【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及垃圾回收领域，尤其涉及一种破袋垃圾箱及其基于垃圾负载调节的垃圾运载方法。
技术介绍
1、目前随着垃圾分类的普及，垃圾箱产品也遍地开花，随着智能化发展，一种能对厨余(或餐厨)垃圾袋自动破袋的装置也出现在市场中。如公开号为“cn115676171a”的在先专利中记载一种自动破袋生活垃圾分类箱及其提袋装置，其中的提袋装置包括移动支架，以及设置在移动支架上且能在横向方向和纵向方向移动的夹持机构。所述夹持机构包括夹持座，以及转动设置于所述夹持座上的两根辊轴；两根辊轴能够相对夹持座正反转，两根辊轴的滚动面临近设置且转动方向始终相反。此提袋装置可兼容夹装各种形状的垃圾袋，且两根辊轴卷夹垃圾袋的袋体非常稳定。横向方向和纵向方向上的移动滑轨及其上的移动板实现；其具体方案中，横向移动板可以由气缸或者是电机通过丝杆副驱动，在沿横向滑轨横向移动过程中带动升降驱动件及其上的夹持机构横移。升降驱动件可以是升降气缸或者是升降电机连接丝杆副驱动，升降驱动件可以驱动夹持机构升降运动。
2、采用气缸驱动位移是一种常规方案，但其存在着位置移动不能精确控制，气缸驱动的运动速度变化较快，垃圾容易撒落的问题；并且气控方案存在着气管、电磁阀等较多，生产安装工艺复杂、现场售后维修不方便。
3、相比之下，采用步进电机控制具有更高的稳定性，步进电机控制方法分三步进行，以保证精确定位和平稳起停。第一步加速起动阶段，根据功率p与速度v及拉力f关系式p＝fv可知，当电机输出功率p一定时，降低速度v可以增大拉力f，本例即可以提高转矩扭力f。第二步匀速
4、现有的步进电机的控制方法，第一步和第三步加减速加速控制方法主要有以下3种：
5、1，如图1所示的“梯形”加减速。指按直线方式(从启动速度到目标速度的加减速)，
6、以一定的比例进行加速/减速。
7、2，如图2所示的“指数形”加减速。指按指数函数方式进行加减速。
8、3，如图3所示的“s形”加减速。加速/减速开始时速度比较缓慢，然后逐渐加快。
9、在加速/减速接近结束时速度再次减慢下来，从而使移动较为稳定。s字加减速的类型有sin曲线、2次曲线、循环曲线、3次曲线。
10、三种曲线优缺点比较如下：
11、第1)种，梯形曲线其特点是算法简便，占用时少、响应快、效率高，实现方便。但匀加速和匀减速阶段不符合步进电机速度变化规律，在变速和匀速转折点不能平滑过渡。所以这种算法主要应用在对升降速过程要求不高的场合。
12、第2)种，指数曲线克服了梯形加减速的速度不平稳问题，运动精度得到了提高，但初始加速度大，容易引起机械部件的冲击，在加减速的起点仍然存在加减速突变，限制了加速度的提高。
13、第3)种，s曲线加减速是一种柔性程序较好的控制策略，能让电机性能得到充分的发挥，冲击振动小，但是实现过程比较复杂，计算量相对较大，并且加减速效率不高。
14、并且在回收垃圾箱中，由于每次投递的垃圾数量不同、重量不同，同一种垃圾运载方法无法适应于不同装载量，当然设备可以以最大装载量执行控制曲线方程，但当装载量不同而采用同一套控制曲线方程，势必会出现如加减速不稳定、垃圾抖落等问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的第一目的在于提供一种基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，此方案在调试完成后，运行过程中仅需调取对应数据即可，如此可减少运行时的计算量，提升运行效率；再者，本方案还基于当前垃圾重量，从而调取对应负载区间内的整形数据表格，适配度更高，不易出现加减速过快较慢，以及晃动的问题。
2、为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
3、基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，包括用于夹取垃圾袋的卷袋机构，卷袋机构被设置于移动副上，移动副通过步进电机控制运行，其特征在于：
4、步骤1，构建步进电机的控制曲线方程；
5、步骤2，将卷袋机构的负载分为多个区间，对应于每个负载区间的控制曲线方程进行调整；步骤3，对应于每个负载区间，运行对应的控制曲线方程获取步进电机每一步中的单片机频率；从而生成每个区间所适配的单片机频率的整形数据表格；
6、步骤4，通过称重装置获取垃圾袋的重量，判断垃圾袋的重量对应的负载区间；
7、步骤5，卷袋机构夹取垃圾袋，单片机根据垃圾袋的重量对应的负载区间调取对应的整形数据表格中的参数控制步进电机运行。
8、本专利技术采用上述技术方案，该技术方案涉及一种基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，该垃圾运载方法中在卷袋机构夹取垃圾袋后，用于控制卷袋机构及其上的垃圾袋横向移动和/或纵向移动。此处方案中，在设备设定时先根据卷袋机构的负载量划分为多个负载区间，并且对于每个负载区间均调整其控制曲线方程，从而生成每个区间所适配的单片机频率的整形数据表格。
9、在设备运行时，需要先通过称重装置获取垃圾袋的重量，判断垃圾袋的重量对应的负载区间；然后再卷袋机构夹取垃圾袋，单片机调取对应的整形数据表格中的参数控制步进电机运行即可。
10、此方案在调试完成后，运行过程中仅需调取对应数据即可，如此可减少运行时的计算量，提升运行效率；再者，本方案还基于当前垃圾重量，从而调取对应负载区间内的整形数据表格，适配度更高，不易出现加减速过快较慢，以及晃动的问题。
11、在具体的实施方案中，所述步骤1中，采用“s”型控制曲线将总行程分为加速段、匀速段和减速段，其中加速段和减速段中步进电机的控制曲线对称；在s”型控制曲线的加速段和减速段中，采用逻辑斯蒂分布函数的变换构建曲线方程。
