转中心与所述减速箱的传动输出轴、所述旋转端同轴，所述第一扭臂被所述减速箱限位，所述第二扭臂被所述桶盖限位，以使所述扭簧不能自由转动，从而通过所述扭簧在所述减速箱与所述桶盖之间传递扭矩；
所述电气控制部分包括：与所述桶盖传动连接的电机；控制所述电机正反转，及制动的主控装置；对应于所述桶盖的关闭，所述主控装置控制所述电机反转，并控制所述桶盖的关闭角度或关闭时间至预设值，然后再控制所述电机制动。
2.根据权利要求1所述的桶盖缓降装置，其特征在于，所述减速箱靠近所述扭簧的侧板上具有凸台，所述第一扭臂抵靠在所述凸台上，所述第二扭臂抵靠在所述角码端上；
当所述传动输出轴带动所述旋转角码旋转关闭所述桶盖时，所述第一扭臂不动，所述第二扭臂随着所述旋转角码的转动而靠近所述第一扭臂，所述第一扭臂和第二扭臂之间的夹角θ变小，所述扭簧的扭矩增大；
当所述传动输出轴带动所述旋转角码旋转开启所述桶盖时，所述第一扭臂不动，所述第二扭臂随着所述旋转角码的转动而回位，所述第一扭臂和第二扭臂之间的夹角θ回位，所述扭簧释放扭矩。
3.根据权利要求1所述的桶盖缓降装置，其特征在于，所述旋转角码为两个，分别记为第一旋转角码和第二旋转角码；所述减速箱的第一侧板上开设第一通孔，所述传动输出轴的末端穿过所述第一通孔，并与所述第一旋转角码的旋转端固定连接，所述第一通孔外侧的所述第一侧板上具有第一凸环，所述第一通孔、第一凸环、传动输出轴及所述第一旋转角码的旋转端同轴；
所述减速箱的第二侧板上开设第二通孔，所述第二通孔外侧的所述第二侧板上具有第二凸环；所述第二旋转角码的旋转端与所述第二侧板可旋转连接，且所述第二旋转角码的旋转端的旋转中心与所述第二通孔、所述第二凸环及所述传动输出轴同轴；
所述第一凸环和、或所述第二凸环的外周套设所述扭簧。
4.根据权利要求3所述的桶盖缓降装置，其特征在于，所述扭簧为一个，套设在所述第一凸环的外周，使得所述扭簧的旋转中心与所述传动输出轴、所述旋转端同轴。
5.根据权利要求3所述的桶盖缓降装置，其特征在于，所述第二旋转角码的旋转端嵌入所述第二通孔内，并在所述第二通孔内旋转滑动，实现所述旋转端与所述第二侧板的可旋转连接，同时在所述旋转端上开设第三通孔；或，
所述第二旋转角码的旋转端上开设第三通孔，所述旋转端嵌套在所述第二凸环的外周；
所述桶盖与所述智能垃圾桶的电源、控制板连接的电路线从所述第三通孔穿过。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的桶盖缓降装置，其特征在于，所述电气控制部分还包括：用于计时或延时的计时模块；所述用于计时或延时的计时模块与所述主控装置可通信地连接；
对应于所述桶盖的关闭，所述用于计时或延时的计时模块预设有关闭时间预设值1和关闭时间预设值2；当所述桶盖关闭时，所述主控装置控制所述电机以预设功率反转，所述计时模块计时，当关闭时间大于或等于所述关闭时间预设值1，且小于所述关闭时间预设值
2时，所述主控装置控制所述电机制动；当关闭时间大于或等于关闭时间预设值2时，电机关闭制动状态，关盖结束。
7.根据权利要求6所述的控制桶盖缓降装置，其特征在于，所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1时，所述预设功率为恒定值；或者
所述用于计时或延时的计时模块在所述关闭时间预设值1之前还设置N个关闭时间预设值，其中，所述N＝1～n，n为大于1的自然数，关闭时间预设值n等于所述关闭时间预设值
1；对应地，所述电机预设有N个预设功率，其中N＝1～n，n为大于1的自然数；
当所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1时，所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的变化而变化。
8.根据权利要求6所述的桶盖缓降装置，其特征在于，对应于所述桶盖的开启，所述用于计时或延时的计时模块预设有M个开启时间预设值，其中所述M＝1～m，m为大于1的自然数；对应地，所述电机预设有M个预设功率，其中M＝1～m，m为大于1的自然数；
当所述桶盖打开时，所述主控装置控制所述电机正转，同时计时开始，所述电机的电机功率对应地随所述开启时间的变化而变化。
9.根据权利要求1所述的桶盖缓降装置，其特征在于，所述电气控制部分还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器，用于感应所述桶盖的转动角度，所述终点位置传感器与所述主控装置可通信地连接。
10.一种智能垃圾桶，包括桶盖和与所述桶盖相连接的如权利要求1-9中任一项所述的桶盖缓降装置。
11.一种智能垃圾桶的控制方法，基于如权利要求10所述的智能垃圾桶，其特征在于，当所述桶盖缓降装置的电气控制部分采用时间控制结构时，所述智能垃圾桶的控制方法包括时间控制关盖步骤：
开启关盖，所述主控装置控制所述电机以预设功率反转，计时模块开始计时；
判断所述关闭时间与所述关闭时间预设值1和所述关闭时间预设值2的关系；
若所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1，则所述主控装置控制所述电机以预设功率反转；
若所述关闭时间大于或等于所述关闭时间预设值1，且小于关闭时间预设值2，则所述主控装置控制所述电机制动；
若所述关闭时间大于或等于关闭时间预设值2，则所述电机关闭制动状态，关盖结束。
12.根据权利要求11所述的智能垃圾桶的控制方法，其特征在于，当所述电气控制部分还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器，所述终点位置传感器与所述主控装置可通信地连接时；所述主控装置预设有电机输出功率函数P＝p(t)，时间函数Q＝q(t)，和时间函数预设值Q0，所述开盖步骤包括：
开启开盖；
所述主控装置检测所述终点位置传感器是否被触发；
若是，则认为桶盖已打开，开盖程序结束；
若否，所述主控装置控制所述电机输出功率函数值Pt，正转开盖；
判断时间t对应的所述时间函数值Qt是否满足与时间函数预设值Q0的预设关系；
若是，则开盖程序完成；
若否，则所述主控装置继续检测所述终点位置传感器是否被触发。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的智能垃圾桶的控制方法，其特征在于，控制所述电机制动的方式为控制所述电机短路的能耗制动方式或将所述电机接入电路构成发电反馈制动方式，或将所述电机接入电路构成反接制动方式。
一种桶盖缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于智能垃圾桶技术领域，具体地说，是关于一种桶盖缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法。
背景技术
[0002] 多数垃圾桶都有盖以防垃圾的异味四散，一般有揭盖式垃圾桶和脚踩式垃圾桶，揭盖式垃圾桶一般需要使用者掀开桶盖；脚踩式垃圾桶一般是通过脚踩踏板，带动中间的连杆，推动桶盖开启。但上述两种在桶盖降落时均只能依靠桶盖自身重力降落，下降速度快，易造成桶盖破裂。因此，为了使垃圾桶桶盖缓慢降落，防止桶盖在降落时容易破裂，市场上衍生出了很多智能垃圾桶。
