智能垃圾桶的設(shè)計與實現(xiàn)

智能垃圾桶的設(shè)計與實現(xiàn)

貴了，因此垃圾桶的設(shè)計與實現(xiàn)變得尤為重要。本項目旨在設(shè)計一種智能垃圾桶，通過檢測并自動打開垃圾桶蓋的系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)垃圾桶存在的衛(wèi)生感染隱患，有效杜絕各種傳染性疾病通過垃圾進行傳播。當人或物接近投物口約1米時，垃圾桶蓋會自動開啟，等垃圾投入完畢，在設(shè)定時間內(nèi)垃圾桶蓋又會自動關(guān)閉。在長時間不使用的情況下，垃圾桶會自動進入休眠模式以節(jié)約能源。此外，垃圾桶還會根據(jù)不同情況播放不同的語音，使其使用更加衛(wèi)生、自動、耗能低、有趣。2智能垃圾桶的優(yōu)勢智能垃圾桶的設(shè)計與實現(xiàn)，具有以下優(yōu)勢：2.1衛(wèi)生傳統(tǒng)垃圾桶存在衛(wèi)生感染隱患，而智能垃圾桶的自動開啟和關(guān)閉系統(tǒng)，有效避免了人與垃圾直接接觸，從而保障衛(wèi)生。2.2自動智能垃圾桶的自動開啟和關(guān)閉系統(tǒng)，使其使用更加方便快捷，無需手動開啟和關(guān)閉垃圾桶蓋，從而提高工作效率。2.3節(jié)能智能垃圾桶在長時間不使用的情況下會自動進入休眠模式以節(jié)約能源，從而降低使用成本，符合環(huán)保理念。2.4有趣智能垃圾桶的語音播放功能，可以根據(jù)不同情況播放不同的語音，使其使用更加有趣，吸引人們的注意力，從而提高垃圾分類回收的效率。3智能垃圾桶的應用前景隨著城市化的快速發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高，智能垃圾桶的應用前景廣闊。它可以廣泛應用于城市公共場所、商業(yè)區(qū)、學校、醫(yī)院等各類場所，有效提高垃圾分類回收的效率，減少環(huán)衛(wèi)工人的工作量，提高工作效率，從而將人力、物力資源投入到城市其他方面衛(wèi)生的維護中。未來，智能垃圾桶將成為城市環(huán)保建設(shè)的重要組成部分，為人們創(chuàng)造一個更加清潔、衛(wèi)生、舒適的生活環(huán)境。隨著人們生活水平的提高，家居生活現(xiàn)代化已成為必然趨勢。現(xiàn)在幾乎所有傳統(tǒng)垃圾桶行業(yè)都推出了各自的智能感應垃圾桶，這必將是未來的發(fā)展趨勢。智能感應垃圾桶也將成為老百姓的消費習慣，就像當初的節(jié)能燈管和飲水機一樣，現(xiàn)在已經(jīng)全面普及。在未來的幾年中，智能感應垃圾桶也必將普及。1.3智能垃圾桶的發(fā)展趨勢1.3.1國內(nèi)智能垃圾桶的發(fā)展自2010年至今，我國智能垃圾桶技術(shù)發(fā)展特別快，智能垃圾桶產(chǎn)品的種類也隨之與日俱增。智能垃圾桶的出現(xiàn)使得垃圾桶產(chǎn)品市場競爭更加激烈，其主要原因現(xiàn)總結(jié)為以下三個方面：第一，智能感應技術(shù)刺激了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，市場上智能感應產(chǎn)品的出現(xiàn)讓更多的人了解和熟悉了智能化產(chǎn)品。第二，生活水平的整體上升，城市化的生活節(jié)奏加快，智能垃圾桶產(chǎn)品需要更廣泛的人群，需求直接促進了智能垃圾桶產(chǎn)品的生產(chǎn)。第三，智能產(chǎn)品的多樣化，商家的新產(chǎn)品開發(fā)和宣傳直接或間接地使得智能垃圾桶產(chǎn)品走進人們的生活，促進了智能化產(chǎn)品的發(fā)展。然而，國內(nèi)即熱式產(chǎn)品日益發(fā)展的同時，存在一些問題。其在技術(shù)和外觀上并沒有真正做到獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與國外發(fā)達國家的整體水平還有很大差距。