本發(fā)明涉及智能設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能智能垃圾桶。

背景技術(shù)：

在生活當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在丟垃圾的時候，垃圾桶不在腳邊，然后要起身將垃圾放入垃圾桶內(nèi)，在某些時候會帶來不便。如在做飯過程中需要丟垃圾時，在走到垃圾桶位置的過程中，手上或垃圾上的污漬就會滴落在地板上，弄臟地板且會引起打滑等現(xiàn)象；又如垃圾桶滿的時候，我們經(jīng)常會忘記丟掉等現(xiàn)象。另外，對于家中行動不便的老人，到固定的地方丟垃圾也很不方便。因此設(shè)計會移動的智能垃圾桶不僅可以提高人們生活的便利，而且滿足居民的環(huán)保要求。

為了解決上述問題，提高生活質(zhì)量，因此設(shè)計了一種多功能智能垃圾桶，具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述背景，本發(fā)明提供一種多功能智能垃圾桶，具有自主循跡功能，能夠行駛到指定位置；具有語音識別功能，根據(jù)語音指令到達(dá)目的地和回到出發(fā)位置；具有自主避障功能，能夠應(yīng)用于不同的工作場合；具有自動翻蓋功能，當(dāng)手接近垃圾桶時，垃圾桶自動翻蓋避免人手的二次污染；具有提示功能，當(dāng)檢測到桶內(nèi)垃圾超過設(shè)定值時，會語音提示并自動停靠在指定位置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種多功能智能垃圾桶，包括垃圾桶本體和鋪設(shè)在地面上的軌道，所述軌道的兩端均預(yù)埋一永磁鐵；所述垃圾桶本體放置在軌道上；所述垃圾桶本體包括桶蓋、桶體和底板；所述桶體的下端固定連接在底板上，所述桶蓋鉸接在桶體的上端，在鉸接處安裝有舵機(jī)，舵機(jī)驅(qū)動桶蓋的開合；所述底板的前端安裝有一對萬向輪，底板的后端安裝有一對直流電機(jī)，直流電機(jī)的輸出軸上安裝有驅(qū)動輪，所述底板的右前方和左后方均安裝一個位置檢測模塊，位置檢測模塊與永磁鐵相配對；所述底板的前端兩側(cè)均安裝有一路徑檢測模塊，路徑檢測模塊用于檢測軌道；所述桶蓋的頂端安裝有人體檢測模塊和語音指令模塊；所述桶體的正前方與正后方均安裝一個超聲波傳感器；所述桶體內(nèi)壁安裝距離檢測模塊；所述底板上安裝有主控模塊和電源模塊；一直流電機(jī)與一電機(jī)驅(qū)動模塊相連，所述電機(jī)驅(qū)動模塊、舵機(jī)、人體檢測模塊、語音指令模塊、距離檢測模塊、超聲波傳感器、路徑檢測模塊和位置檢測模塊均與主控模塊相連；所述電源模塊為電機(jī)驅(qū)動模塊、舵機(jī)、人體檢測模塊、語音指令模塊、距離檢測模塊、超聲波模塊以及路徑檢測模塊、位置檢測模塊和主控模塊提供工作電壓。

進(jìn)一步的，所述軌道為封閉的漆包線，漆包線上具有20000赫茲100毫安的電流。

進(jìn)一步的，所述電源模塊采用北京龍邱智能科技有限公司的可調(diào)電源模塊，該可調(diào)電源模塊產(chǎn)生+3.3v、+5v以及+7.2v電壓。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)驅(qū)動模塊包括半橋芯片u5、u6，電阻r8-r13、電阻r20、電阻r21，電容c13、電容c14，電機(jī)插座j1；半橋芯片u5的接地端口和半橋芯片u6的接地端口均接地，半橋芯片u5的電源輸入端口和半橋芯片u6的電源輸入端口均與+7.2v相連，電機(jī)插座j1的第一端口與半橋芯片u5的輸出端口相連，電機(jī)插座j1的第二端口與半橋芯片u6的輸出端口相連，半橋芯片u5的使能端口與電阻r20的一端相連，電阻r20的另一端與+3.3v相連，半橋芯片u6的使能端口與電阻r21的一端相連，電阻r21的另一端與+3.3v相連；