[0003] 目前市面上智能垃圾桶的桶盖的缓慢降落是通过阻尼机械结构实现，一般在垃圾桶内设置有缓降组件，比如设置有阻尼器，这些缓降组件将占用智能垃圾桶的一定体积，而造成垃圾桶盛放垃圾的空间减小。还有一些智能垃圾桶盖采用电气制动方式实现制动，即关盖过程中当需要制动时将电机两电源线短接，使桶盖带动电机转动，以构成能耗制动方式实现缓降，该方式适用于桶盖质量较轻的情况。当桶盖质量较大时仅靠电气制动不足以实现缓降效果，且仅靠电机输出扭矩很难实现桶盖快速开启，电机、电路成本较高。
[0004] 因此，如何实现较大重量的智能垃圾桶的桶盖的缓降，减少机械结构体积，简化电路结构，降低成本，并实现桶盖的快速开启，成为本领域人员所需要解决的重要技术问题。
发明内容
[0005] 本发明的第一个目的在于提供一种桶盖缓降装置，以克服现有技术中的上述技术问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种桶盖缓降装置，包括：机械控制部分和电气控制部分，其中：
[0008] 所述机械控制部分包括减速箱，与所述减速箱旋转连接的桶盖，和安装在所述减速箱与桶盖之间的扭簧；所述桶盖具有旋转角码，所述旋转角码包括与所述减速箱旋转连接的旋转端和与所述桶盖固定连接的角码端；所述扭簧具有第一扭臂和第二扭臂，所述扭簧的旋转中心与所述减速箱的传动输出轴、所述旋转端同轴，所述第一扭臂被所述减速箱限位，所述第二扭臂被所述桶盖限位，以使所述扭簧不能自由转动，从而通过所述扭簧在所述减速箱与所述桶盖之间传递扭矩；
[0009] 所述电气控制部分包括：与所述桶盖传动连接的电机；控制所述电机正反转，及制动的主控装置；对应于所述桶盖的关闭，所述主控装置控制所述电机反转，并控制所述桶盖的关闭角度或关闭时间至预设值，然后再控制所述电机制动。
[0010] 所述机械控制部分与所述电气控制部分结合，从而有效实现所述桶盖的缓降。对于桶盖质量较大的场合，应用更加有效。
[0011] 根据本发明，所述第一扭臂抵靠在所述减速箱靠近所述扭簧的侧板上，也可以在所述减速箱靠近所述扭簧的侧板上开设开孔或开槽，所述第一扭臂的末端具有折弯段，所述折弯段插入所述开孔或开槽内，从而实现所述减速箱对所述第一扭臂的限位。
[0012] 所述桶盖上设置相应的凸块，所述第二扭臂抵靠在所述凸块上；或在所述桶盖上开设开孔或开槽，所述第二扭臂的末端插入所述开孔或开槽内，从而实现所述桶盖对所述第二扭臂的限位。还可以是所述第二扭臂的末端具有折弯段，所述折弯段可抵靠在所述桶盖上，或插入所述开孔或开槽内，从而实现所述桶盖对所述第二扭臂的限位。
[0013] 当所述传动输出轴带动所述旋转角码旋转关闭所述桶盖时，所述第一扭臂不动，所述第二扭臂随着所述旋转角码的转动而靠近所述第一扭臂，所述第一扭臂和第二扭臂之间的夹角θ变小，所述桶盖的重力势能和部分的动能转化成所述扭簧的弹性势能，所述扭簧的扭矩增大；
[0014] 当所述传动输出轴带动所述旋转角码旋转开启所述桶盖时，所述第一扭臂不动，所述第二扭臂随着所述旋转角码的转动而回位，同时，所述扭簧的弹性势能转化成所述桶盖的重力势能和部分动能，所述第一扭臂和第二扭臂之间的夹角θ回位，所述扭簧释放扭矩。
[0015] 优选地，所述减速箱靠近所述扭簧的侧板上具有凸台，所述第一扭臂抵靠在所述凸台上，所述第二扭臂抵靠在所述角码端上。
[0016] 进一步优选地，所述第二扭臂的折弯段抵靠在所述角码端上。当所述传动输出轴带动所述旋转角码旋转关闭所述桶盖时，所述第一扭臂不动，所述折弯段随着所述旋转角码的转动而被所述角码端向下压，所述第一扭臂和第二扭臂之间的夹角θ变小。
[0017] 根据本发明，所述旋转角码可以是一个，记为第一旋转角码，所述减速箱的第一侧板上开设第一通孔，所述传动输出轴的末端穿过所述第一通孔，并与所述第一旋转角码的旋转端固定连接；
[0018] 所述第一通孔外侧的所述第一侧板上具有与所述第一通孔同轴的第一凸环，所述第一凸环的外周套设有一个所述扭簧，使得所述扭簧的旋转中心与所述减速箱的传动输出轴、所述旋转端同轴。
[0019] 此时，所述第一旋转角码优选为设置在所述桶盖的对称轴心，以使受力平衡。
[0020] 当然，所述固定连接的方式不限，只要能够保证所述旋转角码随着所述传动输出轴的转动而转动，同时传递扭矩就可以，优选为所述传动输出轴的末端与所述第一旋转角码的旋转端型面连接。
[0021] 优选地，所述旋转角码为两个，分别记为第一旋转角码和第二旋转角码；所述减速箱的第一侧板上开设第一通孔，所述传动输出轴的末端穿过所述第一通孔，并与所述第一旋转角码的旋转端固定连接，所述第一通孔外侧的所述第一侧板上具有第一凸环，所述第一通孔、第一凸环、传动输出轴及所述第一旋转角码的旋转端同轴；所述传动输出轴转动，带动所述第一旋转角码的旋转端转动，带动所述桶盖开启和关闭。
[0022] 所述减速箱的第二侧板上开设第二通孔，所述第二通孔外侧的所述第二侧板上具有第二凸环；所述第二旋转角码的旋转端与所述第二侧板可旋转连接，且所述第二旋转角码的旋转端的旋转中心与所述第二通孔、所述第二凸环及所述传动输出轴同轴；所述第一凸环和、或所述第二凸环的外周套设所述扭簧。
[0023] 即可以只在在所述第一凸环的外周套设一个所述扭簧，或者只在所述第二凸环的外周套设一个所述扭簧。还可以分别在所述第一凸环和第二凸环的外周套设一个所述扭簧。
[0024] 优选地，所述扭簧为一个，套设在所述第一凸环或所述第二凸环的外周，使得所述扭簧的旋转中心与所述传动输出轴、所述旋转端同轴。
[0025] 优选地，所述第二旋转角码的旋转端嵌入所述第二通孔内，并在所述第二通孔内旋转滑动，实现所述旋转端与所述第二侧板的可旋转连接，同时在所述旋转端上开设第三通孔；或，
[0026] 所述第二旋转角码的旋转端上开设第三通孔，所述旋转端嵌套在所述第二凸环的外周；
[0027] 所述桶盖与所述智能垃圾桶的电源、控制板连接的电路线从所述第三通孔穿过。上述设计可以充分保护电路线线束，避免桶盖在开合的过程中线束磨损拉断，延长使用寿命。
[0028] 根据本发明，所述旋转角码与所述桶盖为一体成型结构，也可以为分体式结构，即所述旋转角码为独立的零部件，所述角码端通过螺钉固定在所述桶盖上。
[0029] 优选为分体式结构，此时，可降低所述桶盖的安装精度要求，降低了安装难度。
[0030] 根据本发明，所述电气控制部分为时间控制结构，使得所述桶盖缓降装置为时间控制桶盖缓降装置。还包括：用于计时或延时的计时模块；所述用于计时或延时的计时模块与所述主控装置可通信地连接；
[0031] 对应于所述桶盖的关闭，所述用于计时或延时的计时模块预设有关闭时间预设值1和关闭时间预设值2；当所述桶盖关闭时，所述主控装置控制所述电机以预设功率反转，所述计时模块计时，当关闭时间大于或等于所述关闭时间预设值1，且小于所述关闭时间预设值2时，所述主控装置控制所述电机制动；当关闭时间大于或等于关闭时间预设值2时，电机关闭制动状态，关盖结束，实现所述电气控制部分的时间控制缓降。
