垃圾桶桶盖的缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法
阅读：544发布：2020-09-22
专利汇可以提供垃圾桶桶盖的缓降装置、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 涉及垃圾收纳技术领域，并公开了一种垃圾桶桶盖的缓降装置，包括：用于与桶盖传动连接的 电机 ；控制所述电机的正反转、及 制动 的主控装置；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。如此设置，实现了对智能垃圾桶桶盖的缓降，减少了机械结构，规避掉了阻尼结构中 弹簧 的金属疲劳与生锈问题，同时也使垃圾桶的结构变得更为简单，体积也变得更小。，下面是垃圾桶桶盖的缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种垃圾桶桶盖的缓降装置，其特征在于，包括：
用于与桶盖传动连接的电机；
控制所述电机的正反转、及制动的主控装置；
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。
2.根据权利要求1所述的缓降装置，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的缓降装置，其特征在于，所述角度感应装置为限位开关。
4.根据权利要求1所述的缓降装置，其特征在于，还包括用于检测所述桶盖处于开启或闭合状态的行程开关。
5.根据权利要求4所述的缓降装置，其特征在于，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行程开关可通信地连接，当所述电机处于停机状态，所述行程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。
6.一种智能垃圾桶，其特征在于，包括桶盖和与所述桶盖相连接的如上述权利要求1-5任一项所述的缓降装置。
7.一种智能垃圾桶的控制方法，基于如权利要求6所述的智能垃圾桶，其特征在于，包括步骤：
判断所述桶盖是否处于关盖动作；
若是，则采集桶盖的关闭角度；
判断所述关闭角度是否大于或等于预设角度；
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。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
判断所述电机被制动时间是否大于或等于预设时间；
若是，判断所述桶盖是否处于闭合状态；
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。
9.根据权利要求7所述的控制方法，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。
垃圾桶桶盖的缓降装置、智能垃圾桶及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及垃圾收纳技术领域，更具体地说，涉及一种垃圾桶桶盖的缓降装置、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自己掀开桶盖，但是在桶盖降落时只能依靠桶盖自身重力降落；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，而垃圾桶关闭时，只能依靠桶盖自身的重力降落，这样容易造成桶盖破裂。因此，如何使垃圾桶桶盖缓慢降落，为了防止桶盖在降落时容易破裂的问题，市场上衍生出了很多智能垃圾桶。
[0003] 而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面积，而造成垃圾桶盛放垃圾的空间减小，并且阻尼结构中的弹簧等金属部件容易出现金属疲劳与生锈问题，当出现这些问题后桶盖将不易开启或关闭，而造成智能垃圾桶无法使用。
[0004] 因此，如何实现智能垃圾桶桶盖的缓降，并减少机械结构，规避掉了阻尼结构中弹簧的金属疲劳与生锈问题，同时也使产品的结构变得更为简单，体积变得更小，成为本领域人员所需要解决的重要技术问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供了一种垃圾桶桶盖的缓降装置，实现了智能垃圾桶桶盖的缓降，并减少机械结构，规避掉了阻尼结构中弹簧的金属疲劳与生锈问题，同时也使产品的结构变得更为简单，体积变得更小。
[0006] 本发明提供了一种垃圾桶桶盖的缓降装置，包括：用于与桶盖传动连接的电机；
控制所述电机的正反转、及制动的主控装置；
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。
控制所述电机的正反转、及制动的主控装置；
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。
