[0001] 本文件涉及电学技术领域，尤其涉及一种智能分类垃圾桶。

[0002] 垃圾分类教具的开发背景可以追溯到全球范围内的环境保护和可持续发展的倡导。随着人口增长和城市化进程加速，垃圾处理成为一个全球性的环境问题。不合理的垃圾处理方式导致资源浪费、环境污染和生态破坏。为了解决这一问题，各国纷纷采取措施推动垃圾分类和回收利用。

[0003] 垃圾分类一般是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、投放和搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，减少垃圾处理量和处理设备的使用，降低处理成本，减少土地资源的消耗，具有社会、经济、生态等几方面的效益。

[0004] 当前我国城市生活垃圾分类在社会化、市场化等方面开始新的尝试，但是覆盖面不高，工作推进难度较大。研究发现，当前垃圾分类存在的主要问题在于居民对垃圾分类认知度不高，分类意识不强，对垃圾分类知识了解不够全面，不能精准判断垃圾的所属分类等。

[0005] 垃圾分类教具的开发旨在通过教育和培训，提高公众对垃圾分类的认识和意识，促使他们主动参与垃圾分类行动。垃圾分类教具的开发可以配合政策实施，帮助居民正确分类垃圾，提高政策的执行效果。垃圾分类教具作为一种环保教育工具，可以在学校、社区和其他教育场所使用。通过直观的展示和互动学习，垃圾分类教具能够让学生和公众更好地理解垃圾分类的原理和方法，并培养他们的环保意识和行动。总体而言，垃圾分类教具的开发旨在提高公众对垃圾分类的认识和参与度，推动垃圾分类和回收利用的普及，实现资源的有效利用和环境的可持续发展。

[0006] 现有的垃圾分类教具多只是简单的摆放几个垃圾桶，仅仅通过颜色和标签指示垃圾桶的种类，对于垃圾所属种类大多只是以表格的形式进行展示，学生在学习过程中经常需要先查找表格才能确定垃圾种类，学习效率低下。缺少交互手段，不能快速帮助学生完成对垃圾的分类，更不能纠正学生对垃圾分类的错误认知，教学效果较差。因此，针对现有垃圾分类教具功能单一，智能化程度不高，不便于拆装，无法帮助学生纠正和强化对于常见垃圾所属类别的认知的问题，亟需一种基于语音识别技术的DIY智能分类垃圾桶方案。

[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，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，都应当属于本文件的保护范围。

[0025] 根据本发明实施例，提供了一种智能分类垃圾桶，图1是本发明实施例的智能分类垃圾桶的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的智能分类垃圾桶具体包括：电源模块10、电源防反接保护电路11、升压电路12、语音采集电路13、语音识别主控芯片14、功放和扬声器电路15、电机驱动电路16以及垃圾桶结构件17；

[0026] 电源模块10，用于为所述智能分类垃圾桶提供电源；在本发明实施例中，所述电源模块具体包括用于安放电池的电池盒。

[0027] 电源防反接保护电路11，与电源模块10连接，用于在电源正确连接时，将GND网络和电源负极导通；当电源反接时，将GND网络和电源负极断开；

[0028] 升压电路12，与所述电源防反接保护电路11连接，用于在电源导通时，将电源电压进行升压，通过升压后的电压为所述智能分类垃圾桶中的其他模块供电；

[0029] 语音采集电路13，用于将接收到的声转变成电信号并传输到语音识别主控芯片；

[0030] 语音识别主控芯片14，与所述语音采集电路13连接，用于对接收到的电信号进行采样，后与预先存储的语音指令进行对比，进行语音识别，完成垃圾分类，并发出相应的应答信号；所述语音识别主控芯片14具体用于：识别用户发出的语音指令中的唤醒词和命令词，根据所述唤醒词启动所述智能分类垃圾桶，通过所述命令词中的垃圾名称完成垃圾种类的判断，向所述功放和扬声器电路发出语音播放信号，并向电机驱动电路发出工作信号。

[0031] 功放和扬声器电路15，与所述语音识别主控芯片14连接，用于将所述语音识别主控芯片发出的应答信号放大，并驱动扬声器产生分类结果应答语音；

[0032] 电机驱动电路16，与所述语音识别主控芯片14连接，用于基于所述应答信号，启动相应类别垃圾桶所对应的电机工作，分别独立实现对应电机的正转、反转和停止控制，从而分别控制相应类别垃圾桶盖的打开和关闭；所述多个分类垃圾桶为四个，分别为：可回收垃圾桶、厨余垃圾桶、有害垃圾桶和其它垃圾桶。所述电机为TT马达。