[0032] 根据本发明，所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1时，所述预设功率为恒定值；或者，所述用于计时或延时的计时模块在所述关闭时间预设值1之前还设置N个关闭时间预设值，其中，所述N＝1～n,n为大于1的自然数，关闭时间预设值n等于所述关闭时间预设值1；对应地，所述电机预设有N个预设功率，其中N＝1～n，n为大于1的自然数；
[0033] 当所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1时，所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的变化而变化。
[0034] 优选地，对应于所述桶盖的关闭，所述电机功率对应地随所述关闭时间的变化而分梯度变化。
[0035] 根据本发明，对应于所述桶盖的开启，所述用于计时或延时的计时模块预设有M个开启时间预设值，其中所述M＝1～m，m为大于1的自然数；对应地，所述电机预设有M个预设功率，其中M＝1～m，m为大于1的自然数；
[0036] 当所述桶盖打开时，所述主控装置控制所述电机正转，同时计时开始，所述电机的电机功率对应地随所述开启时间的变化而变化。
[0037] 进一步地，所述桶盖的打开角度小于90度作为打开终点时，所述电机在打开终点位置处于正转开盖状态，使得所述桶盖保持在开盖的位置，防止所述桶盖不受控制降落；
[0038] 当所述桶盖的打开角度大于或等于90度作为打开终点时，所述电机在打开终点位置处于制动状态或所述电机功率为零。
[0039] 优选地，对应于所述桶盖的开启，所述电机功率对应地随所述开启时间的变化而分梯度变化。
[0040] 根据本发明，对应于所述桶盖的开启，还可以采用以下开启方案。所述电气控制部分包括：与所述桶盖传动连接的电机；控制所述电机正反转，及制动的主控装置；还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器，用于感应所述桶盖的转动角度，所述终点位置传感器与所述主控装置可通信地连接。
[0041] 当所述桶盖开启至预设角度终点值时，所述桶盖触发所述终点位置传感器，所述主控装置的开盖程序跳出，开盖结束，所述主控装置的预设程序控制所述电机正转、关闭或制动，最终达到控制桶盖快速响应开启，且能够确保所述桶盖能以较缓的速度接近开启终点位置以减少冲击，延长桶盖的使用寿命。
[0043] 根据本发明，所述电气控制部分为角度控制结构，使得所述桶盖缓降装置为角度控制桶盖缓降装置。还包括：用于感应所述桶盖转动角度的角度感应装置；所述角度感应装置与所述主控装置可通信地连接，当所述桶盖关闭至预设角度时，所述主控装置控制所述电机制动、以使所述桶盖带动所述电机转动至闭合位，实现所述电气控制部分的角度控制缓降。
[0044] 优选地，所述角度感应装置为限位开关。
[0045] 优选地，还包括用于检测所述桶盖处于开启或闭合状态的位置开关。
[0046] 优选地，还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述电机和所述位置开关可通信地连接，当所述电机处于停机状态，所述位置开关检测到所述桶盖为开启状态，所述声光报警装置发出声光报警。
[0047] 根据本发明，所述主控装置包括由四个三极管搭接而成的H桥电路，所述H桥电路能够控制所述电机的正反转。
[0048] 根据本发明，所述计时模块可以是与主控装置可通信地连接的计时器，也可以是对主控装置设置的计时程序。优选为计时程序。
[0049] 本发明的第二个目的在于提供一种智能垃圾桶，包括桶盖和与所述桶盖相连接的如上所述的桶盖缓降装置。
[0050] 优选地，所述智能垃圾桶包括桶体，安装在所述桶体的开口上的大盖，与所述大盖旋转连接的顶盖。
[0051] 根据本发明，所述大盖和、或顶盖与所述桶盖缓降装置。
[0052] 优选地，所述大盖与所述时间控制桶盖缓降装置相连接。
[0053] 本发明的第三个目的在于提供智能垃圾桶的控制方法，基于上述的智能垃圾桶，当所述桶盖缓降装置的电气控制部分为时间控制结构时，所述智能垃圾桶的控制方法包括时间控制关盖步骤：
[0054] 开启关盖，所述主控装置控制所述电机以预设功率反转，计时模块开始计时；
[0055] 判断所述关闭时间与所述关闭时间预设值1和所述关闭时间预设值2的关系；
[0056] 若所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1，则所述主控装置控制所述电机以预设功率反转；
[0057] 若所述关闭时间大于或等于所述关闭时间预设值1，且小于关闭时间预设值2，则所述主控装置控制所述电机制动；
[0058] 若所述关闭时间大于或等于关闭时间预设值2，则所述电机关闭制动状态，关盖结束。
[0059] 进一步地，所述智能垃圾桶的控制方法还包括开盖步骤：
[0060] 开启开盖，所述主控装置控制所述电机以预设功率1正转，计时模块开始计时；
[0061] 判断所述开启时间与开启时间预设值1～m的关系；
[0062] 若所述开启时间小于开启时间预设值1，则所述主控装置控制所述电机以预设功率1正转开盖；
[0063] 若所述开启时间大于或等于开启时间预设值x，且小于开启时间预设值x+1，则所述主控装置控制所述电机以预设功率x+1正转开盖；其中，x为自然数，且1≤x＜m；
[0064] 若所述开启时间大于或等于所述开启时间预设值m，则开盖程序完成，桶盖开启。
[0065] 根据本发明，当所述电气控制部分还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器，所述终点位置传感器与所述主控装置可通信地连接时；所述主控装置预设有电机输出功率函数P＝p(t)，时间函数Q＝q(t)，和时间函数预设值Q0，所述开盖步骤包括：
[0066] 开启开盖；
[0067] 所述主控装置检测所述终点位置传感器是否被触发；
[0068] 若是，则认为桶盖已打开，开盖程序结束；
[0069] 若否，所述主控装置控制所述电机输出功率函数值Pt，正转开盖；
[0070] 判断时间t对应的所述时间函数值Qt是否满足与时间函数预设值Q0的预设关系；
[0071] 若是，则开盖程序完成；
[0072] 若否，则所述主控装置继续检测所述终点位置传感器是否被触发。
[0073] 具体地，根据所述时间函数值Q的具体形式，所述时间函数值Qt与时间函数预设值Q0的预设关系通常为：
[0074] 所述时间函数值Qt大于等于时间函数预设值Q0；或，
[0075] 所述时间函数值Qt小于等于时间函数预设值Q0。
[0076] 本发明还提供智能垃圾桶的控制方法，基于上述的智能垃圾桶，当所述桶盖缓降装置的电气控制部分为角度控制结构时，所述智能垃圾桶的控制方法包括角度控制关盖步骤：
[0077] 判断所述桶盖是否处于关盖动作；
[0078] 若是，则采集桶盖的关闭角度；
[0079] 判断所述关闭角度是否大于或等于预设角度；
[0080] 若是，则控制所述电机被制动、以使所述桶盖带动所述电机转动至闭合。
[0081] 优选地，所述智能垃圾桶的控制方法还包括步骤：
[0082] 判断所述电机被制动时间是否大于或等于预设时间；
