CN112918945B - 一种基于51单片机的垃圾分类装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于51单片机的垃圾分类装置，包含：铸铁底架,呈矩形,通过膨胀螺栓连接固定在地面上，其底部横杆上均匀间隔的安装固定有多个底部接触开关；多个垃圾桶身，分别对应放置在各个底部接触开关上；多个垃圾桶盖，分别对应安装在各个垃圾桶身上；多个连杆组件，每个连杆组件的一端安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，另一端与各个对应垃圾桶盖连接；多个顶部接触开关，分别安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，且分别位于各个连杆组件的正下方；多个按钮，每个按钮分别与对应的连杆组件、顶部接触开关、底部接触开关通过电路连接形成开关电路；51单片机，分别与每条开关电路连接。本发明的制造、维护成本低，且能够减轻作业人员的工作量。

Description

一种基于51单片机的垃圾分类装置

技术领域

本发明涉及取水设备技术领域，尤其涉及一种基于51单片机的垃圾分类装置。

背景技术

垃圾在社会活动中会大量产生，大量的生产消费行为使社会面临着“垃圾围城”现象。随着城市化进程不断加快，垃圾围城的情况日益严重，国内的垃圾分类工作开始全面开展。然而，由于人们对环境保护意识薄弱以及部分政府部门对垃圾处理不够重视，导致国内的垃圾分类工作不能顺利开展。部分居民垃圾分类意识淡薄，未进行垃圾分类以及未在规定时间投放。在此背景下，有必要将信息化应用在智能垃圾分类结构域中，对废旧物资进行分类回收和循环利用，更好的引导社会各个群体对垃圾的分类。

为了解决解决和上述的问题，如公开号110451136A的中国专利公开了一种具有垃圾分类指导功能的生活垃圾分类桶。该分类垃圾桶主体的内部设有弹出装置、驱动装置、封口装置、动作放大装置和加压装置；通过动作放大装置、加压装置、压实装置的配合对垃圾袋内部存储的可回收垃圾进行排气和压实处理，减小了可回收垃圾的体积，增加了该生活垃圾分类桶的存储率，该生活垃圾分类桶不容易被可回收垃圾填满，降低了转移可回收垃圾的频率，不仅减少了环卫工作人员的工作量，而且降低了垃圾处理的成本提高了该生活垃圾分类桶的实用性。但是该装置的制造成本较高，而且弹出装置的维护较困难。同时这种垃圾桶与现有垃圾运输车辆的结构不匹配，会造成一定的浪费和效率的损失。

本发明设计了一种基于51单片机的垃圾分类装置。垃圾桶上的标识处于垃圾桶中部，不方便查看且常常会被污渍污染，通过四个按钮和告示牌来引导教育居民。弹簧夹与垃圾桶盖连接，方便运输作业人员移动垃圾桶，而且不用更换目前现有的垃圾桶。

发明内容

针对上述现有技术中的补足，本发明提供了一种基于51单片机的垃圾分类装置，本发明的技术方案如下：一种基于51单片机的垃圾分类装置，包含：

铸铁底架,呈矩形，通过膨胀螺栓连接固定在地面上，其底部横杆上均匀间隔的安装固定有多个底部接触开关；

多个垃圾桶身，分别对应放置在各个底部接触开关上，使得每个垃圾桶身按压并打开对应的底部接触开关；

多个垃圾桶盖，分别对应安装在各个垃圾桶身上；

多个连杆组件，每个连杆组件的一端安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，每个连杆组件的另一端与各个对应垃圾桶盖连接；

多个顶部接触开关，分别安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，且分别位于各个连杆组件的正下方；

多个按钮，每个按钮分别与对应的连杆组件、顶部接触开关、底部接触开关通过电路连接形成开关电路；

51单片机，分别与每条开关电路连接；

当所有垃圾桶身均放置在底部接触开关上时，底部接触开关被按压并打开，与其连接的按钮与51单片机的电路形成闭合电路，此时通过按压按钮，所述51单片机控制连杆组件向上转动，从而将垃圾桶盖打开；当其中任意一个底部接触开关上未放置垃圾桶身时，底部接触开关关闭，与其连接的按钮与单片机之间的电路为开路，此时按压按钮，所述垃圾分类装置不做任何反应。

