基于超声波检测的自动开盖垃圾桶制造技术

本实用新型专利技术提供一种自动开盖垃圾桶，包括桶体和桶盖，桶体分为上下两部分，上部分桶体两侧各加工有一圆形通孔，与桶盖两端凸起对称的转轴匹配，上部分桶体上还设置有驱动装置、控制电路、超声波发射和接收器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键和电源，下部分桶体的底端设置一个加大的圆形底盘；本实用新型专利技术采用超声波感应控制桶盖，精度更高，制作成本更低，而且桶体可以灵活的拆卸方便清洗，另外，桶底增加了宽大的圆形底盘，能够最大限度的防止垃圾桶倾倒；此外垃圾桶上还设置了按键用于实现手动控制垃圾桶的开合，方便实用。

Automatic open cover garbage bucket based on ultrasonic testing

The utility model provides an automatic open cover garbage bucket, which includes a bucket body and a barrel cover. The barrel body is divided into two parts. Each side of the upper part of the bucket is machined with a circular hole, which is matched with a symmetrical rotating shaft at both ends of the barrel cover, and a driving device, a control circuit, an ultrasonic emission and a receiver and a gyroscope on the upper barrel body. The bottom end of the lower part of the barrel is equipped with an enlarged circular chassis. The utility model uses ultrasonic induction to control the barrel cover, which has higher precision and lower production cost, and the barrel body can be easily disassembled and convenient for cleaning. In addition, a wide circular chassis is added at the bottom of the bucket. The utility model can prevent the garbage bin from dumping to the maximum extent; besides, a button is arranged on the trash can to realize the manual control of the opening and closing of the garbage bin, which is convenient and practical.