12、3，根据权利要求2所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：步骤1中采用逻辑斯蒂分布函数的变换构建如下曲线方程：
13、
14、式中，
15、x，表示循环计算过程中的索引，从1开始；
16、num，表示加速总点数n的一半，即n/2；
17、fcurrent，表示每个x值定的单个频率值；
18、fmin，表示加速起始频率；
19、fmax，表示加速最终频率；
20、flexible，表示对s型曲线进行拉伸变化的情况；
21、步骤2中，将卷袋机构的负载分为多个区间，对应于每个负载区间的s型曲线进行拉伸变化调整，获取每个负载区间的曲线方程的多个曲线波形图；
22、步骤3中，对应于每个负载区间，选择合适曲率的曲线波形图所对应的曲线方程，并运行曲线方程获取步进电机每一步中的单片机频率；从而生成每个区间所适配的单片机频率的整形数据表格。
23、此方案中的电机控制方法在传统“s”形控制方法基于上结合逻辑斯蒂分布函数变换，创新得到控制方法的曲线方程，并在所构建的曲线方程中对s型曲线进行拉伸变化调整，从本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，包括用于夹取垃圾袋的卷袋机构(3)，卷袋机构(3)被设置于移动副上，移动副通过步进电机控制运行，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：所述步骤1中，采用“S”型控制曲线将总行程分为加速段、匀速段和减速段，其中加速段和减速段中步进电机的控制曲线对称；在S”型控制曲线的加速段和减速段中，采用逻辑斯蒂分布函数的变换构建曲线方程。
3.根据权利要求2所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：步骤1中采用逻辑斯蒂分布函数的变换构建如下曲线方程：
4.根据权利要求3所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：步骤2中，对应于每个负载区间内的负载最大值设定曲线方程中的数值X、Num、Fmin和Fmax，根据实测和/或工程软件模拟设定未知量为Flexible；获取不同Flexible数值下的曲线波形图；
5.根据权利要求3所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：所述
7.根据权利要求6所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：所述纵向移动副的步进电机采用带过流检测功能的电机驱动器；当所述卷袋机构(3)下行过程中遇到阻力变大时，步进电机发生堵转时，步进电机驱动器因过流而产生报警输出停止工作；该报警信号与单片机控制电路连接，CPU检测到该报警信息，然后断电并复位电机驱动器。
8.破袋垃圾箱，包括机架(1)以及安装在机架(1)上的破袋机构(2)，以及设置于破袋机构(2)上方箱体内部的卷袋机构(3)；其特征在于：所述卷袋机构(3)采用权利要求1-7中任一项所记载的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法。
9.根据权利要求8所述的破袋垃圾箱，其特征在于：所述破袋机构(2)包括暂存板(211)、破袋齿(212)和驱动件，所述暂存板(211)与所述机架(1)滑动连接，所述破袋齿(212)固定连接于所述暂存板(211)的端部且齿尖朝上并突出于所述暂存板(211)，所述驱动件安装于机架(1)上，所述驱动件用于驱动暂存板(211)在所述机架(1)上滑动，以使暂存板(211)在伸出和收回两种状态之间切换；所述称重装置设置于暂存板(211)上。
...【技术特征摘要】
1.基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，包括用于夹取垃圾袋的卷袋机构(3)，卷袋机构(3)被设置于移动副上，移动副通过步进电机控制运行，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：所述步骤1中，采用“s”型控制曲线将总行程分为加速段、匀速段和减速段，其中加速段和减速段中步进电机的控制曲线对称；在s”型控制曲线的加速段和减速段中，采用逻辑斯蒂分布函数的变换构建曲线方程。
3.根据权利要求2所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：步骤1中采用逻辑斯蒂分布函数的变换构建如下曲线方程：
4.根据权利要求3所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：步骤2中，对应于每个负载区间内的负载最大值设定曲线方程中的数值x、num、fmin和fmax，根据实测和/或工程软件模拟设定未知量为flexible；获取不同flexible数值下的曲线波形图；
5.根据权利要求3所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的基于垃圾负载调节的垃圾运载方法，其特征在于：所述移动副包括横向移动副和纵向移动副，横向移动副和纵向移...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶相如，余晓霞，李娟娟，
申请(专利权)人：浙江联运知慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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