其中，每个所述连杆组件包含：

电机，与51单片机通过电路连接；

第一法兰，套设在电机的输出主轴上并与其固定连接；

长连杆，通过螺栓与第一法兰固定连接；

短连杆，通过销轴与长连杆连接，形成转动副；

碳纤维管，与短连杆相互垂直设置，并通过第二法兰与短连杆固定连接；

两个弹簧夹，分别夹住垃圾桶盖的两端。

进一步，每个所述弹簧夹内部都设有定位轴承，每个所述弹簧夹通过定位轴承套设固定在碳纤维管的一端，所述定位轴承内圈与碳纤维管粘接，所述定位轴承确保弹簧夹能绕着碳纤维管转动且不偏离固定的位置。

所述连杆组件还包含电机支架，所述电机支架安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，用于承托电机主体。

所述连杆组件还包含轴承，安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，电机的输出主轴与第一法兰连接后进一步***轴承的轴承孔内。

进一步，所述连杆组件可围绕铸铁底架，从长连杆平行于地面到向上垂直于地面进行90°范围内的转动。

所述垃圾分类装置还包含告示牌，多个按钮设置在所述告示牌上。

所述的基于51单片机的垃圾分类装置还包含电源，提供工作电源，使得垃圾分类装置能够正常运转。

所述的基于51单片机的垃圾分类装置的工作流程如以下步骤所示：

S1、在初始状态时，垃圾桶盖闭合，长连杆平行于垃圾桶盖且平行于地面，弹簧夹夹住垃圾桶盖；

S2、使用者按下按钮，若每个底部接触开关上均放置有垃圾桶身，则底部接触开关处于打开状态，按钮与51单片机之间形成闭合电路，51单片机向电机发出正转信号，使得电机开始正向转动；

S3、电机正向转动时，电机的输出主轴通过第一法兰带动长连杆垂直于铸铁底架向上运动，长连杆依次带动短连杆和碳纤维管围绕电机的输出主轴向上转动，使得碳纤维管上的弹簧夹将垃圾桶盖打开，直至垃圾桶盖触碰到顶部接触开关，此时顶部接触开关被打开，向51单片机反馈打开信号；

S4、51单片机接收到顶部接触开关的打开信号后，向电机发出停止转动信号，记录电机正向转动的时间，并设置一延时时间，电机在延时过程中停止转动，在延时结束后，51单片机向电机发出反转信号，使得电机反向转动，电机的输出主轴通过第一法兰带动长连杆垂直于铸铁底架向下运动，，长连杆依次带动短连杆和碳纤维管围绕电机的输出主轴向下转动，

使得碳纤维管上的弹簧夹将垃圾桶盖关闭。

进一步，所述51单片机控制电机反向转动的时间与电机正向转动时间相同，确保垃圾桶盖被关闭。

进一步，所述垃圾分类装置还包含告示牌，多个按钮设置在所述告示牌上。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和效果：

(1)本发明在实现相同的功能的基础上结构更为简单，制造和维护成本比现有技术中的箱柜式分类垃圾桶低。

(2)本发明不用更换垃圾桶，且垃圾桶的运输更加方便，减少了作业人员的工作量。

(3)本发明将标识集中到告示牌上，通过四个按钮和告示牌来引导教育居民，避免了现有技术中标识处于垃圾桶中部不便查看且易被污染的问题。

附图说明

图1为本发明的垃圾分类装置示意图；

图2为本发明的连杆组件示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。

如图1所示，为本发明提供的一种基于51单片机的垃圾分类装置，包含：

铸铁底架2,呈矩形，整体由铸铁方形管焊接而成，通过膨胀螺栓连接固定在地面上，其底部横杆上均匀间隔的安装有四个底部接触开关17，其一侧竖杆上焊接固定有告示牌18；

四个垃圾桶身6，分别对应放置在四个底部接触开关17上，使得每个垃圾桶身6按压并打开对应的底部接触开关17；

四个垃圾桶盖4，分别对应安装在四个垃圾桶身6上；

四个连杆组件1，每个连杆组件1的一端安装固定在铸铁底架2的顶部横杆上，每个连杆组件1的另一端与各个对应垃圾桶盖4连接；

四个顶部接触开关3，分别安装固定在铸铁底架2的顶部横杆上，且分别位于各个连杆组件1的正下方；

四个按钮5，设置在告示牌18上，每个按钮5分别与对应的连杆组件1、顶部接触开关3、底部接触开关17通过电路连接形成开关电路，也就是说，在本实施例中，一共连接形成4条开关电路；