【技术实现步骤摘要】
基于超声波检测的自动开盖垃圾桶
本技术属于智能家居领域，涉及一种垃圾桶，具体是一种自动开盖垃圾桶。
技术介绍
目前，市场上的自动开盖垃圾桶多是基于红外线传感器探测，还有少数是基于微波感应技术探测；利用红外线传感器探测不仅感应的距离有限、精度不高而且非常容易受到外界光线的影响，当外界的红外光较强时，很容易导致垃圾桶无法关闭桶盖，而光线较弱时又可能出现桶盖无法打开的现象。而基于微波感应技术的自动开盖垃圾桶的设计又过于复杂，造价高不具有实用性，很难令市场认可和接受；另外，由于目前的自动开盖垃圾桶都含有大量硬件电路，使得垃圾桶的清洗很不方便，而且当垃圾桶中含有大量垃圾意外倾倒时会影响环境。
技术实现思路
本技术的目的就是针对上述问题提供一种精确度更高、适应性更强、实用性更好地自动开盖垃圾桶。本技术为了实现上述目的采用的技术方案是：一种自动开盖垃圾桶，包括桶体和桶盖，所述桶体分为上下两部分，上下两部分桶体采用螺纹结构连接，上部分桶体两侧各加工有一圆形通孔，与桶盖两端凸起对称的转轴匹配，上部分桶体上还设置有驱动装置、控制电路、超声波发射和接收器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键和电源，驱动装置设置于所述圆形通孔的外侧与桶盖上的转轴连接，陀螺仪角度传感器设置在上部分桶体的下部边缘，显示屏设置于上部分桶体的中部，电源设置于显示屏的上方，超声波发射器和超声波接受器设置于上部分桶体的上部边缘，控制电路设置于超声波发射器和超声波接收器的下边空腔内，按键设置于控制电路的下方，控制电路分别与驱动装置、超声波发射和接受器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键以及电源连接；下部分桶体的底端设置一个加大的圆形底盘。所述驱动装置包括舵机、输入齿轮和输出齿轮，舵机的输出端固定有输入齿轮，输入齿轮和输出齿轮啮合，输出齿轮的中心轴与桶盖上的转轴固定连接。所述控制电路包括单片机、超声波发射电路、超声波接收电路，显示屏驱动电路、按键模块以及陀螺仪角度传感器检测电路，超声波发射电路、超声波接收电路，显示屏驱动电路、按键模块以及陀螺仪角度传感器检测电路分别与单片机连接，单片机还与驱动装置的舵机相连。所述单片机采用AT89C52芯片，超声波发射电路由反相器和能换器及电阻组成，其中反相器由74LS04组成，超声波接收电路采用CX20106A为处理器，显示屏驱动电路采用SSD1303芯片，陀螺仪角度传感器检测电路采用MPU6050芯片。本技术的有益效果是：采用超声波感应比普通红外感应或者微波感应的方式测量的精度更高，不会受到光线、温度或者湿度的影响，同时降低了制作成本，而且结构简单可以灵活的拆卸方便清洗，另外，桶底增加了宽大的圆形底盘，能够最大限度的防止垃圾桶倾倒；此外垃圾桶还设置了陀螺仪角度传感器和按键，用于实现防止垃圾桶倾倒时垃圾溢出和手动控制垃圾桶的开合，方便实用。附图说明图1，图2是本技术的结构示意图；图3是本技术中驱动装置的示意图；图4是本技术控制电路的结构框图；图5是本技术中超声波发射电路示意图；图6是本技术中超声波接收电路示意图；图7是本技术中控制电路的具体连接图；图8是本技术中控制电路主程序的流程图；图9是本技术中定时器中断程序的流程图；图10是本技术中外部中断程序的流程图。图中1、桶体；2、桶盖；3、螺纹结构；4、驱动装置；5、控制电路；6、超声波发射器；7、超声波接收器；8、陀螺仪角度传感器；9、显示屏；10、按键；11、电源；12、圆形底盘；13、舵机；14、输入齿轮；15、输出齿轮。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的说明一种自动翻盖垃圾桶，如图1和2所示，包括桶体1和桶盖2，桶体1为一个圆柱形的铝制桶体，桶盖2为一铝制圆盘，桶体1分为上下两部分，上部分桶体采用外螺纹，下部分桶体采用内螺纹，两部分桶体通过螺纹结构3连接，可以通过旋拧进行拆分和组合，上部分桶体两侧各加工有一圆形通孔，与桶盖两端凸起对称的转轴匹配，上部分桶体上还设置有驱动装置4、控制电路5、超声波发射器6、超声波接收器7、陀螺仪角度传感器8、显示屏9、按键10和电源11，驱动装置4设置于上部分桶体一侧圆形通孔的外侧与桶盖2上的转轴连接，陀螺仪角度传感器8设置在上部分桶体的下部边缘，显示屏9设置于上部分桶体的中部，电源11设置于显示屏的上方，超声波发射器6和超声波接受器7设置于上部分桶体的上部边缘，控制电路5设置于超声波发射器6和超声波接收器7的下边空腔内，按键10设置于控制电路5的下方，控制电路5分别与驱动装置4、超声波发射器6和超声波接收器7、陀螺仪角度传感器8、显示屏9、按键10以及电源11连接；下部分桶体的底端设置一个加大的圆形底盘12，用于增大垃圾桶的底面面积以防止垃圾桶倾倒。按键10包括Ｋ１和Ｋ２两个按键，按下Ｋ１则关闭桶盖，按下Ｋ２则打开桶盖，电源采用12V锂电池。驱动装置如图3所示，包括舵机13、输入齿轮14和输出齿轮15，舵机13的输出端固定有输入齿轮14，输入齿轮14和输出齿轮15啮合，输出齿轮15的中心轴与桶盖2上的转轴固定连接。控制电路结构如图4所示，包括单片机、超声波发射电路、超声波接收电路，显示屏驱动电路、按键模块以及陀螺仪角度传感器检测电路，超声波发射电路与超声波发射器连接，超声波接收电路与超声波接收器连接，单片机还与驱动装置的舵机和电源相连。电源用于给单片机供电，显示屏采用OLDE显示屏，显示屏驱动电路采用SSD1303芯片，用于驱动OLDE显示屏，OLDE显示屏用于显示垃圾桶状态，按键模块用于手动控制桶盖打开或关闭，陀螺仪角度传感器检测电路采用MPU6050模块，可以检测当前桶体的倾角，当倾角大于一定程度时输出一定频率的PWM波控制舵机关闭桶盖，当既没有按键控制，倾角也小于规定角度时，单片机发射40KHZ的方波信号给超声波发射电路，发出超声波，当超声波接收电路接收到超声波时则反馈给单片机一个低电平，单片机计算从发射超声波到接收到低电平的时间，从而算出距离判断是否在一定距离内，如果是则打开桶盖，不是则关闭桶盖。超声波发射电路如图5所示，信号从IN端输入经一级反相器，送入能换器一个电极，另一端又经过二级反相器送入能换器的另一极，所述的反相器由74LS04组成，其中R1，R2是能换器的上拉电阻，可以增加74LS04的驱动能力。超声波接收电路如图6所示，超声波接收电路采用CX20106A作为处理器，其引脚1为超声波信号输入端，与能换器连接，引脚2则通过一RC串联网络与地连接，改变其数值可以改变放大器的增益增大电阻R1或减少C2则使负反馈能量增大，放大倍数下降，反之则增大放大倍数，在此选用R1=5欧姆，C2=1uf，引脚3则与地之间连接检波电容C3,引脚4则接地，引脚5通过R2与电源连接，R2用于改变中心频率，引脚6通过电容C4与地连接，引脚7则是输出端，并且引脚7并联了一个上拉电阻，在没有信号输入时输出高电平，有信号时则输出一个低电平，引脚8则是电源连接5V。单片机采用AT89C52芯片，整体控制电路的具体连接关系如图7所示，X1是单片机的外部晶振频率为12MHZ，为单片机提供时钟，MPU6050模块用于检测当前桶体的倾斜角度，SCL,SDA分别与单片机的P1.2，P1.3引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动开盖垃圾桶，包括桶体和桶盖，其特征在于：所述桶体分为上下两部分，上部分桶体两侧各加工有一圆形通孔，与桶盖两端凸起对称的转轴匹配，上部分桶体上还设置有驱动装置、控制电路、超声波发射器和超声波接收器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键和电源，驱动装置设置于所述圆形通孔的外侧与桶盖上的转轴连接，陀螺仪角度传感器设置在上部分桶体的下部边缘，显示屏设置于上部分桶体的中部，电源设置于显示屏的上方，超声波发射器和超声波接受器设置于上部分桶体的上部边缘，控制电路设置于超声波发射器和超声波接收器的下边空腔内，按键设置于控制电路的下方，控制电路分别与驱动装置、超声波发射和接受器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键以及电源连接；下部分桶体的底端设置一个加大的圆形底盘。