[0009] 优选地，还包括用于检测所述桶盖开启或闭合状态的行程开关。
[0010] 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行程开关可通信地连接，当所述电机处于停机状态，所述行程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。
[0011] 本发明还提供了一种智能垃圾桶，包括桶盖和与所述桶盖相连接的如上述任一项所述的缓降装置。
[0012] 本发明还提供了一种智能垃圾桶的控制方法，基于上述所述的智能垃圾桶，包括步骤：判断所述桶盖是否处于关盖动作；
若是，则采集桶盖的关闭角度；
判断所述关闭角度是否大于或等于预设角度；
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。
若是，则采集桶盖的关闭角度；
判断所述关闭角度是否大于或等于预设角度；
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。
[0013] 优选地，还包括步骤：判断所述电机被制动时间是否大于或等于预设时间；
若是，判断所述桶盖是否处于闭合状态；
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。
若是，判断所述桶盖是否处于闭合状态；
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。
[0015] 本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明提供了一种垃圾桶桶盖的缓降装置，包括：电机、主控装置和角度感应装置，电机与桶盖传动连接，通过电机正反转来带动桶盖的打开或关闭，主控装置与电机可通信地连接，能够控制电机的正反转，并且能将电机制动，角度感应装置能够感应桶盖转动的角度，角度感应装置与主控装置可通信地连接，主控装置内设置有预设角度，当桶盖关闭时，转动降落的角度等于预设角度时，主控装置控制电机制动、以使桶盖带动电机转动至闭合位，即主控装置将电机制动，解除对电机的控制，使电机无法对桶盖作用，桶盖在降落时带动电机转动，直到桶盖闭合。如此设置，实现了对智能垃圾桶桶盖的缓降，减少了机械结构，规避掉了阻尼结构中弹簧的金属疲劳与生锈问题，同时也使垃圾桶的结构变得更为简单，体积也变得更小。
附图说明
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为本发明实施例中的缓降装置的H桥控制电路图；图2为本发明实施例中的缓降装置的MCU的结构图；
图3为本发明实施例中的缓降装置的能量转换电路图；
图4为本发明实施例中的一种智能垃圾桶的控制方法的流程示意图;
图5为本发明实施例中的桶盖启闭及打包换袋的控制装置的控制电路图；
图6为本发明实施例中的桶盖启闭及打包换袋的控制装置的控制方法的流程示意图。
图3为本发明实施例中的缓降装置的能量转换电路图；
图4为本发明实施例中的一种智能垃圾桶的控制方法的流程示意图;
图5为本发明实施例中的桶盖启闭及打包换袋的控制装置的控制电路图；
图6为本发明实施例中的桶盖启闭及打包换袋的控制装置的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0018] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0019] 本具体实施方式提供了一种桶盖启闭及打包换袋的控制装置，实现了智能垃圾桶桶盖的缓降，减少了机械结构，规避掉了阻尼结构中弹簧的金属疲劳与生锈问题，同时也使垃圾桶的结构变得更为简单，体积也变得更小。
[0020] 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。
[0021] 以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
[0022] 参照附图1-4，本具体实施方式提供了一种垃圾桶桶盖的缓降装置，包括：电机、主控装置和角度感应装置，电机与桶盖传动连接，通过电机转动来带动桶盖的打开或关闭，主控装置与电机可通信地连接，能够控制电机的正反转，并且能将电机制动，角度感应装置能够感应桶盖转动的角度，角度感应装置与主控装置可通信地连接，主控装置内设置有预设角度，当桶盖关闭时，转动降落的角度等于预设角度时，主控装置控制电机制动、以使桶盖带动电机转动至闭合位，即主控装置将电机制动，接触对电机的控制，使电机无法对桶盖作用，桶盖在降落时带动电机转动，直到桶盖闭合。
[0023] 其中，控制电机制动的方式为控制电机短路的能耗制动方式，也可以是将电机接入相关电路构成发电反馈制动方式，或将电机接入电路构成反接制动方式。
[0024] 需要说明的是，一般垃圾桶桶盖的转动最大角度为90度，而实现垃圾桶桶盖缓降也是从最大开启角度开始进行缓降，本实施例中，垃圾桶桶盖的转动最大角度可以优选为90度，即桶盖的最大开启角度优选为90度，垃圾桶桶盖的预设角度优选为60度，即桶盖的缓降开始角度优选为60度。