[0083] 若是，判断所述桶盖是否处于闭合状态；
[0084] 若所述桶盖不是处于闭合状态，则发出声光报警，提示有异物卡住所述桶盖。
[0086] 与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
[0087] (1)、本发明的桶盖缓降装置，当桶盖由开启状态变为完全关闭时，机械控制部分的扭簧受到扭力变形达到极大值，此时该扭簧扭力矩也达到极大值，且该扭矩等于或稍小于桶盖自身重力矩，使得桶盖开启时，电机只需克服较小的阻力矩即可实现桶盖的开启。桶盖关闭时，桶盖下落，扭簧受压缩蓄能，将桶盖的重力势能和部分动能转化为扭簧的弹性势能，从而实现缓降的效果。桶盖开启时，扭簧的弹性势能和电机的电能共同转化为桶盖重力势能和动能。从而可减少电机所需的功率。电气控制部分与机械控制部分完美结合，有效确保了较大质量的桶盖关闭时具有良好的缓降效果，显著降低了关盖时的机械冲击，且能够实现桶盖的快速、安全的开启与关闭。
[0088] (2)、电气控制部分的存在，降低了对机械控制部分的要求，提高了机械控制部分的使用寿命，使机械结构控制部分更简单，体积更小。机械控制部分的存在，大大降低了对电机、电路的扭矩和功率要求，可以在较小的电机扭矩和驱动功率下实现较快的桶盖响应速度，使电机、齿轮减速箱的体积更小，明显降低使用成本。相比于仅有电气制动的装置，可以适用于具有更大质量的桶盖的开闭和缓降的需要，大大的拓宽了电气控制部分的适用范围。
[0090] 图1是安装本发明的第一个实施例的桶盖缓降装置的智能垃圾桶的结构示意图。
[0091] 图2是图1中桶盖缓降装置的A部分(机械控制部分)的结构示意图放大图。
[0092] 图3为图1中减速箱、旋转角码及扭簧的安装示意图。
[0093] 图4为图3的主视图。
[0094] 图5为图3的后视图。
[0095] 图6为图3的右视图。
[0096] 图7为减速箱与桶盖仅通过一个旋转角码旋转连接的结构示意图。
[0097] 图8为本发明的电气控制部分的H桥控制电路图。
[0098] 图9为本发明的电气控制部分的MCU的结构图。
[0099] 图10为本发明的电气控制部分的实施能耗制动电气原理图。
[0100] 图11为本发明第五个实施例的智能垃圾桶的控制方法的关盖控制流程图，对应于第一个实施例的桶盖缓降装置。
[0101] 图12为本发明第五个实施例的智能垃圾桶的控制方法的另一种关盖控制流程图，对应于第一个实施例的桶盖缓降装置。
[0102] 图13为本发明第五个实施例的智能垃圾桶的控制方法的开盖控制流程图，对应于第一个实施例的桶盖缓降装置。
[0103] 图14为本发明第六个实施例的智能垃圾桶的控制方法的开盖控制流程图，对应于第二个实施例的桶盖缓降装置。
[0104] 图15为本发明第六个实施例的智能垃圾桶的控制方法的开盖控制流程图，对应于第三个实施例的桶盖缓降装置。
具体实施方式
[0105] 下面结合附图，以具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
[0106] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0108] 如图1至图6所示，本发明的第一个实施例的桶盖缓降装置，包括：机械控制部分和电气控制部分，其中：
[0109] 所述机械控制部分包括减速箱1，与所述减速箱1旋转连接的桶盖2，和安装在所述减速箱1与桶盖2之间的扭簧3；所述桶盖2具有旋转角码21，所述旋转角码21包括与所述减速箱1旋转连接的旋转端22和与所述桶盖2固定连接的角码端23；所述扭簧3具有第一扭臂31和第二扭臂32，所述扭簧3的旋转中心与所述减速箱1的传动输出轴11、所述旋转端22同轴，所述第一扭臂31被所述减速箱1限位，所述第二扭臂32被所述桶盖2限位，以使所述扭簧
3不能自由转动，从而通过所述扭簧3在所述减速箱1与所述桶盖2之间传递扭矩；
3不能自由转动，从而通过所述扭簧3在所述减速箱1与所述桶盖2之间传递扭矩；
[0110] 所述电气控制部分包括：与所述桶盖2传动连接的电机；控制所述电机正反转，及制动的主控装置；对应于所述桶盖2的关闭，所述主控装置控制所述电机反转，并控制所述桶盖的关闭角度或关闭时间至预设终点值，然后再控制所述电机制动。
[0111] 基于上述结构，本发明的桶盖缓降装置，当桶盖由开启状态变为完全关闭时，机械控制部分的扭簧受到扭力变形达到极大值，此时该扭簧扭力矩也达到极大值，且该扭矩等于或稍小于桶盖自身重力矩，使得桶盖开启时，电机只需克服较小的阻力矩即可实现桶盖的开启。桶盖关闭时，桶盖下落，扭簧受压缩蓄能，将桶盖的重力势能和部分动能转化为扭簧的弹性势能，从而实现缓降的效果。桶盖开启时，扭簧的弹性势能和电机的电能共同转化为桶盖重力势能和动能。从而可减少电机所需的功率。电气控制部分与机械控制部分完美结合，有效确保了较大质量的桶盖关闭时具有良好的缓降效果，显著降低了关盖时的机械冲击，且能够实现桶盖的快速、安全的开启与关闭。
[0112] 电气控制部分的存在，降低了对机械控制部分的要求，提高了机械控制部分的使用寿命，使机械结构控制部分更简单，体积更小。机械控制部分的存在，大大降低了对电机、电路的扭矩和功率要求，可以在较小的电机扭矩和驱动功率下实现较快的桶盖响应速度，使电机、齿轮减速箱的体积更小，明显降低使用成本。相比于仅有电气制动的装置，可以适用于具有更大质量的桶盖的开闭和缓降的需要，大大的拓宽了电气控制部分的适用范围。
[0113] 对于桶盖质量较大的场合，上述桶盖缓降装置的应用更加有效。
[0114] 根据本发明，所述减速箱1靠近所述扭簧3的侧板12上具有凸台13，所述第一扭臂31抵靠在所述凸台13上，所述第二扭臂32抵靠在所述角码端23上。
[0115] 当所述传动输出轴11带动所述旋转角码21旋转关闭所述桶盖时，所述第一扭臂31不动，所述第二扭臂32随着所述旋转角码21的转动而靠近所述第一扭臂31，所述第一扭臂31和第二扭臂32之间的夹角θ变小，所述桶盖2的重力势能和部分的动能转化成所述扭簧的弹性势能，所述扭簧的扭矩增大；
[0116] 当所述传动输出轴11带动所述旋转角码21旋转开启所述桶盖2时，所述第一扭臂31不动，所述第二扭臂32随着所述旋转角码21的转动而回位，同时，所述扭簧3的弹性势能转化成所述桶盖2的重力势能和部分动能，所述第一扭臂31和第二扭臂32之间的夹角θ回位，所述扭簧3释放扭矩。
[0117] 根据本发明，所述第一扭臂31和第二扭臂32的夹角θ小于或等于所述桶盖2的最大开启或关闭角度。例如：
[0118] 根据本发明的一个具体实例，所述桶盖2的最大开启或关闭角度为90度。所述扭簧3未安装时，所述第一扭臂31和第二扭臂32之间的夹角θ为120度，所述扭簧3安装在所述减速箱1和所述桶盖2之间后，夹角θ为90度。所述桶盖2开启并达到最大开启角度90度，所述夹角θ从90度变为0度。此时，所述第一扭臂31和第二扭臂32的夹角θ等于所述桶盖的最大开启或关闭角度。
[0119] 根据本发明的另一个具体实例，所述桶盖2的最大开启或关闭角度为90度。所述扭簧3未安装时，所述第一扭臂31和第二扭臂32之间的夹角θ为60度，所述扭簧3安装在所述减速箱1和所述桶盖2之间后，夹角θ仍为60度。所述桶盖2开启并达到终点90度，所述夹角θ从60度变为0度。
