[发明专利]一种社区桶装垃圾自动分类投放和监测系统

权利要求书

1.一种社区桶装垃圾自动分类投放和监测系统的实现方法，其特征在于，在一个社区中每户住宅放置多个重复使用的带有彩色标识的住宅垃圾桶，每个住宅垃圾桶投放一种类型的垃圾，社区中设置一个或多个集中投放屋，当住宅垃圾桶中垃圾收集满后，由住户手提一个或多个住宅垃圾桶放入所述集中投放屋的垃圾桶运载轨道入口处的引导框中任一空的框格中，由集中投放屋中的主控制器、电器装置和半圆齿圈投放机构实现桶装垃圾自动分类投放和监测，且具有如下特征：

所述住宅垃圾桶埋设无源RFID芯片，在家庭和社区垃圾集中投放屋中各设置读写器，构成无源RFID电子标签系统；

每个住宅垃圾桶具有放置于所述框格中的定位结构；

垃圾处理轨道分成两段，即投放轨道和引导轨道，两段轨道平面相互衔接，由步进电机或伺服电机驱动丝杆螺母付，实现住宅垃圾桶在轨道上的移动；

投放轨道和引导轨道设置步进电机或伺服电机的运行定位基准装置，确定引导框中各框格的移动位置；

所述半圆齿圈投放机构，是在投放框左侧面固定内半齿圈、与之结合的齿轮和卸载步进电机及其驱动器固定在传动框左侧面上，卸载步进电机驱动齿轮和内半齿圈，使投放框旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桶装垃圾自动分类投放和监测具体为：

引导框被隔板隔成4个相同长度的框格，每个框格可以放置不同垃圾类型的住宅垃圾桶；

社区垃圾主要是厨余垃圾其次是其它垃圾，住户一般一次仅提1～2个住宅垃圾桶，可放入任一个框格中，如果框格放满可暂时放置其它处，再由管理人员定时代投，或者增加或减少引导框中分隔的框格数量以满足各种不同需求；

约定集中投放屋涉及位置描述的设备和构件，包括住宅垃圾桶都是以其处于集中投放屋的设置状态的位置，其方向描述都是以集中投放屋的正前面看时的方向；

每个住宅垃圾桶具有放置于所述框格中的定位结构，所述定位结构是在每个住宅垃圾桶的两侧外壁各有一条垂直半圆凹槽，半圆凹槽中心线离垃圾桶的右侧面的距离均相同，所述住宅垃圾桶放入社区垃圾集中投放屋的运载轨道入口的引导框的框格中时，与该框格的两侧垂直半圆筋对应，用于定位；

投放框、引导框的每个框格位置的前侧壁顶部边和住宅垃圾桶前侧壁顶部边，离该边的右端点30mm处为中心开一个宽5mm高5mm的口，与桶推拉式电磁铁配合，用于防止住宅垃圾桶脱落；

住宅垃圾桶置于所述轨道上时，在与轨道平行的两个侧面中约定的其中一侧的外壁中心位置埋设无源RFID芯片，在家庭和社区垃圾集中投放屋中各设置读写器，构成无源RFID电子标签系统，RFID芯片用于保存垃圾类型、住处地址、人数及用餐数、本次读写日期的信息，其中垃圾类型永久保存不被擦除，在读写器射频信号覆盖区由住宅读写器自动写入除垃圾类型外的住宅读写器所保存的上述信息，社区垃圾集中投放屋的读写器读取RFID芯片信息后和读取日期一起保存在存储器中，然后将该RFID芯片信息除垃圾类型外全部擦除，因此所述住宅垃圾桶在社区垃圾集中投放屋自动投放后成为社区住户可共享的通用装置，不希望共享的住户可将其贴写标识后自用；