【技术特征摘要】
1.一种自动开盖垃圾桶，包括桶体和桶盖，其特征在于：所述桶体分为上下两部分，上部分桶体两侧各加工有一圆形通孔，与桶盖两端凸起对称的转轴匹配，上部分桶体上还设置有驱动装置、控制电路、超声波发射器和超声波接收器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键和电源，驱动装置设置于所述圆形通孔的外侧与桶盖上的转轴连接，陀螺仪角度传感器设置在上部分桶体的下部边缘，显示屏设置于上部分桶体的中部，电源设置于显示屏的上方，超声波发射器和超声波接受器设置于上部分桶体的上部边缘，控制电路设置于超声波发射器和超声波接收器的下边空腔内，按键设置于控制电路的下方，控制电路分别与驱动装置、超声波发射和接受器、陀螺仪角度传感器、显示屏、按键以及电源连接；下部分桶体的底端设置一个加大的圆形底盘。2.根据权利要求1所述的一种自动开盖垃圾桶，其特征在于：所述桶体的上下两部分采用螺纹结构连接。3.根据权利要求1所述的一种自动开盖垃圾桶，其特征在于：所述驱动装置包括舵机、输入齿轮和输出齿轮，舵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，李晴，张坤，罗佳，李璇，封涵，商利鹏，武航雨，张佳鑫，于濮嘉，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：山西,14