[0120] 此时，所述第一扭臂31和第二扭臂2的夹角θ小于所述桶盖2的最大开启或关闭角度。
[0121] 当然，所述第一扭臂31也可以抵靠在所述减速箱1靠近所述扭簧3的侧板12上的其他部位，只要能够实现对所述第一扭臂31的限位即可。也可以在所述减速箱1靠近所述扭簧3的侧板12上开设开孔或开槽，所述第一扭臂31的末端具有折弯段，所述折弯段插入所述开孔或开槽内，从而实现所述减速箱1对所述第一扭臂31的限位。
[0122] 同样地，也可在所述桶盖2上设置相应的凸块，所述第二扭臂32抵靠在所述凸块上；或在所述桶盖3上开设开孔或开槽，所述第二扭臂32的末端插入所述开孔或开槽内，从而实现所述桶盖2对所述第二扭臂32的限位。还可以是所述第二扭臂32的末端具有折弯段，所述折弯段可抵靠在所述桶盖2上，或插入所述开孔或开槽内，从而实现所述桶盖2对所述第二扭臂32的限位；只要能够保证所述桶盖2旋转关盖时，所述第二扭臂32随着所述桶盖2的关闭而靠近所述第一扭臂31，使得所述第一扭臂31和第二扭臂32之间的夹角θ变小，所述桶盖2的重力势能和部分的动能转化成所述扭簧3的弹性势能。
[0123] 优选地，所述第二扭臂32的折弯段抵靠在所述角码端23上。当所述传动输出轴11带动所述旋转角码21旋转关闭所述桶盖2时，所述第一扭臂31不动，所述折弯段随着所述旋转角码21的转动而被所述角码端23向下压，所述第一扭臂31和第二扭臂32之间的夹角θ变小，所述桶盖2的重力势能和部分的动能转化成所述扭簧3的弹性势能。
[0124] 如图3、图4和图6所示，根据本发明，所述旋转角码21为两个，分别记为第一旋转角码211和第二旋转角码212；所述减速箱1的第一侧板121上开设第一通孔(图中未示出)，所述传动输出轴11的末端穿过所述第一通孔，并与所述第一旋转角码211的旋转端固定连接，所述第一通孔外侧的所述第一侧板121上具有第一凸环14，所述第一通孔、第一凸环14、传动输出轴11及所述第一旋转角码211的旋转端同轴；所述传动输出轴11转动，带动所述第一旋转角码211的旋转端转动，从而带动所述桶盖2开启和关闭。
[0125] 所述减速箱1的第二侧板122上开设第二通孔(图中未示出)，所述第二通孔外侧的所述第二侧板122上具有第二凸环15；所述第二旋转角码212的旋转端与所述第二侧板122可旋转连接，且所述第二旋转角码212的旋转端的旋转中心与所述第二通孔、所述第二凸环15及所述传动输出轴11同轴；
[0126] 所述第一凸环14和、或所述第二凸环15的外周套设所述扭簧3。
[0127] 即可以只在在所述第一凸环14的外周套设一个所述扭簧3，或者只在所述第二凸环15的外周套设一个所述扭簧3。还可以分别在所述第一凸环14和第二凸环15的外周套设一个所述扭簧3。
[0128] 当然，所述传动输出轴11的末端与所述第一旋转角码211的旋转端固定连接的方式不限，只要能够保证所述旋转角码随着所述传动输出轴的转动而转动，同时传递扭矩就可以，优选为所述传动输出轴的末端与所述第一旋转角码的旋转端型面连接。
[0129] 优选地，所述扭簧3为一个，套设在所述第一凸环14或所述第二凸环15的外周，使得所述扭簧3的旋转中心与所述传动输出轴11、所述旋转端同轴。
[0130] 优选地，所述第二旋转角码212的旋转端嵌入所述第二通孔内，并在所述第二通孔内旋转滑动，实现所述旋转端与所述第二侧板122的可旋转连接，同时在所述旋转端上开设第三通孔(图中未示出)；或，
[0131] 所述第二旋转角码212的旋转端上开设第三通孔，所述旋转端嵌套在所述第二凸环15的外周；
[0132] 所述桶盖2与所述智能垃圾桶的电源、控制板连接的电路线从所述第三通孔穿过。上述设计可以充分保护电路线线束，避免桶盖在开合的过程中线束磨损拉断，延长使用寿命。
[0133] 如图7所示，根据本发明，所述旋转角码21也可以仅为一个，例如仅有第一旋转角码211，所述减速箱1的第一侧板121上开设第一通孔，所述传动输出轴11的末端穿过所述第一通孔，并与所述第一旋转角码211的旋转端固定连接；
[0134] 所述第一通孔外侧的所述第一侧板121上具有与所述第一通孔同轴的第一凸环14，所述第一凸环14的外周套设一个所述扭簧3，使得所述扭簧3的旋转中心与所述传动输出轴11、所述旋转端同轴。
[0135] 此时，所述第一旋转角码211优选为设置在所述桶盖2的对称轴心，以使受力平衡。
[0136] 根据本发明，所述旋转角码21与所述桶盖2为一体成型结构，也可以为分体式结构，即所述旋转角码21为独立的零部件，所述角码端23通过螺钉固定在所述桶盖2上。
[0137] 优选为分体式结构，此时，可降低所述桶盖2的安装精度要求，降低了安装难度。
[0138] 如图8至图10所示，根据本发明，所述电气控制部分为时间控制结构，即所述主控装置控制所述电机反转，并控制所述桶盖的关闭时间至预设值，然后再控制所述电机制动，实现所述桶盖缓降装置的时间控制，使得所述桶盖缓降装置为时间控制桶盖缓降装置。
[0139] 所述电气控制部分包括：
[0140] 用于与桶盖传动连接的电机；
[0141] 控制所述电机的正反转，及制动的主控装置；
[0142] 还包括：用于计时或延时的计时模块；所述用于计时或延时的计时模块与所述主控装置可通信地连接；
[0143] 对应于所述桶盖的关闭，所述用于计时或延时的计时模块预设有关闭时间预设值1和关闭时间预设值2；当所述桶盖关闭时，所述主控装置控制所述电机以预设功率反转，所述计时模块计时，当关闭时间大于或等于所述关闭时间预设值1，且小于所述关闭时间预设值2时，所述主控装置控制所述电机制动；当关闭时间大于或等于关闭时间预设值2时，电机关闭制动状态，关盖结束，实现所述电气控制部分的时间控制缓降。
[0144] 根据本发明，所述关闭时间预设值1与所述关闭时间预设值2的具体设定，与桶盖与桶体转接连接的机械摩擦，向上关盖或向下关盖的关盖方式，桶盖的重量，电机功率，及关盖的行程(例如桶盖开启角度为60度，关盖行程为60度)的不同而不同。
[0145] 作为一个具体的例子，所述关闭时间预设值1可以为1.5秒，所述关闭时间预设值2可以为1.5秒。当所述电机功率较大时，所述关闭时间预设值1可以仅为1秒，所述关闭时间预设值2可以仅为0.5秒。
[0146] 根据本发明的一个具体实例，所述桶盖的自重为1100g，所述桶盖的重心距传动输出轴的轴心的距离为12cm，正常情况下打开所述桶盖需要的动力矩F×S＝[(1100g/1000)×9.8(N/kg)]×12cm＝129.36N.cm，即所述桶盖产生的阻力矩为129.36N.cm。
[0147] 基于本发明的机械控制部分，用于打开所述桶盖的电机的堵转力矩设计为80～90N.cm，即用于打开所述桶盖的电机经减速箱减速后的传动输出轴的堵转力矩为80～
90N.cm。而电机正常工作时的传动输出轴的扭矩(即动力矩)肯定小于堵转力矩。
90N.cm。而电机正常工作时的传动输出轴的扭矩(即动力矩)肯定小于堵转力矩。