在社区垃圾集中投放屋并排的垃圾储运桶之上设置垃圾处理轨道，用于传送住宅垃圾桶，垃圾处理轨道分成两段，即投放轨道和引导轨道，两段轨道平面相互衔接；

所述引导轨道底部沿传送方向中线安装引导轨道丝杆螺母付，其中螺母固定于挡块上，其中的丝杆右端与引导轨道步进电机及其驱动器相连，引导轨道步进电机的运行受主控制器控制，驱动所述挡块向左或向右移动，从而推动放置于引导轨道上的引导框移动，引导框上放置住宅垃圾桶，所述步进电机也可以采用伺服电机；

集中投放屋内部的引导轨道的长度方向留有一个引导框位置，用于通过读写器检测住宅垃圾桶数据，社区垃圾集中投放屋的左和右的投放屋外侧轨道各留有一个引导框位置，左外侧用于水喷洗和沿斜滑道卸去住宅垃圾桶，水喷洗是由主控制器控制电动水枪加水喷头完成，右外侧用于住户放置住宅垃圾桶，在所述左外侧卸去住宅垃圾桶的斜滑道平面，铺设轴和活动轴套以降低斜滑道平面的运动磨擦力，并在支撑机架上安装震动电机，在震动电机作用下完成卸桶；

引导轨道最右端的所述引导框放置住户垃圾桶后使相应入口引导框的框格中的框格微动开关闭合，LED指示灯亮，如果4个LED指示灯全亮，集中投放屋的主控制器即起动投放程序，否则只有1至3个LED指示灯亮时，需经手动按钮起动投放程序或经延时后自动起动投放程序，这时，主控制器驱动引导轨道步进电机，使位于引导轨道最右端所述挡块推动引导框行进，其挡块移动到引导轨道最左端时，引导框即被推入投放轨道处于投放初始位置的投放框中，桶推拉式电磁铁作推拉杆伸出动作锁定住宅垃圾桶，投放轨道最右端的投放框的位置为投放初始位置，从而运送住宅垃圾桶进入投放轨道；

投放框接收引导框和引导框上的住宅垃圾桶，投放轨道平面的高度比引导轨道平面的高度低传动框底板和投放框底板厚度之和，使引导框从引导轨道平滑进入投放轨道，沿投放轨道传送方向的尺寸称为长度，投放框长度比引导框长度长3mm至5mm，使引导框在投放框中不易脱离投放框，在投放框的三侧面外壁各对角线位置焊接加强筋；

在投放轨道与引导轨道衔接处的引导轨道端部的边上，安装一个投放微动开关，投放框的相应位置安装一个触片，当投放框移动到所述投放轨道端部时所述触片触及投放微动开关，使投放微动开关动作，用于在主控制器控制下投放轨道步进电机驱动丝杆螺母付移动时的定位基准，在住户垃圾桶放置处的引导轨道端部安装一个引导微动开关，当引导框移动到所述引导轨道的所述端部时，所述引导框触及引导微动开关，使引导微动开关动作，用于在主控制器控制下引导轨道步进电机驱动丝杆螺母付移动时的定位基准，所述定位基准还用于通过移动距离的计算识别引导框中各框格的运行位置和投放轨道下的各垃圾储运桶的位置；

在住宅垃圾桶的引导框右侧面上固定一个金属钩并套入引导轨道丝杆螺母挡块上的金属圆环中，使之带动引导框在轨道上移动，引导框被推至处于投放轨道最右端的投放框后，当投放框作投放旋转或投放程序结束的复位反转时，固定在引导框上的金属钩随之作相应圆弧运动，从而使所述金属钩在投放时脱离或复位时套入所述金属圆环中，这样，就实现住宅垃圾桶及其引导框的移动过程，由投放轨道步进电机驱动和由引导轨道步进电机驱动的自动转换；

引导轨道左端为投放轨道，在投放轨道的底部中部安装投放轨道丝杆螺母付，引导框被推到引导轨道上投放框时，投放框的底部还有一个传动框，传动框置于投放轨道上，所述投放轨道丝杆螺母上的螺母固定于传动框底部，其中丝杆的左端与投放轨道步进电机及其驱动器相连，投放轨道步进电机的运行受主控制器控制，使投放轨道丝杆上的螺母向左或向右移动，从而推动传动框和放置其上的投放框在投放轨道上移动；