[0025] 其中，当桶盖关闭时，转动降落的角度等于预设角度时，即电机翻转带动桶盖从90度关闭到60度后，本实施例优选地，主控装置将电机短路，即主控装置解除对电机的控制，桶盖带动电机转动，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，从而实现缓慢降落功能。
[0026] 如此设置，实现了智能垃圾桶桶盖的缓降，减少了机械结构，规避掉了阻尼结构中弹簧的金属疲劳与生锈问题，同时也使垃圾桶的结构变得更为简单，体积也变得更小。
[0027] 本实施例的优选方案中，主控装置包括H桥电路，H桥电路能够控制电机的正反转。这样，通过电路对电机控制，简单方便，便于控制电机的正反转。
[0028] 进一步地，如图1所示，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。
[0029] 其中，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。
[0030] 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，就能够控制电机的正反转。
[0031] 本实施例中，如图1所示，还设置有保护电路，保护电路包括第一保护电路，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。
[0032] 进一步地，如图1所示，保护电路还包括第二保护电路，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。
[0033] 特别地，如图1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。
[0034] 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。
[0035] 在其中一个实施例中，垃圾桶桶盖的缓降装置中还包括能量转换电路，如图3所示，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。
[0036] 其中，当桶盖开始关闭时，电机反转带动桶盖关闭，即桶盖处于90度到60度时，电机反转，使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。
[0037] 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。
[0039] 一些实施例中，缓降装置还包括行程开关，行程开关能够检测桶盖是否处于开启或闭合状态，缓降装置还包括声光报警装置，声光报警装置与电机和行程开关可通信地连接，当桶盖降落的时间达到预设时间后，桶盖停止降落，桶盖不再带动电机转动，电机处于停机状态，行程开关检测桶盖是否闭合，若桶盖闭合说明桶盖关闭，没有异物卡住桶盖，若桶盖没有闭合，说明有异物卡住桶盖，声光报警装置发出声光报警。如此设置，能够直观地知道桶盖是否闭合，是否有异物卡住桶盖。
[0040] 其中，预设时间可以优选为1.5秒，即桶盖从60度下降至完全闭合所用的时间时1.5秒。
[0041] 本具体实施方式还提供了一种智能垃圾桶，包括桶盖和如上述缓降装置，桶盖与缓降装置相连接，缓降装置能够实现桶盖的缓降。该有益效果的推导过程与上述缓降装置所带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
[0042] 本实施例中，智能垃圾桶还包括桶盖启闭及打包换袋的控制装置，包括感应元件、控制器、计时模块，感应元件用于感应人体动作信号，计时模块与感应元件可通信地连接，计时模块能够记录感应元件被触发的时间，并且计时模块与控制器可通信地连接，计时模块能够把记录的被触发的时间传送给控制器，控制器能够控制桶盖的启闭和垃圾桶打包换袋，控制器内设置有预设时间，当计时模块记录的被触发时间小于预设时间时，控制器控制桶盖开启或关闭，当计时模块记录的被触发时间大于预设时间时，控制器控制垃圾桶进行打包换袋工序。
[0043] 需要说明的是，上述计时模块可以是与控制器可通信地连接的计时器，也可以是对控制装置设置的计时程序。
[0044] 如此设置，只需一键即可控制垃圾桶执行动作，无需使用多个按键控制多功能垃圾桶工作，减少了占用体积，并且只需一键实现多功能操作，提高了产品的可靠性和稳定性。
[0045] 本实施例中，计时模块优选为计时器，以下为计时模块为计时器时，计时过程及推导，并且当计时模块为计时程序时，计时程序的计时过程及推导与计时模块为计时器时的计时过程及推导相同，此处将不做详细阐述说明。
[0046] 其中，感应元件为感应人体触摸的触摸件或感应人体按压的机械按键。
[0047] 本实施例的优选方案中，控制器可以是控制电路，如图5所示，控制电路的电源端设置电压钳位电路11，电压钳位电路11能够保证供电电压的稳定。