在多方查閱相關(guān)資料后，筆者認為總體上還存在以下不足：1）產(chǎn)品的智能化技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，對國外技術(shù)依存度高，產(chǎn)品的技術(shù)更新較慢；2）產(chǎn)品整體成熟度較低，可靠保障性偏低；3）產(chǎn)品創(chuàng)新能力和造型新穎性較低，市場競爭力不強；4）智能垃圾桶類產(chǎn)品質(zhì)量和服務等要素與國外相比仍有較大差距。1.3.2國外智能垃圾桶的發(fā)展國外智能化技術(shù)整體上發(fā)展比較早，但其運用到垃圾桶上的時間明顯早于國內(nèi)，其發(fā)展速度和程度明顯高于國內(nèi)。造成這種現(xiàn)象的主要原因有：1）國外企業(yè)對智能垃圾桶的智能化技術(shù)關(guān)注度較高，在其投入的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)的力度較高，因此智能垃圾桶技術(shù)在國外發(fā)展較快；2）國外人們城市化生活節(jié)奏較快，智能垃圾桶產(chǎn)品需求人群大；3）國外產(chǎn)品設(shè)計層次較高，在注重產(chǎn)品的造型美觀的同時更重視產(chǎn)品的人機性和使用者的心理和生理需求；4）另外，國外先進的加工工藝使即飲產(chǎn)品外觀的多樣性提供了更多可能。科技的進步，新材料、新造型和新的產(chǎn)品設(shè)計語言在國外即飲產(chǎn)品外觀中層出不窮。例如，美國一家電子公司發(fā)明了一種智能垃圾桶，不僅可以裝垃圾，更重要的是能幫助家庭購物，同時減少垃圾對環(huán)境的破壞。智能垃圾桶是一種新型的垃圾桶，內(nèi)裝有微型電子系統(tǒng)和芯片。隨著技術(shù)的發(fā)展，芯片將變得更加便宜，未來的商品包裝，如飲料易拉罐、皮鞋外盒等，也可以搭載微型芯片，儲存商品的詳細信息。當把包裝扔進智能垃圾桶時，芯片中的無線電發(fā)射器會發(fā)送商品信息，桶內(nèi)的傳感器接收這些信息，就能知道家里哪些用品即將耗盡，自動接通互聯(lián)網(wǎng)通知超市送貨。此外，垃圾桶還能分析信息，知道可回收的廢品數(shù)量，并通知附近的回收站收取廢品。研究人員認為，智能垃圾桶不會取代傳統(tǒng)的購物方式，但會給使用者帶來很大便利。智能產(chǎn)品的發(fā)展迅速，相信很快就會滲入居民的生活，讓我們的生活更加智能化。垃圾桶的設(shè)計也越來越多樣化。有人認為垃圾桶要醒目，方便使用，但也有人認為需要含蓄和隱匿，不煞風景。還有一些設(shè)計者通過巧妙的設(shè)計，讓垃圾桶成為街頭的藝術(shù)品，如在德國法蘭克福放置一只舊啤酒桶，既是垃圾桶，也是啤酒屋店招的一部分。在中國浙江西塘，有一款垃圾桶運用了傳統(tǒng)園林的元素，做舊的松木板，設(shè)計得非常具有特色。垃圾桶上的提示語也越來越有趣味性，從嚴肅的提醒到輕松的調(diào)侃，反映了社會文明的進步和人們追求幽默感的心理需求。垃圾桶的分類設(shè)計也越來越重要，通過色彩、圖形符號、容器造型和感應技術(shù)等手段，設(shè)計者可以提高人們的分類意識和行為。未來，垃圾桶還可以與媒介融合，成為城市智能化建設(shè)的一部分，為城市管理和環(huán)保帶來更多的便利和效益。垃圾桶是市政公共設(shè)施，每年用于設(shè)施養(yǎng)護和更新對于任何一個政府來說都是一筆不小的開支。然而，垃圾桶也成為廣告商搶手的“掘金桶”，從而成為一種自我宣傳的方式。例如，奧地利維也納的朗姆酒就推出了一款垃圾桶，為公共事業(yè)做點建設(shè)，同時也順帶作了一會自我宣傳。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，垃圾桶的設(shè)計通向了科技化。德國出現(xiàn)了會說話的垃圾桶，并完全利用環(huán)保能源——太陽能，還有較早出現(xiàn)的紅外線感應垃圾桶。然而，國內(nèi)的垃圾桶設(shè)計與國外相比還存在差距。一些發(fā)達國家如德國、美國、荷蘭等，已經(jīng)實現(xiàn)了垃圾分類回收，而國內(nèi)垃圾桶設(shè)計大部分未考慮垃圾分類的要求，而且是開放式，垃圾桶周圍的環(huán)境惡劣。