传动框和投放框均在其后侧面底边角的两端各固定一个轴套，该轴套与投放轨道的最近处留有间隙，轴套的孔与滑动轴动配合，投放框是处于投放状态在滑动轴上移动，传动框在投放轨道上移动时经轴套带动投放框在滑动轴上移动，滑动轴与轨道平行；

传动框的高度是投放框高度的一半，投放框左侧面固定内半齿圈、与之结合的齿轮和卸载步进电机及其驱动器固定在传动框左侧面上，即靠近水喷洗端的侧面，其内半齿圈通过镙钉固定在投放框上，传动框上的导块用于引导并支撑内半齿圈的转动；

投放框的高度比引导框的高度高出4mm至6mm，该投放框由底板、前挡板、后挡板、右挡板和左挡板构成，右挡板和左挡板位于投放轨道传送方向的两端，所述右挡板是距离引导轨道较近的一侧，其高度为4mm至6mm厚3mm设于投放框顶部，使引导框可以推入投放框，当投放框作旋转投放动作时，引导框落入投放框右挡板之内，用于限位，在引导框右外侧面中部离引导框顶端的边10mm处焊接厚7mm长10mm挡块，防止卸载时脱离投放框；

投放框中每个引导框框格的顶部均装有该框格相应大小的铝合金制的框格盖板，用于防止垃圾泄漏，当投放框在投放之前平放在投放轨道上时，其盖板铰链设在投放框边的各框格位置中线上，即滑动轴对角的边上，盖板铰链孔中心在投放框边之外，离投放框的边20mm至26mm，

在投放框的各个框格盖板位置的盖板铰链两侧，即盖板铰链与投放框的左侧面或右侧面之间距离的中部附近，其一侧装盖推拉式电磁铁其滑杆伸出时在框格盖板之上，用于锁定框格盖板，其另一侧装桶推拉式电磁铁，其滑杆中心线离投放框内部右壁30mm处，滑杆直径取4mm，其滑杆伸出时伸入住宅垃圾桶所述开口之中，用于锁定住宅垃圾桶；

引导框中每个框格所对应的投放框盖板的盖推拉式电磁铁用于启闭盖板，推拉式电磁铁驱动受主控制器控制，在投放时卸载步进电机动作带动齿轮和半圆齿圈，使投放框旋转至与地面成45度倾角的投放准备状态；

垃圾投放过程：在投放准备状态，投放框中离地面最近的边靠在支撑机架的支撑导板上，并触及支撑导板上微动开关动作使卸载步进电机断电，从而投放框在支撑导板上处于放松状态，这时，需要卸下垃圾的框格的盖推拉式电磁铁动作，盖推拉式电磁铁中推拉杆缩回，相应框格盖板被打开呈自由下垂状态，盖板打开后启动所述震动电机，在所述支撑机架的震动电机作用下卸下框格中住宅垃圾桶的垃圾；

投放框移动位置时，卸载步进电机动作将投放框抬起稍微脱离支撑导板，处于移动位置状态，在主控制器和投放轨道步进电机驱动下移动位置；

当需要卸下投放框中另一框格的垃圾时，移动位置进入主控制器设置的该框格垃圾类型的投放位置，并使卸载步进电机动作将投放框置于支撑导板上的投放状态，重复上述垃圾投放过程；

投放框在完成所有引导框的框格中住宅垃圾桶垃圾投放后，投放框保持投放状态，所述盖板保持充分打开状态，卸载步进电机动作使投放框处于移动位置状态，然后驱动投放轨道步进电机使投放框移动至轨道左端水喷洗和卸载位置，所述水喷洗和卸载位置有一个与轨道垂直的斜滑道平面，用于卸载，主控制器启动电动水枪，电动水枪加装水喷头完成住宅垃圾桶水喷洗后，所有桶推拉式电磁铁动作，桶推拉式电磁铁中推拉杆缩回，住宅垃圾桶在所述支撑机架上的震动电机作用下沿斜滑道平面卸下住宅垃圾桶，完成住宅垃圾桶水喷洗和卸下住宅垃圾桶；

