一种智能垃圾桶盖开关控制方法、装置及智能垃圾桶与流程

1.本发明涉及垃圾桶技术领域，特别涉及一种智能垃圾桶盖开关控制方法、装置及智能垃圾桶。


背景技术：

2.垃圾桶是人们日常生活的必备品，用于存放垃圾。其垃圾桶盖的设计能够有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播和防止垃圾异味四散。目前传统的垃圾桶盖的开关方式主要是用手操作，既不卫生也不干净。因此，为了避免手翻不干净的问题，市面上衍生出了很多智能垃圾桶。
3.传统的机械式开关垃圾桶盖一般是利用机械结构来实现垃圾桶盖的开关。例如专利号cn201822155742.8公告日为2018年12月21日公开的一种一种带有脚踏翻盖机构的垃圾桶。其存在由于杠杆较长，力矩较大，容易使得支点处转轴压断的问题，且其金属部件在长期使用过程中容易出现金属疲劳与生锈问题，从而造成垃圾盖不易开启或关闭的问题。
4.而新型智能垃圾桶则是通过位置传感器或红外传感器来检测，例如专利号cn201921230488.1公告日为2020年05月26日公开的一种一种带人体感应识别的翻盖垃圾桶，通过红外感应来对人手进行感应，从而驱动垃圾桶盖打开和关闭，该种方式存在容易误操作、使用不够灵活、结构复杂、成本高、维护麻烦的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中垃圾桶盖开关不便的不足，本发明提供一种智能垃圾桶盖开关控制方法，包括以下步骤：
6.s10、检测是否接收到开关指令；
7.s20、当接收到开关指令时，驱动电机对垃圾桶盖执行关盖动作；
8.s30、在超过预设时间后开始采集电机当前电流信号；
9.s40、将电机当前电流信号和电机堵转电流信号进行比较；若当前电流信号小于堵转电流信号，则继续执行关盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号时，停止执行关盖动作；
10.若当前电流信号大于堵转电流信号，则驱动电机停止执行关盖动作，并开始执行开盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号时，停止执行开盖动作。
11.在一实施例中，在步骤s30中，所述预设时间设置范围为100～150ms。
12.本发明还提供一种智能垃圾桶盖开关控制装置，包括：与垃圾桶盖传动连接的电机；用于发出开关指令的开关模块；分别与电机、开关模块电连接的电机驱动模块；
13.所述电机驱动模块包括电连接的mcu、电机驱动芯片u2、采集电路；其中所述采集电路用于对超过预设时间后的电机当前电流进行信号采集；
14.mcu用于在接收开关模块的开关指令后，输出信号来控制电机驱动芯片u2，进而驱动电机对垃圾桶盖执行关盖动作，并对电机当前电流信号和电机堵转电流信号进行比较；
若当前电流信号小于堵转电流信号，则mcu控制电机驱动芯片u2继续执行关盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号时，停止执行关盖动作；若当前电流信号大于堵转电流信号，则mcu控制电机驱动芯片u2驱动电机停止执行关盖动作，并开始执行开盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号时，停止执行开盖动作。
15.在一实施例中，所述采集电路中预设时间设置范围为100～150ms。
16.在一实施例中，所述采集电路包括电阻r3、电阻r4、电容c4；所述电阻r3一端通过电容c4接地，并与mcu连接，另一端与电机驱动芯片u2的接地端连接；电阻r4一端与电机驱动芯片u2的接地端连接，另一端接地。
17.在一实施例中，还包括电连接在直流电与mcu之间的供电电路；
18.所述供电电路包括稳压芯片u3、电阻r9、电容c1、电容c2、电容c3，其中直流电通过电阻r9一路与稳压芯片u3的输入端连接，另一路通过电容c1与稳压芯片u3的接地端连接，所述稳压芯片u3的输出端一路通过并联的电容c2、电容c3与稳压芯片u3的接地端连接，另一路与mcu连接。
19.在一实施例中，所述电机驱动芯片u2通过电容c7与电机的输入接口j1连接。
20.在一实施例中，所述mcu的型号为bf7812amxx。
21.在一实施例中，所述开关模块采用按键开关、触摸开关、遥控开关、声控开关、感应开关中的一种。
