一种智能垃圾回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种智能垃圾回收系统，由一个母垃圾桶装置和至少三个可自由移动的子垃圾桶装置构成。母垃圾桶装置包括母垃圾桶本体、太阳能模块、指路牌、广告牌模块和无线充电模块的发射端，母垃圾桶本体上方通过支撑杆从上至下依次设有太阳能模块、指路牌、广告牌模块；无线充电模块的发射端安装在母垃圾桶本体中；太阳能模块为整个系统提供电能，指路牌、广告牌模块上显示导向信息和广告，起到指路和宣传的效果。子垃圾桶装置能通过识别人的动作来确定目的地，自主行驶至该地点，供人们投放垃圾，并通过语音交互方式宣传垃圾分类知识，藉此弘扬节能减排的理念，达到潜移默化中提高民众的环保意识的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人与垃圾处理的交叉领域，具体涉及一种新型垃圾桶设计。
技术介绍
2009年我国第一部循环经济立法――《中华人民共和国循环经济促进法》开始实施，在其针对固体废物减量化服务内容中，垃圾分类回收是重中之重。我国政府对垃圾分类的资金投入较小和公众的环境意识相对淡薄，在人力物力相对缺乏、资金不足、设备落后的条件下，缺乏推进垃圾分类全面开展的动力；而在美国，垃圾处理转变成由家庭、企业、政府三方共同组成的一种现代化管理工作,并且实现了资源利用最大化,从而有效地推动着垃圾处理向垃圾经济的转变。以广州市为例，广州市的垃圾分类桶是按照《城市生活垃圾分类标志》（GB/T19095-2003）来设置，但在广州的公共区域仍能看到非正式的分类垃圾桶，而且居民对垃圾分类回收概念模糊，同时也缺乏垃圾分类回收的意识，导致可回收物品废物化和电子垃圾污染，既浪费了可用资源又污染了环境。在垃圾分类回收中，大力宣传推广垃圾分类的工作，提高居民环保意识以及垃圾分类回收意识显得尤为重要。大型游乐场、公园等公共场所会是很好的宣传垃圾分类的地点，而游乐园中的垃圾桶的设计是园区规划中不可忽视的重要环节，因此，有必要针对游乐园这类场所设计出了一套智能垃圾回收系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种智能垃圾回收系统，通过智能提醒和主动寻找人群接收垃圾来达到分类回收的效果，而且有趣的子母垃圾桶设计还能吸引游客注意，在提高游客，尤其是儿童和青少年的垃圾分类意识的同时，还能成为游乐园，甚至城市的一张名片，提高城市品质。本技术采用了以下技术方案。一种智能垃圾回收系统，是由一个母垃圾桶装置和至少三个可自由移动的子垃圾桶装置构成，母垃圾桶装置包括母垃圾桶本体、太阳能模块、指路牌、广告牌模块和无线充电模块的发射端，母垃圾桶本体上方通过支撑杆从上至下依次设有太阳能模块、指路牌、广告牌模块；无线充电模块的发射端安装在母垃圾桶本体中；太阳能模块为整个系统提供电能，指路牌、广告牌模块上显示导向信息和广告，起到指路和宣传的效果。子垃圾桶装置包括子垃圾桶本体和设在子垃圾桶本体上的控制模块、自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块、无线充电模块接收端，控制模块用于接收和处理自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块和无线充电模块发送过来的数据，发送控制信号和数据至相应的模块；自主驾驶模块用于驱动子垃圾桶装置顺利到达指定地点；语音交互模块用于获取环境中的语音信息，将信息数据发送至控制模块，接收控制模块返回的控制信号和数据，合成相应的语音并播放，实现子垃圾桶装置与人的语音互动，控制模块可发送信号给语音交互模块，控制其播放垃圾分类知识和宣传标语；图像识别模块用于获取一段视频流，将数据发送至控制模块，由控制模块通过算法判断是否有动作发生，该判断结果会作用于自主驾驶模块；无线充电模块的发射端通过谐振作用所产生的高频磁场将电能传送至无线充电模块的接收端，两者之间没有直接的电气连接。无线充电模块的接收端为子垃圾桶装置的蓄电池充电，提供子垃圾桶装置工作所需的电能。进一步地，母垃圾桶本体根据垃圾分类划分为四个收集桶，分类原则根据该系统投放地点的垃圾类型确定。进一步地，子垃圾桶本体根据垃圾分类划分为四个收集桶，分类方式与母垃圾桶本体分类方式一致。