智能垃圾桶的基本原理包括主程序為等待延時、定時中斷，熱釋紅外傳感器中斷。智能垃圾桶的作用在于認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎(chǔ)上，不僅著眼于個別要素的優(yōu)良如何，而是講使用“物”的人和所設(shè)計的”物”人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。通過考察看到有很多垃圾桶不符合人機工程學的原理，根據(jù)人機工程學原理，要使大部分人在用的時候舒適、方便、放心。垃圾的收集與處理，想要解決垃圾問題，就要首先從人機工程學入手，人們在身體、心理上對垃圾桶感到方便舒適了，才能對垃圾進行更好的處理。智能垃圾桶的人機分析包括人機尺寸分析。優(yōu)秀的垃圾箱不僅要便于將垃圾投入，也要便于將內(nèi)腔取出和清理。垃圾箱的高度一般，應小于正常人立姿雙手上舉功能高的一半?，F(xiàn)有垃圾箱的高度一般在80~110mm之間，基本都滿足要求。垃圾箱的垃圾投入口因該滿足絕大多數(shù)人的使用需求：上邊緣高不低于95%人的手功能高，下邊緣高不高與5%人的肘高。這樣才可使高個的人不需下蹲、矮個的人無需費力上舉就可以使用垃圾箱。只有便于使用，才能引導人們改變隨手亂扔垃圾的壞習慣。垃圾投放口的高度應該適當，既要能夠方便路人順利地將垃圾投入垃圾箱，又不能太高，以免路人因為看到垃圾箱內(nèi)的垃圾而感到不愉快。同時，過大的開口會讓雨水容易進入垃圾箱內(nèi)，導致垃圾腐爛和細菌滋生，對環(huán)境造成威脅。街道上的垃圾箱通常存放輕便的廢品，如瓶子、罐子和紙張等，因此垃圾箱的開口大小應該大于瓶子的直徑，并且需要考慮一定的傾斜角度，以方便投放。一般來說，由于瓶子的直徑小于100mm，加上傾斜角度，垃圾箱的開口高度應該大于120mm。垃圾箱的開口寬度應該大于一般廢棄物的尺寸。為了方便路人投放垃圾，垃圾箱的開口應該朝向路人經(jīng)過最多的一側(cè)。人類工程學的研究目的是為了優(yōu)化產(chǎn)品與用戶之間的界面。為了使垃圾箱與人之間的配合達到最優(yōu)化狀態(tài)，人體尺寸也需要被考慮進去，如肘高、立姿手功能高、立姿雙手功能上舉高、手長和手寬等。在投放垃圾時，應盡量保持身體正直，手腕也應該處于順直狀態(tài)。如果手腕處于掌屈、背屈或尺偏等別扭的狀態(tài)，就會導致腕部疼痛、握力減小，甚至引起腕道綜合癥和腱鞘炎等癥狀，這會影響居民投放垃圾的積極性。智能系統(tǒng)的設(shè)計采用DYP-ME001（A）反射式紅外感應控制模塊來采集信號，SPCE061（A）單片機對信號進行處理并控制輸出信號，37GB-3540電機帶動負載。整個系統(tǒng)采用10W/18V太陽能板、7A·h蓄電池和DCDC穩(wěn)壓模塊供電。當投放垃圾時，傳感器會感應到手的信號并以高低電平的形式傳給單片機。單片機通過程序?qū)π盘栠M行處理，控制輸出信號給電機、LED燈，并播放已加入單片機的音樂。LED燈接收到高電平信號時會亮起，高電平信號通過繼電器模塊控制電機啟動。電機的輸出軸連接一個凸輪，凸輪放在腳踏式垃圾桶踏板的正上方，當凸輪離圓心最遠點與踏板接觸時，踏板被壓下，垃圾桶蓋被打開。打開的桶蓋會碰到外殼上的限位開關(guān)，限位開關(guān)將信號傳給單片機，單片機控制電機停轉(zhuǎn)，使桶蓋持續(xù)處于打開狀態(tài)。文章已經(jīng)完成格式修正和段落刪除，以下是小幅度改寫后的文章：智能垃圾桶是一種集機、光、電于一體的高科技新產(chǎn)品，采用微電腦控制芯片，首創(chuàng)紅外線探測裝置，機械傳動裝置和連桿機構(gòu)組成。當人離開感應區(qū)后，傳感器將低電平信號傳給單片機，單片機控制音樂停止，LED燈滅，電機再次轉(zhuǎn)動，根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速設(shè)定好電機轉(zhuǎn)動的時間，使垃圾桶正好關(guān)上電機停轉(zhuǎn)。