[0048] 需要说明的是，电压钳位电路11使用专门用于电压监控的大规模集成电路。具有体积小，电路简单，可靠性更强的优点。
[0049] 本实施例中，感应元件优选为触摸件，触摸件包括触摸层和感应弹簧J1。感应弹簧J1设置在触摸层的下方，感应弹簧J1与计时器可通信地连接，计时器能够记录感应弹簧J1感应到触摸后形变的时间。如此设置，能够灵敏地感应到触摸。
[0051] 进一步地，触摸层的任意位置均为感应区，即整个触摸层都能感应到触摸信号，这样，触发功能稳定，没区域限制，无需重复触摸。
[0052] 需要说明的是，触摸层为绝缘层，以保证人体触摸时的安全。
[0053] 一些实施例中，控制电路包括感应IC芯片（Integrated Circuit集成电路），感应弹簧J1与感应IC芯片的信号接收端连接，感应IC芯片的信号输出端连接有控制垃圾桶桶盖启闭或垃圾桶打包换袋的工作电路，当感应弹簧J1感应到人体触摸后，将触摸信号传送到感应IC芯片的信号接收端，信号接收端输出高电平，感应IC芯片中设置有定时器，即定时器上设置有预设时间，信号接收端输出高电平的时间与人体触摸的时间同步，高电平的输出时间若是小于预设时间，则感应IC芯片输出控制信号，控制桶盖开启或关闭；若高电平的输出时间大于预设时间，感应IC芯片输出控制信号，控制打包换袋。如此设置，感应弹簧J1感应到的触发的时间不同，由此可实现一键多功能。
[0054] 一个实施例中，当对产品的稳定性与可靠性达到工业级或更高级别的要求时，可以在信号接收端连接二极管D。
[0055] 本实施例还提供了一种垃圾桶桶盖启闭及打包换袋的方法，如图6所示，包括：步骤1，检测人体触摸信号，即感应弹簧J1是否感应到触摸信号；
步骤2，若检测到人体触摸信号，即感应弹簧J1感应到触摸信号，计时器开始记录的感应弹簧J1感应到触摸信号的时间；
若没有检测到人体触摸信号，控制装置处于停机状态；
步骤3，判断计时器所记录感应弹簧J1感应到触摸信号的时间是否小于预设时间；
步骤4，若计时器记录的被触摸的时间小于预设时间，感应IC芯片输出控制指令控制桶盖开启或关闭；
若计时器记录的被触摸的时间大于预设时间，感应IC芯片输出控制指令控制垃圾桶进行打包换袋工序。
步骤2，若检测到人体触摸信号，即感应弹簧J1感应到触摸信号，计时器开始记录的感应弹簧J1感应到触摸信号的时间；
若没有检测到人体触摸信号，控制装置处于停机状态；
步骤3，判断计时器所记录感应弹簧J1感应到触摸信号的时间是否小于预设时间；
步骤4，若计时器记录的被触摸的时间小于预设时间，感应IC芯片输出控制指令控制桶盖开启或关闭；
若计时器记录的被触摸的时间大于预设时间，感应IC芯片输出控制指令控制垃圾桶进行打包换袋工序。
[0056] 需要说明的是，当感应元件为机械按键时，垃圾桶的控制步骤与上述触摸件的控制步骤相同。
[0057] 需要说明的是，预设时间可以为1.5秒-2.5秒，可以优选为1.5秒或者2秒。
[0058] 本具体实施方式还提供了一种智能垃圾桶的控制方法，基于上述的智能垃圾桶，包括控制步骤：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；
步骤102：判断桶盖是否接收到关盖的控制指令；
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；
步骤103：然后，角度感应装置采集桶盖的关闭角度；
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。
步骤102：判断桶盖是否接收到关盖的控制指令；
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；
步骤103：然后，角度感应装置采集桶盖的关闭角度；
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。
[0059] 可选地，一种智能垃圾桶的控制方法还包括步骤：步骤105：判断电机被短路的时间是否等于预设时间：
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，
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。
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，
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。
[0060] 关于上述实施例中的方法，其中各个步骤执行操作的具体有益效果已经在有关该装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0061] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
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