[0148] 由此可见，本具体实例中，传动输出轴提供的动力矩远小于阻力矩，单靠电气控制部分是无法打开桶盖的。因此在此情况下，需要结合机械控制部分来实现桶盖的关闭和开启。通过与机械控制部分的扭簧相结合，能够以较小的动力矩(即较小的电机功率)实现桶盖的快速开启。
[0149] 另外，桶盖的开启速度与传动输出轴的动力矩相关，当动力矩大于阻力矩时，才能打开桶盖，且大的越多，所述桶盖开启的加速度越快。直观反映是，所述桶盖的启动速度越快，也越难控制所述桶盖达到开启终点时的速度为零。
[0150] 根据本发明，所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1时，所述预设功率为恒定值；或者
[0151] 所述用于计时或延时的计时模块在所述关闭时间预设值1之前还设置N个关闭时间预设值，其中，所述N＝1～n,n为大于1的自然数，关闭时间预设值n等于所述关闭时间预设值1；对应地，所述电机预设有N个预设功率，其中N＝1～n，n为大于1的自然数；
[0152] 当所述关闭时间小于所述关闭时间预设值1时，所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的变化而变化。
[0153] 所述电机的电机功率对应地随关闭时间的变化而变化的方式可以有多种，例如：
[0154] 所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的增大而逐渐增大；
[0155] 所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的增大而逐渐降低；
[0156] 所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的增大而先增大后降低；
[0157] 所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的增大而先降低后增大；
[0158] 所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的增大而先恒定后降低；
[0159] 所述电机的电机功率对应地随所述关闭时间的增大而先恒定后增大；
[0160] 等。
[0161] 优选地，对应于所述桶盖的关闭，所述电机功率对应地随所述关闭时间的变化而分梯度变化。
[0162] 进一步优选为，随所述关闭时间的增大而分梯度降低。以使所述桶盖能够以较缓速度接近关闭终点位置以减少冲击，延长所述桶盖使用寿命。最好是到达所述关闭终点位置时，所述桶盖的速度为零。
[0163] 根据本发明，对应于所述桶盖的开启，所述用于计时或延时的计时模块预设有M个开启时间预设值，其中所述M＝1～m，m为大于1的自然数；对应地，所述电机预设有M个预设功率，其中M＝1～m，m为大于1的自然数；
[0164] 当所述桶盖打开时，所述主控装置控制所述电机正转，同时计时开始，所述电机的电机功率对应地随所述开启时间的变化而变化。
[0165] 需要说明的是，所述M个开启时间预设值(开启时间预设值1、所述开启时间预设值2至所述开启时间预设值m)的具体设定，与桶盖与桶体转接连接的机械摩擦，向上关盖或向下关盖的关盖方式，桶盖的重量，电机功率，及关盖的行程等诸多因素的不同而不同。当所述桶盖完全开启时，所述扭簧的扭矩达到最大值。
[0166] 优选地，所述电机的电机功率对应地随所述开启时间的增大而分梯度变化。
[0167] 更优选地，所述电机的电机功率对应地随所述开启时间的增大而分梯度降低。
[0168] 进一步地，所述桶盖的打开角度小于90度作为打开终点时，所述电机在打开终点位置处于正转开盖状态，使得所述桶盖保持在开盖的位置，防止所述桶盖不受控制降落；
[0169] 当所述桶盖的打开角度大于或等于90度作为打开终点时，所述电机在打开终点位置处于制动状态或所述电机功率为零。
[0170] 优选地，所述桶盖缓降装置还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器。
[0171] 当所述桶盖开启后打开至终点位置附近时，开启时间还未达到开启时间预设值m，但终点位置传感器已被桶盖触发，则主控电路控制电机减速、断开或实施电气制动，最终达到控制桶盖快速响应开启，且能够确保所述桶盖能以较缓的速度接近开启终点位置以减少冲击，延长桶盖的使用寿命。
[0172] 进一步优选地，所述终点位置传感器为位置开关。
[0173] 根据本发明，所述计时模块可以是与主控装置可通信地连接的计时器，也可以是对主控装置设置的计时程序。优选为计时程序。
[0174] 如图8所示，根据本发明，所述主控装置包括由四个三极管搭接而成的H桥电路，所述H桥电路能够控制所述电机的正反转。这样，通过电路对所述电机控制，简单方便，便于控制所述电机的正反转。
[0175] 进一步地，如图8所示，所述H桥电路是由4个三极管搭接而成，4个三极管包括两个PNP型三极管Q1和Q2、两个NPN型三极管Q5和Q6。
[0176] 其中，如图9所示，本实施例中，主控装置包括MCU(Microcontroller Unit；MCU微控制单元)，MCU的第一控制端M1A与三极管Q1的基极和三极管Q5的基极相连接，MCU的第二控制端M1B与三极管Q2的基极和三极管Q6的基极相连接。三极管Q1、Q2的集电极与电机的一端电连接，三极管Q5、Q6的集电极与电机的另一端电连接。
[0177] 当MCU发出控制信号后，当第一控制端M1A输出控制信号，即第一控制端M1A为高电平，第二控制端M1B为低电平，三极管Q1和三极管Q5导通，电机可以是正转，桶盖被打开，当第二控制端M1B输出控制信号，即第二控制端M1B为高电平，第一控制端M1A为低电平，电机反转，桶盖降落。如此设置，只需控制电路的导通方向，就能够控制所述电机的正反转。
[0178] 本实施例中，如图8所示，所述H桥电路还设置有保护电路，所述保护电路包括第一保护电路，所述第一保护电路包括两端分别连接于三极管Q1的发射极和集电极的二极管D1、两端分别连接于三极管Q2的发射极和集电极的二极管D2、两端分别连接于三极管Q5的发射极和集电极的二极管D3和两端分别连接于三极管Q6的发射极和集电极的二极管D4，三极管Q1、三极管Q2的发射极均接入供电VCC，三极管Q5、三极管Q6的发射极均接地。如此设置，防止所述电机在电路开闭的瞬间产生的反向电动势过高而造成三极管或电路被烧毁，以保护电路。
[0179] 进一步地，如图8所示，所述保护电路还包括第二保护电路，所述第二保护电路包括三极管Q3和三极管Q4，三极管Q3的集电极通过电阻R2接入供电VCC，三极管Q4的集电极通过电阻R1接入供电VCC，三极管Q3和三极管Q4的发射极均接地，三极管Q3的集电极通过电阻R4接入三极管Q1的基极，三极管Q4的集电极通过电阻R3接入三极管Q2的基极，第二控制端M1B与三极管Q3的基极相连接，第一控制端M1A与三极管Q4的基极相连接。这样，避免了支路在无负载的情况下，电流过大而烧毁三极管Q1、三极管Q2、三极管Q5、三极管Q6。
[0180] 特别地，如图8所示，为了便于外接控制时保护三极管Q3和三极管Q4，第二控制端M1B与三极管Q3的基极之间还连接有电阻R6，第一控制端M1A与三极管Q4的基极之间还连接有电阻R5，并且电阻R6和电阻R5起到了限流的作用。