電阻r8的一端與主控模塊的第一輸出占空比端口相連，電阻r8的另一端與半橋芯片u5的輸入端口相連，電阻r10的一端和電阻r12的一端相連后接地，電阻r10的另一端和電容c13的一端相連后與半橋芯片u5的壓擺率端口相連，電容c13的另一端接地，電阻r12的另一端與半橋芯片u5的電流檢測端口相連；

電阻r9的一端與主控模塊的第二輸出占空比端口相連，電阻r9的另一端與半橋芯片u6的輸入端口相連，電阻r11的一端和電阻r13的一端相連后接地，電阻r11的另一端和電容c14的一端相連后與半橋芯片u6的壓擺率端口相連，電容c14的另一端接地，電阻r13的另一端與半橋芯片u6的電流檢測端口相連；直流電機(jī)與電機(jī)插座j1相連。

進(jìn)一步的，所述路徑檢測模塊包括放大器u13a，端子j4，電感l(wèi)3，電容c10、c12，電阻r35、電阻r27、電阻r20、電阻r28，可調(diào)電阻r26；放大器u13a的電源正極端與+5v相連，放大器u13a的電源負(fù)極端接地，電感l(wèi)3的一端和電容c12的一端相連后接地，電感l(wèi)3的另一端和電容c12的另一端相連后與電阻r35的一端相連，電阻r35的另一端與放大器u13a的正輸入端相連，電阻r27的一端接地，電阻r27的另一端和電阻r20的一端相連后與放大器u13a的負(fù)輸入端相連，電阻r20的另一端與可調(diào)電阻r26的線圈一端相連，可調(diào)電阻r26的線圈另一端、可調(diào)電阻r26的活動端以及電阻r28的一端相連后與放大器u13a的輸出端相連，電阻r28的另一端與電容c10的一端相連后與端子j4的一端相連，電容c10的另一端接地，端子j4與主控模塊的i/o端口相連。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明的智能垃圾桶，與傳統(tǒng)的垃圾桶和市面上的垃圾桶相比，具有循跡功能、語音識別、避障、自動翻蓋、自動提示等功能，在預(yù)設(shè)軌道上能根據(jù)語音指令運動或停止，當(dāng)運行軌道上有障礙物時，會主動語音提示，障礙物移除后繼續(xù)運行，直到接收到新的指令，投放垃圾時，人手接近垃圾桶到一定距離時，桶蓋會自動打開，保持一定時間后，自行閉合，當(dāng)桶內(nèi)垃圾達(dá)到預(yù)設(shè)高度時會自動?？康筋A(yù)設(shè)位置，特別方便有高齡老人的家庭，有效的提高生活質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的應(yīng)用場景圖；

圖3是本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動模塊電路圖；

圖4是本發(fā)明的路徑采集模塊電路圖；

圖中，舵機(jī)1、人體檢測模塊2、語音指令模塊3、桶蓋4、距離檢測模塊5、超聲波模塊6、桶體7、萬向輪8、路徑檢測模塊9、位置檢測模塊10、主控模塊11、電源模塊12、直流電機(jī)13、驅(qū)動輪14、底板15。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一種多功能智能垃圾桶，包括垃圾桶本體和鋪設(shè)在地面上的軌道，所述軌道的兩端均預(yù)埋一永磁鐵，一端標(biāo)記為預(yù)設(shè)點1，另一端標(biāo)記為預(yù)設(shè)點2；所述垃圾桶本體放置在軌道上；所述軌道為封閉的漆包線，漆包線上具有20000赫茲100毫安的電流；

所述垃圾桶本體包括桶蓋4、桶體7和底板15；所述桶體7的下端固定連接在底板15上，所述桶蓋4鉸接在桶體7的上端，在鉸接處安裝有舵機(jī)1，舵機(jī)1驅(qū)動桶蓋4的開合；所述底板15的前端安裝有一對萬向輪8，底板15的后端安裝有一對直流電機(jī)13，直流電機(jī)13的輸出軸上安裝有驅(qū)動輪14，所述底板15的右前方和左后方均安裝一個位置檢測模塊10，位置檢測模塊10與永磁鐵相配對；所述底板15上安裝有主控模塊11和電源模塊12；底板15的前端兩側(cè)均安裝有一路徑檢測模塊9。

本發(fā)明中，采用直流電機(jī)13控制驅(qū)動輪14的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)智能垃圾桶的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，利用路徑檢測模塊9檢測預(yù)先鋪設(shè)的軌道，從而實現(xiàn)循跡功能。