51单片机，分别与每条开关电路连接。

所述的基于51单片机的垃圾分类装置还包含电源，提供工作电源，使得垃圾分类装置能够正常运转。

具体的，当垃圾桶身6放置在底部接触开关17上时，底部接触开关17被按压并打开，与其连接的按钮5与51单片机的电路形成闭合电路，此时通过按压按钮5，所述垃圾分类装置会相应动作；当底部接触开关17上未放置垃圾桶身6时，底部接触开关17关闭，与其连接的按钮5与51单片机之间形成开路，此时按压按钮5，所述垃圾分类装置不做任何反应。

进一步，在告示牌18上张贴各个按钮5代表的垃圾分类标志，以便使用者使用，避免了分类标志在垃圾桶身被污染辨识不清的问题。

其中，如图2所示，每个所述连杆组件1包含：

电机支架14，安装固定在铸铁底架2的顶部横杆上；

电机13，与51单片机通过电路连接，固定安装在电机支架14上，该电机支架14用以承托电机13的主体；

第一法兰，套设在电机13的输出主轴上并与其固定连接；

轴承15，安装固定在铸铁底架2的顶部横杆上，电机13的输出主轴与第一法兰连接后进一步***轴承15的轴承孔内；

长连杆12，通过螺栓与第一法兰连接；

短连杆10，通过销轴11与长连杆12连接，形成转动副；

碳纤维管8，与短连杆10相互垂直设置，并通过第二法兰9与短连杆10固定连接；

两个弹簧夹7，每个弹簧夹7内部都设有定位轴承，两个所述弹簧夹7分别通过定位轴承套设固定在碳纤维管8的两端，所述定位轴承内圈与碳纤维管粘接，该定位轴承确保弹簧夹7能绕着碳纤维管8转动且不偏离固定的位置；进一步，两个弹簧夹7分别夹住垃圾桶盖4的两端。

本发明的连杆组件1可围绕铸铁底架2，从长连杆12平行于地面到向上垂直于地面进行90°的范围内进行转动。

使用所述垃圾分类装置时，具体工作流程是：

S1、在初始状态时，垃圾桶盖4闭合，长连杆12平行于垃圾桶盖4且平行于地面，弹簧夹7夹住垃圾桶盖4。

S2、使用者按下按钮5，若底部接触开关17上未放置垃圾桶身6，则底部接触开关17处于关闭状态，按钮5与51单片机之间形成开路，则按钮5被按动后不作反应；若底部接触开关17上放置有垃圾桶身6，则底部接触开关17处于打开状态，按钮5与51单片机之间形成闭合电路，51单片机向电机13发出正转信号，使得电机13正向转动。

S3、电机13正向转动时，带动整个连杆组件1围绕电机13的输出主轴顺时针90°转动，使长连杆与地面垂直，具体为：电机13的输出主轴通过第一法兰带动长连杆12垂直于铸铁底架2向上运动，长连杆12依次带动短连杆10和碳纤维管8围绕电机13的输出主轴顺时针90°转动，从而使得碳纤维管8上的弹簧夹7将垃圾桶盖4打开，直至垃圾桶盖4触碰到顶部接触开关3，此时顶部接触开关3被打开，向51单片机反馈打开信号。

S4、51单片机接收到顶部接触开关3的打开信号后，向电机13发出停止转动信号，记录电机13正向转动的时间，并设置一延时时间，电机13在延时过程中停止转动，在延时结束后，51单片机向电机13发出反转信号，使得电机13反向转动，带动整个连杆组件1围绕电机13的输出主轴逆时针90°转动，具体为：电机13的输出主轴通过第一法兰带动长连杆12垂直于铸铁底架2向下运动，长连杆12依次带动短连杆10和碳纤维管8围绕电机13的输出主轴逆时针90°转动，从而使得碳纤维管8上的弹簧夹7将垃圾桶盖4关闭。其中，51单片机控制电机13反向转动的时间与电机13正向转动的时间相同，确保垃圾桶盖4被关闭。

优选的，在本实施例中，延时时间设置为30秒。

使用者在使用时，松开弹簧夹7便可以取出垃圾桶。因此，当任意一个底部接触开关17上未放置垃圾桶身6时，代表垃圾桶身6出现人为移动或损坏，为避免连杆组件的转动对使用者造成伤害，当任意一个底部接触开关17关闭时，所有按钮5与51单片机之间的电路都为开路，此时按下按钮5并不会使任何电机13转动，垃圾分类装置停止工作，只有当四个底部接触开关17全部打开时，按钮5才有效。