[0033] 如图2所示，所述多个分类垃圾桶的背面通过电机固定装置分别固定相应的TT马达，每个TT马达两侧转轴上各安装有一个支臂，所述支臂连接垃圾桶盖，在TT马达正转时，通过所述支臂将垃圾桶盖打开，在TT马达反转时，通过所述支臂将垃圾桶盖关闭。图2中，5为TT马达。

[0034] 所述垃圾桶结构件17，如图3所示，包括底座、设置于所述底座上的多个分类垃圾桶，其中，所述多个分类垃圾桶的垃圾桶盖分别与相应电机连接。如图4所示，所述语音识别主控板14、所述电源模块10和功放和扬声器电路15中的所述扬声器设置于所述底座的内部。所述底座背面设置有电机连接口。所述底座正面有扬声器的发声孔。图3中，1为底座，2为垃圾桶，3为扬声器，4为麦克风。图4中，6为语音识别主控板。

[0035] 在本发明实施例中，所述底座由KT板拼插构成，所述分类垃圾桶由KT板拼插构成，所述底座的KT板拼插结构与所述分类垃圾桶的KT板拼相配合。

[0036] 以下结合附图，对本发明实施例的技术方案详细说明。

[0037] 如图5所示，N沟道场效应管M1及其周围的电阻R16、R17、R18，电容C26、C27组成电源防反接保护电路。电源正确连接时，电阻R16、R17组成的分压电路为场效应管M1提供导通电压，GND网络和电源负极导通，电路正常工作；当电源反接时，场效应管M1截止，GND网络和电源负极断开，电路中没有电流，防止因电源反接造成电子元件损坏。

[0038] 升压芯片U6、功率电感L1、肖特基二极管D2、电容C6、C7、C8组成升压电路，将电源电压由4.5V以下升高并稳定到5V，为其它芯片供电。

[0039] 麦克风MK1，电阻R7、R8、R13和电容C21、C22组成声音采样电路，将声音转变成电信号并传输到语音识别主控芯片进行采样。

[0040] 语音识别主控芯片完成声音采样后与预先存储的语音指令进行对比，进行语音识别。所述语音指令包括唤醒词和命令词。所述唤醒词(小智)用于启动智能垃圾桶，所述命令词为常见垃圾名称，包括但不限于纸盒、玻璃瓶、剩饭菜、废电池等。当识别到特定的语音指令后，语音识别芯片通过内部嵌入式程序完成垃圾种类的判断，并向功放和扬声器发出应答信号，播报所属垃圾种类，并向电机驱动电路发出工作信号，驱动对应种类垃圾桶上的TT马达工作，打开垃圾桶顶盖。

[0041] U7为功放芯片，用来将语音识别主控芯片发出的应答信号放大，驱动扬声器产生应答语音。

[0042] U1、U2、U3、U4组成电机驱动电路，可以同时驱动4个电机工作，分别独立实现正转、反转和停止功能，从而分别控制四种垃圾桶盖的打开和关闭。

[0043] 在本发明实施例的一个实例中，智能分类垃圾桶硬件结构由四个垃圾桶、语音识别主控板、扬声器、底座和电池盒组成，所述底座由KT板拼插组成，所述语音识别主控板、电池盒和扬声器安装于底座内部，所述垃圾桶由KT板拼插组成，放置于底座上面，分别对应可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其它垃圾，垃圾桶背面安装一个TT马达，TT马达两侧转轴上各安装一个支臂，支臂连接顶盖，TT马达正转，顶盖打开，TT马达反转，顶盖关闭。

[0044] 综上所述，本发明实施例的技术方案设置可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其它垃圾四种垃圾桶，利用语音识别技术和嵌入式编程技术相结合，学生只需要通过语音说出想要投放的垃圾名称，智能垃圾桶就可以完成语音识别，对该垃圾进行分类，并通过语音播报分类结果，同时打开对应类型的垃圾桶。本方案交互内容丰富，智能化程度高，不仅能够更好的帮助学生学习垃圾分类的相关知识，还能及时纠正学生在垃圾分类中的错误认知，提高教学效果。

[0045] 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。