所述桶蓋4的頂端安裝有人體檢測模塊2和語音指令模塊3；所述桶體7的正前方與正后方均安裝一個超聲波傳感器6，本發(fā)明中，利用語音指令模塊3接收語音命令，當(dāng)行駛?cè)梭w檢測模塊2檢測人手靠近垃圾桶，且距離小于預(yù)設(shè)值時，舵機(jī)1啟動，打開桶蓋4，并保持一定時間。

所述桶體7內(nèi)壁安裝距離檢測模塊5，本發(fā)明中，當(dāng)距離檢測模塊5檢測到桶內(nèi)垃圾達(dá)到預(yù)設(shè)高度時，會自動行駛到預(yù)定地點。

所述電源模塊12安裝于底板15，產(chǎn)生的+3.3v分別與主控模塊11和電機(jī)驅(qū)動模塊(端口3)相連，產(chǎn)生的+5v分別與舵機(jī)1、人體檢測模塊2、語音指令模塊3、距離檢測模塊5、超聲波模塊6以及路徑檢測模塊9相連，產(chǎn)生的+7.2v與電機(jī)驅(qū)動模塊(端口7)相連。

所述直流電機(jī)13與電機(jī)驅(qū)動模塊相連，所述電機(jī)驅(qū)動模塊、舵機(jī)1、人體檢測模塊2、語音指令模塊3、距離檢測模塊5、超聲波傳感器6和路徑檢測模塊9均與主控模塊11相連。

如圖2所示，在位置a發(fā)出指令，智能垃圾桶接收到“開始”指令時，智能垃圾桶會沿著預(yù)設(shè)軌道行駛，當(dāng)接收到“停止”指令時，智能垃圾桶在位置a點停止運行，桶蓋4上的人體檢測模塊檢2檢測到人手時，舵機(jī)1打開桶蓋，一段時間后舵機(jī)1關(guān)閉桶蓋4，語音指令模塊3接收到“回去”指令時，會回到預(yù)設(shè)點1，當(dāng)桶體7內(nèi)距離傳感器模塊5檢測到桶內(nèi)垃圾超過預(yù)設(shè)值時，會自動行駛到預(yù)設(shè)點2。

如圖3所示，電機(jī)驅(qū)動模塊包括半橋芯片u5、u6，電阻r8-r13、電阻r20、電阻r21，電容c13、電容c14，電機(jī)插座j1；半橋芯片u5的接地端口(端口1)和半橋芯片u6的接地端口(端口1)均接地，半橋芯片u5的電源輸入端口(端口7)和半橋芯片u6的電源輸入端口(端口7)均與+7.2v相連，電機(jī)插座j1的第一端口(端口1)與半橋芯片u5的輸出端口(端口8)相連，電機(jī)插座j1的第二端口(端口2)與半橋芯片u6的輸出端口(端口8)相連，半橋芯片u5的使能端口(端口3)與電阻r20的一端相連，電阻r20的另一端與+3.3v相連，半橋芯片u6的使能端口(端口3)與電阻r21的一端相連，電阻r21的另一端與+3.3v相連；

電阻r8的一端與主控模塊11的第一輸出占空比端口相連，電阻r8的另一端與半橋芯片u5的輸入端口(端口2)相連，電阻r10的一端和電阻r12的一端相連后接地，電阻r10的另一端和電容c13的一端相連后與半橋芯片u5的壓擺率端口(端口5)相連，電容c13的另一端接地，電阻r12的另一端與半橋芯片u5的電流檢測端口(端口6)相連；

電阻r9的一端與主控模塊11的第二輸出占空比端口相連，電阻r9的另一端與半橋芯片u6的輸入端口(端口2)相連，電阻r11的一端和電阻r13的一端相連后接地，電阻r11的另一端和電容c14的一端相連后與半橋芯片u6的壓擺率端口(端口5)相連，電容c14的另一端接地，電阻r13的另一端與半橋芯片u6的電流檢測端口(端口6)相連；直流電機(jī)13與電機(jī)插座j1相連。

當(dāng)主控模塊11的第一輸出占空比端口輸出電壓為正，第二輸出占空比端口輸出為零時，與電機(jī)插座j1相連的直流電機(jī)13正轉(zhuǎn)，第一輸出占空比端口輸出電壓增加，直流電機(jī)13正轉(zhuǎn)速度增加，第一輸出占空比端口輸出電壓減少，直流電機(jī)13正轉(zhuǎn)速度降低；當(dāng)主控模塊11相連的第一輸出占空比端口輸出為零，第二輸出占空比端口輸出為正時，與電機(jī)插座j1相連的直流電機(jī)13反轉(zhuǎn)，第二輸出占空比端口輸出電壓增加，直流電機(jī)13反轉(zhuǎn)速度增加，第二輸出占空比端口輸出電壓減少，直流電機(jī)13反轉(zhuǎn)速度降低。