综上所述，本发明不同于传统的箱柜一体式的垃圾分类装置，本发明为一种类似人体关节处骨骼结构的垃圾分类装置，且本发明具备智能控制功能。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，包含：

铸铁底架,呈矩形，通过膨胀螺栓连接固定在地面上，其底部横杆上均匀间隔的安装固定有多个底部接触开关；

多个垃圾桶身，分别对应放置在各个底部接触开关上，使得每个垃圾桶身按压并打开对应的底部接触开关；

多个垃圾桶盖，分别对应安装在各个垃圾桶身上；

多个连杆组件，每个连杆组件的一端安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，每个连杆组件的另一端与各个对应垃圾桶盖连接；

多个顶部接触开关，分别安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，且分别位于各个连杆组件的正下方；

多个按钮，每个按钮分别与对应的连杆组件、顶部接触开关、底部接触开关通过电路连接形成开关电路；

51单片机，分别与每条开关电路连接，

每个所述连杆组件包含：

电机，与51单片机通过电路连接；

第一法兰，套设在电机的输出主轴上并与其固定连接；

长连杆，通过螺栓与第一法兰连接；

短连杆，通过销轴与长连杆连接，形成转动副；

碳纤维管，与短连杆相互垂直设置，并通过第二法兰与短连杆固定连接；

两个弹簧夹，分别夹住垃圾桶盖的两端，

当所有垃圾桶身均放置在底部接触开关上时，底部接触开关被按压并打开，与其连接的按钮与51单片机的电路形成闭合电路，此时通过按压按钮，所述51单片机控制连杆组件向上转动，从而将垃圾桶盖打开；当其中任意一个底部接触开关上未放置垃圾桶身时，底部接触开关关闭，与其连接的按钮与单片机之间的电路为开路，此时按压按钮，所述垃圾分类装置不做任何反应。

2.如权利要求1所述的一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，每个所述弹簧夹内部都设有定位轴承，每个所述弹簧夹通过定位轴承套设固定在碳纤维管的一端，所述定位轴承内圈与碳纤维管粘接，所述定位轴承确保弹簧夹能绕着碳纤维管转动且不偏离固定的位置。

3.如权利要求2所述的一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，所述连杆组件还包含电机支架，所述电机支架安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，用于承托电机主体。

4.如权利要求3所述的一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，所述连杆组件还包含轴承，安装固定在铸铁底架的顶部横杆上，电机的输出主轴与第一法兰连接后进一步***轴承的轴承孔内。

5.如权利要求4所述的一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，所述连杆组件可围绕铸铁底架，从长连杆平行于地面到向上垂直于地面进行90°范围内的转动。

6.如权利要求1所述的一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，还包含告示牌，多个按钮设置在所述告示牌上。

7.如权利要求1～6中任一项所述的基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，工作流程包含以下步骤：

S1、在初始状态时，垃圾桶盖闭合，长连杆平行于垃圾桶盖且平行于地面，弹簧夹夹住垃圾桶盖；

S2、使用者按下按钮，若每个底部接触开关上均放置有垃圾桶身，则底部接触开关处于打开状态，按钮与51单片机之间形成闭合电路，51单片机向电机发出正转信号，使得电机开始正向转动；

S3、电机正向转动时，电机的输出主轴通过第一法兰带动长连杆垂直于铸铁底架向上运动，长连杆依次带动短连杆和碳纤维管围绕电机的输出主轴向上转动，使得碳纤维管上的弹簧夹将垃圾桶盖打开，直至垃圾桶盖触碰到顶部接触开关，此时顶部接触开关被打开，向51单片机反馈打开信号；

S4、51单片机接收到顶部接触开关的打开信号后，向电机发出停止转动信号，记录电机正向转动的时间，并设置一延时时间，电机在延时过程中停止转动，在延时结束后，51单片机向电机发出反转信号，使得电机反向转动，电机的输出主轴通过第一法兰带动长连杆垂直于铸铁底架向下运动，长连杆依次带动短连杆和碳纤维管围绕电机的输出主轴向下转动，使得碳纤维管上的弹簧夹将垃圾桶盖关闭。

8.如权利要求7所述的一种基于51单片机的垃圾分类装置，其特征在于，所述51单片机控制电机反向转动的时间与电机正向转动时间相同，确保垃圾桶盖被关闭。

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