[发明专利]小区垃圾桶智能管理系统及垃圾回收方法

权利要求书

1.一种小区垃圾桶智能管理系统，包括垃圾回收车和垃圾桶，其特征在于：该管理系统还包括大功率无线路由站点和上位机系统；

垃圾回收车包括车体，车体内部设置有动力驱动装置和转向装置，动力驱动装置和转向装置分别控制垃圾回收车的直线运动和转向运动，该垃圾回收车还包括差分GPS天线、第一控制柜、垃圾识别装置、垃圾桶识别装置，垃圾收集装置、垃圾回收车托盘系统、路况摄像系统和太阳能发电系统；

车体包括车架，车架内设置有垃圾箱，车架后上方设置有垃圾入口，垃圾入口与车架内的垃圾箱相通，车架侧面设置有垃圾箱门，垃圾箱门也与垃圾箱相通；差分GPS天线设置在车架的上方；垃圾回收车车体上方垃圾入口周围设置有挡板，挡板上设置有挡板红外对管，挡板红外对管包括挡板红外发射管和挡板红外接收管；

垃圾识别装置包括设置在车架上方的彩色摄像机，彩色摄像机通过支架设置在车架的上方，支架上设置有角度调节装置，彩色摄像机成对对称设置在车架的上方；

垃圾桶识别装置包括安装在车架侧壁上的垃圾桶识别红外接收管；

垃圾收集装置包括清扫机构和吸尘机构，清扫机构设置在车架的前方，吸尘机构设置在车架下方，清扫机构包括设置在车架前方的盘形刷、盘形刷电机和盘形刷液压提升机构，盘形刷液压提升机构包括相互铰接的液压臂和连杆，液压臂和连杆均与车架铰接，盘形刷电机分别与盘形刷和连杆相连；吸尘机构包括设置在车架下部的吸尘口，吸尘口与垃圾箱相通，吸尘口处设置有吸尘风扇，吸尘风扇与设置在车架内部的吸尘电机相连；

垃圾回收车托盘系统包括通过转轴安装在车架后方的托盘和与托盘相连的托盘液压提升机构，托盘液压提升机构包括对称设置在托盘两侧的托盘液压臂，托盘液压臂与托盘和车架相连，托盘底面的外边上设置有碰撞传感器；太阳能发电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过支架连接到车体上；

路况摄像系统包括路况摄像机，路况摄像机通过两自由度云台安装在车架上，两自由度云台连接有舵机；

第一控制柜设置在车架内部，第一控制柜包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括数字信号处理器、垃圾回收车ZIGBEE协调器、差分GPS模块、嵌入式处理器、无线视频发射模块、两自由度云台驱动器、太阳能充放电控制器和锂离子电池组；数字信号处理器与垃圾识别系统的彩色摄像机相连，差分GPS模块与差分GPS天线相连，嵌入式处理器分别与垃圾回收车ZIGBEE协调器、挡板红外对管、动力驱动装置、转向装置、碰撞传感器、盘形刷电机、吸尘电机、托盘液压提升机构和差分GPS模块相连，无线视频发射模块与路况摄像机相连，两自由度云台驱动器与路况摄像系统的舵机相连，太阳能充放电控制器与锂离子电池组和太阳能发电系统相连，锂离子电池组还分别与数字信号处理器、垃圾回收车ZIGBEE协调器、差分GPS模块、嵌入式处理器、无线视频发射模块、两自由度云台驱动器和太阳能充放电控制器相连；

垃圾桶包括垃圾桶桶体，垃圾桶桶体包括垃圾桶外壳和垃圾桶底座，垃圾桶底座上安装有骨架，垃圾桶外壳通过翻转转轴和骨架相连，垃圾桶外壳可绕翻转转轴转动，垃圾桶桶体上设置有托盘系统、翻转装置、垃圾检测装置、垃圾桶识别装置、垃圾桶站点太阳能发电系统和第三控制柜；

托盘系统设置在垃圾桶桶体内部，包括托盘机构和托盘传动机构，托盘机构包括垃圾托盘、丝杠和滑块，丝杠通过转轴固定在垃圾桶的中间，滑块安装在丝杠上与垃圾托盘相接，滑块可沿丝杠滑动，托盘传动机构包括托盘步进电机和传动装置，托盘传动机构设置在垃圾桶的底部，传动装置包括相互啮合的小锥形齿轮和大锥形齿轮，小锥形齿轮与托盘步进电机相连，大锥形齿轮与丝杠相连；

翻转装置与垃圾桶外壳相连，设置在垃圾桶的侧面，包括翻转步进电机、翻转传动机构、翻转转轴，翻转转轴与垃圾桶外壳相连，翻转传动机构包括相互啮合的大锥形齿轮和小锥形齿轮，大锥形齿轮通过联轴器与翻转转轴相连，小锥形齿轮与翻转步进电机相连；

垃圾检测装置设置在垃圾桶外壳上，包括红外对管，红外对管包括红外发射管和红外接收管；垃圾桶识别装置包括设置在垃圾桶外壳上的垃圾桶识别红外发射管；

垃圾桶站点太阳能发电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过支架安装在垃圾桶骨架上；

第三控制柜包括控制柜箱体，控制柜箱体内部为分层结构，控制柜箱体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括ZIGBEE节点、太阳能充放电控制器、翻转装置驱动器、托盘系统驱动器、第一控制器和锂离子电池；太阳能充放电控制器分别与锂离子电池和太阳能电池板相连，翻转装置驱动器与翻转步进电机相连，托盘系统驱动器与托盘步进电机相连，红外对管、垃圾桶红外发射管、ZIGBEE节点、翻转装置驱动器和托盘系统驱动器分别与第一控制器相连，锂离子电池分别与ZIGBEE节点、太阳能充电器控制器、翻转装置驱动器、托盘系统驱动器和第一控制器相连；

大功率无线路由节点包括路由站点太阳能发电系统、第二控制柜、太阳能支架和天线；

第二控制柜设置在太阳能支架上，包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，控制装置包括太阳能充放电控制器、ZIGBEE大功率无线路由器和锂电池，太阳能充放电控制器与太阳能发电系统相连，太阳能充放电控制器和ZIGBEE大功率无线路由器均与锂电池相连；

上位机系统包括台式工控机和第四控制柜，台式工控机包括主机和视频采集卡，主机内装载有垃圾回收系统管理系统，视频采集卡与主机USB接口相连；垃圾回收管理系统包括数据库模块和管理设置模块，数据库模块存储垃圾桶的地理位置信息，管理设定模块可设定垃圾回收车的行走路线；

第四控制柜包括控制柜柜体，控制柜柜体内部为分层结构，控制柜柜体内部设置有控制装置，控制装置包括第二控制器、无线视频接收模块、上位机ZIGBEE协调器和天线，控制装置设置在控制柜箱体内部的各隔层上，第二控制器与上位机ZIGBEE协调器相连，无线视频接收模块与视频采集卡和天线相连，第二控制器、无线视频接收模块和上位机ZIGBEE协调器均与上位机系统的主机USB接口相连。