进一步地，自主驾驶模块由驱动电机、GPS传感器、人体传感器、磁力计传感器、超声波传感器组成。GPS传感器、人体传感器、磁力计传感器、超声波传感器的信号发送至控制模块，由控制模块通过算法生成实时地图，根据最优路线原则确定行走路线，以此实现子垃圾桶的自主驾驶功能。GPS传感器接收GPS卫星信号，该信号发送至控制模块，用于子垃圾桶定位以及活动范围的划分；人体传感器的信号发送至控制模块，用于判别障碍物是否为人体；磁力计传感器利用地磁场识别正北方向，其信号发送至控制模块，用于判断方向；超声波传感器利用声波反射原理测量距离，其信号发送至控制模块，用于判断与障碍物的距离。进一步地，语音交互模块用于语音宣传和实现子垃圾桶装置与人的语音交流，由麦克风、喇叭和语音板组成。语音交互模块通过获取环境中的语音信息，将信息数据发送至控制模块，接收控制模块的控制信号和数据，合成相应的语音并播放；控制模块可发送信号给语音交互模块，控制其播放垃圾分类知识和宣传标语。进一步地，图像识别模块用于识别动作，由摄像头构成，摄像头安装在子垃圾桶本体正面，由摄像头获取一段视频流，传递至控制模块，通过算法对比每帧图片内容，当连续多帧图片中出现不同时，则判断有动作发生。进一步地，控制模块用于接收和处理自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块发送过来的数据，发送控制信号和数据至相应的模块。算法的运算、数据的存储和指令的下达均由控制模块实现。当控制模块判断超过设定时间未识别到动作或识别到动作时，发送控制信号给自主驾驶模块，切换子垃圾桶装置的行驶模式。当超过设定时间未识别到动作时，由控制模块将子垃圾桶装置的行驶模式切换至漫游模式，控制子垃圾桶装置在一定范围内无目的移动，控制模块通过比较预先设定的边界值与自主驾驶模块的GPS传感器发送的GPS卫星信号来判断装置是否在规定范围内；当识别到动作时，控制模块通过处理和分析自主驾驶模块的传感器的信号，确定动作发生的大致方位，将子垃圾桶装置的行驶模式切换至任务模式，控制子垃圾桶装置朝该方位移动。控制模块比较无线充电模块电压传感器上传的数据和预设值，当电压低于预设值，则控制子垃圾桶装置立即返回母垃圾桶装置，进行无线充电；当电压高于预设值，则子垃圾桶装置可继续运行。进一步地，子垃圾桶本体是根据垃圾分类划分的四个收集桶，用于收集四种不同类型的垃圾，分类原则根据该系统投放地点的垃圾类型确定。进一步地，无线充电模块的发射端用于解决子垃圾桶的充电问题，由放大电路和发射电路组成。发射电路是由谐振电容和谐振线圈组成。太阳能模块中蓄电池、放大电路和发射电路依次连接，放大电路将太阳能模块的蓄电池的电压升高，在发射电路中产生谐振，通过谐振线圈产生高频磁场。该高频磁场作用于无线充电模块的接收端时，电能便可从发射端传输至接收端。进一步地，无线充电模块的接收端用于解决子垃圾桶的充电问题，由接收转换电路、充电电路、蓄电池和电压传感器组成，在电气上按描述顺序依次连接。无线充电模块的发射端产生的高频磁场作用于无线充电模块的接收端时，接收转换电路的线圈中产生谐振，便可接收到从发射端传输过来的电能。接收的电能经转换成稳定直流电后经充电电路作用于蓄电池，为蓄电池充电。进一步地，太阳能模块为整个系统提供电能。由太阳能板、太阳能转换器、蓄电池、220V外供电源、AC-DC转换器组成。太阳能板、太阳能转换器连接，构成一条供电电路；220V外供电源和AC-DC转换器连接，构成后备供电电路。当太阳能板发出的电能足够供给整个系统使用时，后备供电电路不工作；当太阳能板发出的电能不足以供给整个系统使用时，启用后备供电电路共同为系统供电。进一步地，指路牌、广告牌模块由显示屏组成，由太阳能模块供电，用于投放广告，显示指路信息，兼有指路牌和广告牌的功能。母垃圾桶本体是根据垃圾分类划分的四个收集桶，用于收集四种不同类型的垃圾，分类原则根据该系统投放地点的垃圾类型确定。