[0181] 需要说明的是，电机的两端还并接有电容C1，以处理电磁兼容性，并对电路中的噪声进行过滤。
[0182] 进一步地，所述时间控制缓降装置中还包括能量转换电路，如图10所示，所述能量转换电路包括漏极与电机一端相连接的场效应管Q7和漏极与电机的另一端相连接的场效应管Q8，场效应管Q7与场效应管Q8的栅极通过电阻R11与MCU相连接。场效应管Q7和场效应管Q8能够把电机短路。
[0183] 其中，当启动关闭后，所述用于计时或延时的计时模块开始计时，同时所述电机反转带动所述桶盖关闭，使所述电机两端的电压升高，从而使二极管D1和二极管D2导通，电流流向供电VCC，本实施例中，供电VCC处设置有电压转向器DC-DC，将供电电源VCC的电压转换为低电压。
[0184] 需要说明的是，供电VCC的电压可以优选为12V，经过电压转换器DC-DC后供电电压可以转换为3.3V。
[0185] 根据本发明第二个实施例，基本结构与所述第一个实施例相同，区别在于：
[0186] 所述电气控制部分包括：与所述桶盖传动连接的电机；控制所述电机正反转，及制动的主控装置；还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器，用于感应所述桶盖的转动角度，所述终点位置传感器与所述主控装置可通信地连接。
[0187] 当所述桶盖开启至预设角度终点值时，所述桶盖触发所述终点位置传感器，所述主控装置的开盖程序跳出，开盖结束，所述主控装置的预设程序控制所述电机正转、关闭或制动，最终达到控制桶盖快速响应开启，且能够确保所述桶盖能以较缓的速度接近开启终点位置以减少冲击，延长桶盖的使用寿命。
[0188] 进一步优选地，所述终点位置传感器为位置开关。
[0189] 根据本发明第三个实施例，基本结构与所述第一个实施例相同，区别在于，所述电气控制部分为角度控制结构，即所述主控装置控制所述电机反转，并控制所述桶盖的关闭角度至预设角度，然后再控制所述电机制动，实现所述桶盖缓降装置的角度控制。
[0190] 所述电气控制部分包括：
[0191] 用于与桶盖传动连接的电机；
[0192] 控制所述电机的正反转，及制动的主控装置；
[0193] 还包括：用于感应所述桶盖转动角度的角度感应装置；所述角度感应装置与所述主控装置可通信地连接，当所述桶盖关闭至预设角度时，所述主控装置控制所述电机制动、以使所述桶盖带动所述电机转动至闭合位，实现所述电气控制部分的角度控制缓降。
[0194] 优选地，所述角度感应装置为限位开关。
[0195] 优选地，还包括用于检测所述桶盖处于开启或闭合状态的位置开关。
[0196] 优选地，还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述电机和所述位置开关可通信地连接，当所述电机处于停机状态，所述位置开关检测到所述桶盖为开启状态，所述声光报警装置发出声光报警。
[0197] 根据本发明，所述主控装置包括由四个三极管搭接而成的H桥电路，所述H桥电路能够控制所述电机的正反转。
[0198] 本发明的第四个实施例，提供一种智能垃圾桶，包括桶盖2和与所述桶盖2相连接的上述第一个实施例或第二个实施例的桶盖缓降装置，所述桶盖缓降装置能够实现所述桶盖的缓降。
[0199] 本发明的智能垃圾桶，实现了智能垃圾桶桶盖的快速响应启动，缓慢靠近静止的效果，减少了对智能垃圾桶各机械结构的冲击，延长了桶盖及智能垃圾桶各结构件使用寿命。同时减少机械结构，使结构更简单，体积更小，并解决了阻尼结构中弹簧的金属疲劳与生锈问题。
[0200] 如图1所示，所述智能垃圾桶优选为包括桶体4，安装在所述桶体4的开口上的大盖，与所述大盖旋转连接的顶盖。所述大盖2设计为向上翻起以取出垃圾袋的结构，例如CN106927168A，所公开的智能垃圾桶。
[0201] 根据本发明，所述桶盖2可以智能垃圾桶的为大盖，也可以为顶盖，优选为大盖。
[0202] 当然，本领域的技术人员应当理解，本发明的桶盖缓降装置并不局限于安装在上述的特定智能垃圾桶上。本发明的桶盖缓降装置也可安装在无大盖的智能垃圾桶上。
[0203] 如图11所示，本发明的第五个实施例，提供一种智能垃圾桶的控制方法，基于上述的智能垃圾桶，当所述桶盖缓降装置的电气控制部分为时间控制结构时，所述智能垃圾桶的控制方法包括时间控制关盖步骤：
[0204] 步骤1、开启关盖；
[0205] 步骤2-1、所述主控装置以第一预设功率控制所述电机反转关盖；
[0206] 步骤2-2、所述计时模块采集时间信息开始计时；
[0207] 步骤3、判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值1；
[0208] 若不是，则继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值1；
[0209] 若是，则转至步骤4；
[0210] 步骤4、所述主控装置控制所述电机制动；
[0211] 步骤5、所述计时模块继续采集时间信息；
[0212] 步骤6、判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值2；
[0213] 若不是，则继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值2；
[0214] 若是，则转至步骤7；
[0215] 步骤7、关盖结束。
[0216] 如图12所示，所述关盖步骤还可以是：
[0217] 步骤1、开启关盖；
[0218] 步骤2-1、所述主控装置以第一预设功率控制所述电机反转关盖；
[0219] 步骤2-2、所述计时模块采集时间信息开始计时；
[0220] 步骤3、判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值1；
[0221] 若不是，则所述计时模块继续采集时间信息，并继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值1；
[0222] 若是，则转至步骤4；
[0223] 步骤4、所述主控装置控制所述电机制动；
[0224] 步骤5、所述计时模块继续采集时间信息；
[0225] 步骤6、判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值2；
[0226] 若不是，则所述计时模块继续采集时间信息，并继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值2；
[0227] 若是，则转至步骤7；
[0228] 步骤7、关盖结束。
[0229] 本实施例中，所述步骤2中，所述步骤2-1和步骤2-2的前后顺序可调换，取决于程序设计的不同。所述关盖步骤通过程序控制，如图11和图12所示，上述关盖步骤可通过不同的程序设置来实现。