如圖4所示，路徑檢測模塊9包括放大器u13a，端子j4，電感l(wèi)3，電容c10、c12，電阻r35、電阻r27、電阻r20、電阻r28，可調(diào)電阻r26；放大器u13a的電源正極端與+5v相連，放大器u13a的電源負(fù)極端接地，電感l(wèi)3的一端和電容c12的一端相連后接地，電感l(wèi)3的另一端和電容c12的另一端相連后與電阻r35的一端相連，電阻r35的另一端與放大器u13a的正輸入端(端口3)相連，電阻r27的一端接地，電阻r27的另一端和電阻r20的一端相連后與放大器u13a的負(fù)輸入端(端口2)相連，電阻r20的另一端與可調(diào)電阻r26的線圈一端相連，可調(diào)電阻r26的線圈另一端、可調(diào)電阻r26的活動端以及電阻r28的一端相連后與放大器u13a的輸出端(端口1)相連，電阻r28的另一端與電容c10的一端相連后與端子j4的一端(端口1)相連，電容c10的另一端接地，端子j4與主控模塊的i/o端口相連。

路徑檢測模塊9中的l3和c12組成檢波電路，檢測預(yù)鋪設(shè)的軌道信息，放大器u13a對檢測到的信息進(jìn)行放大，電阻r28和電容c10將放大信號進(jìn)行濾波，濾波后的信號通過端子j4進(jìn)入主控模塊。

本發(fā)明中，主控模塊11可采用atmega-328p-au，但不限于此；所述人體檢測模塊2可以使用科美奇科技公司hc-sr501型號產(chǎn)品，但不限于此；所述舵機(jī)1可使用futubas3010，但不限于此；所述直流電機(jī)13可使用rs380電機(jī)，但不限于此；所述超聲波模塊6可使用telesky公司hc-sr04產(chǎn)品，但不限于此，所述距離檢測模塊5可采用紅樹偉業(yè)公司的夏普gp2d12產(chǎn)品，但不限于此；語音指令模塊3可使用telesky公司的ld3320產(chǎn)品，但不限于此；所述電機(jī)驅(qū)動模塊中的半橋芯片可用英飛凌的bts7960，但不限于此，所述路徑檢測模塊9中的放大器可用ti公司的lm358，但不限于此，所述電源模塊可使用北京龍邱智能科技有限公司的可調(diào)電源模塊，但不限于此。

本發(fā)明的工作過程如下：用戶給主控模塊11通上電后，智能垃圾桶開始工作，當(dāng)語音指令模塊3接收到指令時，指令為“開始”則直流電機(jī)13開始控制驅(qū)動輪正轉(zhuǎn)，語音指令模塊3接收到“停止”指令時，垃圾桶停止運動；人體檢測模塊2檢測到人手時，舵機(jī)1打開桶蓋，保持一定時間后，舵機(jī)1關(guān)閉桶蓋；桶體7內(nèi)距離檢測模塊5檢測桶內(nèi)垃圾是否超過預(yù)設(shè)值，如超過預(yù)設(shè)值則朝預(yù)設(shè)點2行進(jìn)，直到位置檢測模塊10檢測到預(yù)設(shè)點2處的永磁鐵時停止，如沒有超過預(yù)設(shè)值則等待回去指令，如接收到回去指令則朝預(yù)設(shè)點1行進(jìn)，直到位置檢測模塊10檢測到預(yù)設(shè)點2處的永磁鐵時停止，如沒有接收回去指令，則等待一段時間后自行回到預(yù)設(shè)點1；在運行過程中，超聲波模塊6如檢測到預(yù)設(shè)軌道上有障礙時，垃圾桶停止運行，并通過語音指令模塊3發(fā)出提示音，障礙移除后，垃圾桶繼續(xù)運行直到接收到“停止”指令。本發(fā)明中的控制方式均為本領(lǐng)域常用的技術(shù)手段，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本申請中的描述，可以毫無疑義的確定具體的實施方式，并達(dá)到預(yù)期的技術(shù)效果。