与现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能垃圾回收系统，其特征在于包括一个母垃圾桶装置和至少三个可自由移动的子垃圾桶装置；母垃圾桶装置包括母垃圾桶本体、太阳能模块、指路牌、广告牌模块和无线充电模块的发射端，母垃圾桶本体上方通过支撑杆从上至下依次设有太阳能模块、指路牌、广告牌模块；无线充电模块的发射端安装在母垃圾桶本体中；太阳能模块为整个系统提供电能，指路牌、广告牌模块用于显示导向信息和广告信息；子垃圾桶装置包括子垃圾桶本体和设在子垃圾桶本体上的控制模块、自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块、无线充电模块接收端，控制模块用于接收和处理自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块和无线充电模块发送过来的数据，发送控制信号和数据至相应的模块；自主驾驶模块用于驱动子垃圾桶装置顺利到达指定地点；语音交互模块用于获取环境中的语音信息，将信息数据发送至控制模块，接收控制模块返回的控制信号和数据，合成相应的语音并播放，实现子垃圾桶装置与人的语音互动，控制模块能发送信号给语音交互模块，控制音交互模块播放垃圾分类知识和宣传标语；图像识别模块用于获取视频流，将视频流数据发送至控制模块，由控制模块判断是否有动作发生，该判断结果会作用于自主驾驶模块；无线充电模块的发射端通过谐振作用所产生的高频磁场将电能传送至无线充电模块的接收端；无线充电模块的接收端为子垃圾桶装置的蓄电池充电，提供子垃圾桶装置工作所需的电能；母垃圾桶本体根据垃圾分类划分为相应的多个收集桶；子垃圾桶本体根据垃圾分类划分为相应的多个收集桶。...

【技术特征摘要】
1.一种智能垃圾回收系统，其特征在于包括一个母垃圾桶装置和至少三个可自由移动的子垃圾桶装置；母垃圾桶装置包括母垃圾桶本体、太阳能模块、指路牌、广告牌模块和无线充电模块的发射端，母垃圾桶本体上方通过支撑杆从上至下依次设有太阳能模块、指路牌、广告牌模块；无线充电模块的发射端安装在母垃圾桶本体中；太阳能模块为整个系统提供电能，指路牌、广告牌模块用于显示导向信息和广告信息；子垃圾桶装置包括子垃圾桶本体和设在子垃圾桶本体上的控制模块、自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块、无线充电模块接收端，控制模块用于接收和处理自主驾驶模块、语音交互模块、图像识别模块和无线充电模块发送过来的数据，发送控制信号和数据至相应的模块；自主驾驶模块用于驱动子垃圾桶装置顺利到达指定地点；语音交互模块用于获取环境中的语音信息，将信息数据发送至控制模块，接收控制模块返回的控制信号和数据，合成相应的语音并播放，实现子垃圾桶装置与人的语音互动，控制模块能发送信号给语音交互模块，控制音交互模块播放垃圾分类知识和宣传标语；图像识别模块用于获取视频流，将视频流数据发送至控制模块，由控制模块判断是否有动作发生，该判断结果会作用于自主驾驶模块；无线充电模块的发射端通过谐振作用所产生的高频磁场将电能传送至无线充电模块的接收端；无线充电模块的接收端为子垃圾桶装置的蓄电池充电，提供子垃圾桶装置工作所需的电能；母垃圾桶本体根据垃圾分类划分为相应的多个收集桶；子垃圾桶本体根据垃圾分类划分为相应的多个收集桶。2.根据权利要求1所述的智能垃圾回收系统，其特征在于：自主驾驶模块由驱动电机、GPS传感器、人体传感器、磁力计传感器、超声波传感器组成；GPS传感器、人体传感器、磁力计传感器、超声波传感器的信号发送至控制模块，由控制模块生成实时地图，根据最优路线原则确定行走路线，以此实现子垃圾桶装置的自主驾驶功能；GPS传感器接收GPS卫星信号，该信号发送至控制模块，用于子垃圾桶装置定位以及活动范围的划分；人体传感器的信号发送至控制模块，用于判别障碍物是否为人体；磁力计传感器利用地磁场识别正北方向，并将信号发送至控制模块，用于判断方向；超声波传感器利用声波反射原理测量距离，并将信号发送至控制模块，用于判断与障碍物的距离。3.根据权利要求1所述的智能垃圾回收系统，其特征在于：语音交互模块用于语音宣传和实现子垃圾桶装置与人的语音交流，由麦克风、喇叭和语音板组成；语音交互模块通过获取环境中的语音信息，将信息数据发送至控制模块，接收控制模块的控制信号和数据，合成相应的语音并播放；控制模块能发送信号给语音交互模块，控制播语音交互模块放垃圾分类知识和宣传标语。4.根据权利要求1所述的智能垃圾回收系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭东，肖文勋，蔡思华，刘俊东，梁子涛，王晓娟，梁倩仪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44