22.本发明还提供一种智能垃圾桶，采用如上所述的智能垃圾桶盖开关控制方法，或采用如上所述的智能垃圾桶盖开关控制装置。
23.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的智能垃圾桶盖开关控制方法仅通过电机正反转以及电流信号的比较，就能够实现垃圾桶盖的自动开关盖，无需其他感应装置，使得结构简单、执行高效，成本较低，可靠性强。
24.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
26.图1为本发明提供的智能垃圾桶盖开关控制方法的步骤流程图；
27.图2为本发明提供的智能垃圾桶盖开关控制装置的结构示意图；
28.图3为电机驱动模块及开关模块的电路图；
29.图4为供电电路的电路图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
32.本发明提供一种智能垃圾桶盖开关控制方法，参照图1所示，包括以下步骤：
33.s1、检测是否接收到开关指令；
34.其中，开关指令不仅可通过手动按键或触摸来发出，还可通过红外感应、声控、人脸识别等方式来发出；示例性地，当需要对垃圾桶盖进行开盖或关盖动作时，操作人员可通过手动按下设置在垃圾桶上的按键开关或触摸开关，从而使得垃圾桶接收到开关指令。当然，本领域技术人员也可通过其他方式来获取开关指令，本发明实施例对此不做限定。
35.s2、当接收到开关指令时，驱动电机对垃圾桶盖执行关盖动作；即，根据接收到的开关指令，开始驱动电机正转或反转，以使得垃圾桶盖向关盖方向运动。其中，电机通过传动部件与垃圾桶盖可转动连接，进而控制垃圾桶盖打开或关闭。
36.s3、在超过预设时间后开始采集电机当前电流信号；
37.其中，该预设时间的设置应大于电机启动电流持续的时间，从而避免启动电流对电机当前电流的影响，造成误判断。因此，用户可以根据具体电机情况来确定预设时间，再对电机当前电流信号进行采集。优选地，所述预设时间设置范围为100～150ms，进一步地，可设置为100ms。
38.s4、将电机当前电流信号和电机堵转电流信号进行比较；若当前电流信号小于堵转电流信号，则继续执行关盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号时，停止执行关盖动作；
39.若当前电流信号大于堵转电流信号，则驱动电机停止执行关盖动作，并开始执行开盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号时，停止执行开盖动作。
40.需要说明的是，电机的堵转电流为电机本身的额定参数，可通过实际采用的电机来获取该堵转电流信号。
41.具体工作原理为：在执行关盖动作预设时间后，若当前电流信号小于堵转电流信号，则说明此时的垃圾桶盖处于完全打开状态，电机可进一步执行关盖动作，直至当前电流信号大于堵转电流信号，说明此时的垃圾桶盖已完全关闭，电机卡住，无法进一步执行关盖动作，因此可令电机停止执行关盖动作。即完成垃圾桶盖的关盖。
42.若当前电流信号大于堵转电流信号，则说明此时的垃圾桶盖处于关闭状态，电机卡住，无法进一步执行关盖动作，因此，需要令电机停止旋转执行关盖动作，再驱动电机反向旋转以执行开盖动作，从而使得垃圾桶盖随电机旋转而打开。直至当前电流信号大于堵转电流信号，说明此时的垃圾桶盖处于完全开启状态，电机卡住，无法进一步执行开盖动
作，因此，可令电机停止执行开盖动作。即完成垃圾桶盖的开盖。
43.应当说明的是，根据垃圾桶盖的重量和其他结构设计的不同，其电流信号并非需要一定大于堵转电流信号才能执行其他动作；具体地，当前电流信号大于一个比堵转电流信号略小的电流阈值时，即可按照上述流程执行其他动作，如此设置可避免部分垃圾桶盖设计使得电机电流在超过堵转电流后会损坏装置或影响寿命的情况发生。该电流阈值的设置范围应当根据实际垃圾桶盖与垃圾桶的设置结构来确定。
44.还应当说明的是，本发明实施例采用的是电流信号的比较，本领域技术人员也可采用其他电参数例如电压信号的比较来替代电流信号进行比较。
45.综上，本发明提供的智能垃圾桶盖开关控制方法，无需其他位置传感器等装置来确认垃圾桶盖是否在打开状态还是关闭状态，只需要先执行关盖动作，再比较电流信号，根据电流信号比较结果来执行相应的开盖动作和关盖动作，其结构简单、执行高效，成本较低，且可靠性强。