[0230] 本实施例中，控制所述电机制动的方式优选为控制所述电机短路的能耗制动方式。当时间控制关盖时，关闭时间大于或等于关闭时间预设值1时，即所述电机反转带动所述桶盖关闭一定程度后，所述主控装置将所述电机短路，即所述主控装置解除对所述电机的控制，所述桶盖在重力作用下带动所述电机反转，所述电机从电动机模式转化为发电机模式，电机转子上的动能被消耗转换成电能，即控制所述电机制动的方式为控制所述电机短路的能耗制动方式，以达到缓降制动目的，直至大于或等于关闭时间预设值2，关盖程序完成，所述电机恢复正常接线，关闭制动状态，所述桶盖关闭。最终达到控制所述桶盖快速响应关闭，且能够以较缓速度接近关闭终点位置以减少冲击，延长所述桶盖的使用寿命的目的。
[0231] 当然，控制所述电机制动的方式不限于上述方式，还可以为将所述电机接入电路构成发电反馈制动方式；或者将所述电机接入电路构成反接制动方式。
[0232] 根据本发明，优选地，所述步骤1中，所述开启关盖步骤由程序自动控制。
[0233] 根据本发明，所述主控装置控制所述电机反转关盖时的电机功率可以是恒定的，也可以是随着关闭时间的变化而变化的。
[0234] 优选为随所述关闭时间的增大而分梯度降低，以使所述桶盖能够以较缓速度接近关闭终点位置以减少冲击，延长所述桶盖使用寿命。最好是到达所述关闭终点位置时，所述桶盖的速度为零。
[0235] 如图13所示，本实施例的智能垃圾桶的控制方法，还包括开盖步骤：
[0236] 步骤10：开启开盖；
[0237] 步骤20-1：所述主控装置以预设功率1控制所述电机正转开盖；
[0238] 步骤20-2：所述计时模块采集桶盖的开启时间信息；
[0239] 步骤30：判断所述开启时间是否大于或等于开启时间预设值1；
[0240] 若不是，则继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值1；
[0241] 若是，则转至步骤40；
[0242] 步骤40：所述主控装置以预设功率2控制所述电机正转开盖；
[0243] 步骤50：所述计时模块继续采集桶盖的开启时间信息；
[0244] 步骤60：判断所述开启时间是否大于或等于开启时间预设值2；
[0245] 若不是，则继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值2；
[0246] 若是，则转至下一步骤，依次类推；
[0247] 步骤70：判断所述开启时间是否大于或等于开启时间预设值m；
[0248] 若不是，则继续判断所述关闭时间是否大于或等于所述关闭时间预设值m；
[0249] 若是，转至步骤80：
[0250] 步骤80：开盖程序完成，所述电机关闭，开盖结束。
[0251] 需要说明的是，所述开启时间预设值1，开启时间预设值2，直至开启时间预设值M的设置是根据垃圾桶的大小，桶盖的开启方式，大小，桶盖的重量等因素确定的，因垃圾桶的具体情况而异。所述预设功率的设置也是根据垃圾桶的大小，桶盖的大小，桶盖的重量等因素确定的，因垃圾桶的具体情况而异。
[0252] 本实施例中，所述步骤20中，所述步骤20-1和步骤20-2的前后顺序可调换，取决于程序设计的不同。所述开盖步骤通过程序控制，上述开盖步骤可通过不同的程序设置来实现。
[0253] 开启桶盖时，所述电机的预设功率优选为随所述开启时间的增大而分梯度降低。在开启终点位置附近电机功率可以减小至0，仅靠桶盖惯性运动至终点位置，或者根据实际情况在开启终点位置附近电机开启制动，以使所述桶盖能够以较缓速度接近开启终点位置以减少冲击，延长所述桶盖使用寿命。最好是到达所述开启终点位置时，所述桶盖的速度为零。
[0254] 如图14所示，根据本发明的第六个实施例，提供一种智能垃圾桶的控制方法，基于上述的智能垃圾桶，所述电气控制部分所述电气控制部分包括：
[0255] 用于与桶盖传动连接的电机；
[0256] 控制所述电机的正反转，及制动的主控装置；
[0257] 还包括安装在所述桶盖完全开启位置附近的终点位置传感器，所述终点位置传感器与所述主控装置可通信地连接时；所述主控装置预设有电机输出功率函数P＝p(t)＝c-kt，c为常数，k为时间t的常数系数，时间函数Q＝q(t)＝kt，和时间函数预设值Q0，计时模块预设有延时预设时间t0，所述开盖步骤包括如下步骤：
[0258] 100：开启开盖；
[0259] 110：所述主控装置检测所述终点位置传感器是否被触发；
[0260] 若是，则认为桶盖已打开，开盖程序结束；
[0261] 若否，所述主控装置控制所述电机输出功率函数值Pt，正转开盖，计时模块延时预设时间t0；
[0262] 120：判断时间t对应的所述时间函数值Qt是否满足与时间函数预设值Q0的预设关系；
[0263] 若是，则开盖程序完成；
[0264] 若否，则所述主控装置继续检测所述终点位置传感器是否被触发。
[0265] 具体地，根据所述时间函数值Q的具体形式，所述时间函数值Qt与时间函数预设值Q0的预设关系通常为：
[0266] 所述时间函数值Qt大于等于时间函数预设值Q0；或，
[0267] 所述时间函数值Qt小于等于时间函数预设值Q0。
[0268] 当然，每一条程序语句的运行需要时间，因此，不单独设置延时预设时间t0也能达到延时的目的。
[0269] 作为一个本实施例的一个具体实例，所述P＝p(t)＝c-kt中，c＝90，k＝10，所述Q＝q(t)＝kt中k＝10，时间函数预设值Q0＝60，延时预设时间t0＝0.1s。
[0270] 即电机输出功率函数值Pt随时间t的延长而梯度减小。Pt为百分比值。即按照电机满载功率的百分比的功率输出。当t为1时，p(t)＝80，则按照电机满载功率的百分之八十的功率输出。
[0271] 所述时间函数Q随着时间t的变大而变大，当所述时间t对应的所述时间函数值Qt大于或等于60，即大于或等于时间函数预设值时Q0，则开盖程序完成。
[0272] 如图15所示，本发明的第七个实施例，提供一种智能垃圾桶的控制方法，基于上述的智能垃圾桶，当所述桶盖缓降装置的电气控制部分为角度控制结构时，所述智能垃圾桶的控制方法包括角度控制关盖步骤：
[0273] 步骤101：首先开始关盖动作，即桶盖处于打开的状态，接收关盖指令；
[0274] 步骤102：判断桶盖是否接收到关盖的控制指令；
[0275] 如果桶盖处于关盖动作，即桶盖接收到关盖的控制指令，进行关盖动作；
[0276] 步骤103：然后，角度感应装置采集桶盖的关闭角度；
[0277] 步骤104：判断角度感应装置感应到的桶盖与垃圾桶桶口的夹角角度是否等于预设角度，若等于预设角度时，电机被场效应管Q7和场效应管Q8短路，即解除主控装置对电机的控制，以使桶盖带动电机转动到闭合状态。
[0278] 可选地，一种智能垃圾桶的控制方法还包括步骤：
[0279] 步骤105：判断电机被短路的时间是否等于预设时间：
[0280] 步骤106：如果电机被短路的时间等于预设时间，那么继续判断桶盖是否处于闭合状态，
[0281] 步骤107：如果桶盖不是处于闭合状态，那么声光报警装置发出声光报警，提示有异物卡住桶盖。
[0282] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
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