然后，在投放轨道步进电机驱动下，传动框保持投放状态沿投放轨道上移动返回到投放轨道和引导轨道交接处的投放初始位置，投放框停止移动，并在卸载步进电机驱动下，投放框从投放状态作复位旋转时，复位后所述盖板在重力作用下自动关闭，盖推拉式电磁铁作推拉杆伸出动作锁定盖板，同时，固定在引导框上的金属钩随之作相应圆弧运动，使所述金属钩套入所述引导轨道丝杆螺母挡块上的金属圆环中，这样，当引导轨道步进电机动作时，就拉动引导框在引导轨道行进至引导轨道端部，接收下一组住宅垃圾桶。

3.一种社区桶装垃圾自动分类投放和监测系统的装置，其特征在于，社区垃圾集中投放屋内投放位置放置4个直线并排不同类型的垃圾储运桶，在并排的垃圾储运桶之上设置垃圾处理轨道；

垃圾处理轨道分成两段，即投放轨道和引导轨道，两段轨道平面相互衔接，在引导轨道下安装引导轨道丝杆螺母付、引导轨道步进电机及其驱动器，在投放轨道底部安装投放轨道丝杆螺母付、投放轨道步进电机及其驱动器；

住宅垃圾桶的外壁埋设无源RFID芯片，家庭和社区垃圾集中投放屋中各设置读写器，构成无源RFID电子标签系统；

引导框被隔板隔成4个相同长度的框格，每个框格可以放置不同垃圾类型的住宅垃圾桶；

所述定位结构是在每个住宅垃圾桶的两侧外壁各有一条垂直半圆凹槽，半圆凹槽中心线离垃圾桶的右侧面的距离均相同，与该框格的两侧垂直半圆筋对应；

引导框被推到引导轨道上投放框时，投放框的底部还有一个传动框，传动框置于投放轨道上，投放轨道丝杆螺母上的螺母固定于传动框底部；

投放框的高度比引导框的高度高出4mm至6mm其右挡板高度为4mm至6mm厚3mm设于投放框顶部使引导框可以推入投放框，当投放框作旋转投放动作时，引导框落入投放框右挡板之内离引导框顶端的边10mm处焊接厚7mm长10mm挡块，防止卸载时脱离投放框；

引导框右侧面固定一个金属钩套入引导轨道丝杆螺母挡块上的金属圆环中，当投放框作投放旋转或复位反转时，使所述金属钩在投放时脱离或复位时套入所述金属圆环中，实现由投放轨道步进电机驱动和由引导轨道步进电机驱动的自动转换；

投放轨道和引导轨道采用运行时触动微动开关作为设置步进电机或伺服电机运行的定位基准装置，确定引导框中各框格的运行位置，通过移动距离的计算识别引导框中各框格的运行位置；

投放框、引导框的每个框格侧壁顶部边处开一个口，用于桶推拉式电磁铁的推杆深入其中锁定住宅垃圾桶防止脱落；

投放框中每个引导框框格的顶部均装有该框格相应大小的铝合金制的框格盖板，用于防止垃圾泄漏，其盖板铰链设在投放框边的各框格位置中线上盖板铰链孔中心在投放框边之外，离投放框的边20mm至26mm；

传动框在投放轨道上移动时经轴套带动投放框在滑动轴上移动，滑动轴与轨道平行与轨道同长；

投放框左侧面固定内半齿圈，与之结合的齿轮和卸载步进电机及其驱动器固定在传动框左侧面上，投放时卸载步进电机驱动动齿轮和半圆齿圈，使投放框旋转作投放动作；

投放时，投放框中离地面最近的边靠在支撑机架的支撑导板上，并触及支撑导板上微动开关动作使卸载步进电机断电。