46.本发明还提供一种智能垃圾桶盖开关控制装置，如图2、3所示，包括：与垃圾桶盖传动连接的电机，其中电机和垃圾桶盖传动连接。具体地，可直接转轴传动连接，也可通过减速器或同步轮、齿轮机构等传动部件间接连接，具体根据垃圾桶的实际情况设置。还包括用于发出开关指令的开关模块以及分别与电机、开关模块电连接的电机驱动模块；其中，电机驱动模块用于接收开关模块的开关指令，并驱动电机进行相应的开关盖动作。
47.所述电机驱动模块包括电连接的mcu、电机驱动芯片u2、采集电路；其中，mcu的输出端第一引脚和第二引脚分别与电机驱动芯片u2的输入端第一引脚和第二引脚连接，电机驱动芯片u2的输出端与电机的输入端连接。优选地，所述电机驱动芯片u2通过电容c7与电机的输入接口j1连接。
48.电机驱动芯片u2的另一输出端通过采集电路与mcu的另一输入端连接，以对电机当前电流信号进行采集并传输给mcu。
49.优选地，所述采集电路包括电阻r3、电阻r4、电容c4；所述电阻r3一端通过电容c4接地，并与mcu连接，另一端与电机驱动芯片u2的接地端连接；电阻r4一端与电机驱动芯片u2的接地端连接，另一端接地。
50.示例性地，将mcu的第一引脚输出高电平信号、第二引脚输出低电平信号设置为控制电机正转以执行开盖动作；第二引脚输出高电平信号、第一引脚输出低电平信号设置为控制电机反转以执行关盖动作，第一引脚输出低电平信号、第二引脚输出低电平信号设置为控制电机停止转动。
51.则其工作原理为：mcu在接收开关模块的开关指令后，通过第一引脚输出低电平，第二引脚输出高电平给电机驱动芯片u2，进而驱动电机对垃圾桶盖执行关盖动作；经过预设时间后，通过采集电路的电阻r3、电阻r4以及电容c4对电机当前电流信号进行采集，并传输至mcu中；
52.接着，mcu对电机当前电流信号和电机堵转电流信号进行比较；
53.若当前电流信号小于堵转电流信号，则判断垃圾桶盖处于完全打开状态，由mcu继续通过第一引脚输出低电平，第二引脚输出高电平以控制电机驱动芯片u2驱动电机继续执行关盖动作，直至mcu检测到当前电流信号大于堵转电流信号时，说明垃圾桶盖已完全关闭；最后，mcu通过第一引脚输出低电平，第二引脚输出低电平来停止执行关盖动作；
54.若当前电流信号大于堵转电流信号，则判断垃圾桶盖处于完全闭合状态，由mcu先通过第一引脚输出低电平、第二引脚输出低电平来控制电机驱动芯片u2驱动电机停止执行关盖动作，接着，再由mcu通过第一引脚输出高电平、第二引脚输出低电平来执行开盖动作，直至mcu检测到当前电流信号大于堵转电流信号时，说明垃圾桶盖已完全开启；最后mcu通过第一引脚输出低电平、第二引脚输出低电平来停止执行开盖动作。
55.优选地，所述采集电路中预设时间设置范围为100～150ms。
56.优选地，如图4所示，还包括电连接在直流电与mcu之间的供电电路；
57.所述供电电路包括稳压芯片u3、电阻r9、电容c1、电容c2、电容c3，其中直流电通过电阻r9一路与稳压芯片u3的输入端连接，另一路通过电容c1与稳压芯片u3的接地端连接，所述稳压芯片u3的输出端一路通过并联的电容c2、电容c3与稳压芯片u3的接地端连接，另一路与mcu连接。
58.较佳地，所述供电电路可将12v直流电转化为稳定的5v直流电输出，并为装置提供电源。
59.优选地，所述mcu的型号为bf7812amxx。
60.优选地，所述开关模块采用按键开关、触摸开关、遥控开关、声控开关、感应开关中的一种。其具体的开关设置方式为本领域常规的技术手段，在此不多加赘述。示例性地，如图3所示，开关模块的按键开关一端与mcu连接，另一端接地，以用于发出开关指令。应当说明的是，还可采用其他可对垃圾桶发出开关指令的开关来替代上述方式。
61.本发明还提供一种智能垃圾桶，采用如上所述的智能垃圾桶盖开关控制方法，或采用如上所述的智能垃圾桶盖开关控制装置。采用上述控制方法或控制装置的智能垃圾桶，其结构简单，执行高效，成本较低，且适用性、可靠性强，具有良好的应用前景。
62.另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
63.尽管本文中较多的使用了诸如电机、开关模块、电机驱动模块、采集电路、供电电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。