當垃圾桶滿了時，垃圾桶桶蓋內(nèi)的距離傳感器檢測到信號給單片機，單片機輸出高低周期信號給LED燈，使LED燈閃亮。智能家居系統(tǒng)需要具有簡便操作、實用功能和美觀外觀等特點，同時也要注重健康、娛樂生活和低碳生活等方面。智能垃圾桶作為一種智能家居產(chǎn)品，需要具備性能穩(wěn)定、使用壽命長、使用方便、操作精準、設(shè)計精密、衛(wèi)生環(huán)保、節(jié)能低耗等特點。智能垃圾桶的外觀特點可以按照使用環(huán)境、盛放形式、開啟方式和加工材料等分類。家庭垃圾桶主要用在衛(wèi)生間和廚房，需要使用密閉性較強的帶蓋兒垃圾桶，對環(huán)境要求低。分類垃圾桶主要包括可回收桶、其他垃圾桶、廚房垃圾和有毒物質(zhì)桶。感應式（紅外線）垃圾桶不必直接接觸垃圾桶，很衛(wèi)生，但在家庭使用時，涉及到偶然的一個動作可能就使桶蓋打開。塑料垃圾桶加工簡單，易于清潔，適合室內(nèi)使用，在室外的話，需要選擇不容易老化的材料。不銹鋼垃圾桶室外使用不會被雨腐蝕。陶瓷垃圾桶是高檔品的代名詞，表面光潔度高，易于清潔，給人高品質(zhì)的感覺。木質(zhì)垃圾桶質(zhì)感好，與環(huán)境容易協(xié)調(diào)。水泥垃圾桶固定，不易被移走。紙漿垃圾桶采用可再生紙制成，結(jié)實耐用，非常環(huán)保。在國外，智能垃圾桶的造型趨向簡潔的幾何化設(shè)計。而國內(nèi)早期垃圾桶的外觀主要以圓形、方形為主，隨著人們文化和欣賞水平的提高，需要考慮與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的外觀設(shè)計，同時在表面設(shè)計宣傳保護環(huán)境衛(wèi)生的標語和口號，倡導人們愛護環(huán)境、保護環(huán)境，也可以充分利用垃圾桶外殼的廣告功能。智能垃圾桶的色彩要考慮不同心理暗示和對環(huán)境的協(xié)調(diào)性。藍色是令人發(fā)生遐想的色彩，但不宜用在餐廳或廚房；紫色給人無限浪漫的聯(lián)想，但大面積使用會使空間整體色調(diào)變深，發(fā)生壓抑感；粉紅色大量使用容易使人心情煩躁，建議作為居室內(nèi)裝飾物的點綴呈現(xiàn)或?qū)㈩伾臐舛认♂?；紅色是一種充滿活力和熱情的色彩，但要注意不要過度使用，以免產(chǎn)生過于刺眼的感覺。中國人自古以來就認為紅色是吉祥色。新婚喜房通常都會選擇紅色作為主調(diào)，寓意熱情豪放，充滿燃燒的力量。然而，過多的紅色會讓眼睛負擔過重，引起頭暈目眩的感覺。因此，在軟裝飾上，建議選擇窗簾、床品、靠包等紅色的搭配，或者使用淡淡的米色或清新的紅色來突出紅色的喜慶氣氛。金色展現(xiàn)了大膽和張揚的個性，熠熠生輝。與簡潔的紅色搭配，可以營造出干凈清新的視覺效果。然而，金色是最容易反射光線的顏色之一，過多的金色會對人的視線造成傷害，使人神經(jīng)高度緊張，不易放松。因此，在裝飾房間時，可以在壁紙、軟簾等地方使用金色作為裝飾色，但不建議在衛(wèi)生間的墻面上大面積使用單一的金色裝飾。可以使用金色的馬賽克搭配清冷的紅色或不銹鋼，同時在角落里擺放些綠色的小盆栽，使房間更有親和力。智能垃圾桶的主要材質(zhì)為金屬和塑料，生產(chǎn)工藝調(diào)查將對涉及到智能垃圾桶的加工工藝進行調(diào)查。金屬的主要成型方法包括鑄造、塑性加工、焊接和切削加工等。金屬材料的工藝性能包括成型加工工藝特性、熱處理工藝特性以及表面處理工藝特性。其中，壓力鑄造是一種精密的制造方法，適合生產(chǎn)小型、薄壁的復雜鑄件，具有鑄件尺寸精準、表面光潔平滑、組織比較致密、生產(chǎn)效率高、能夠獲得清晰的花紋圖案文字等特點。拉拔成型的加工工藝屬于金屬材料中的壓力加工，主要用于制造各種線材、薄壁的以及各種特殊形狀的型材，生產(chǎn)出的產(chǎn)品精度高，表面光潔。塑料是一種重要的高分子材料，我們在生活中到處都能看到它的身影。它有很多種類，可以按照用途分為通用塑料和工程塑料，也可以按照加熱時的表現(xiàn)分為熱固性塑料和熱塑性塑料。相比于其他材料，塑料具有易成形、高強度、輕質(zhì)、性能穩(wěn)定、多種表現(xiàn)形式以及適合批量生產(chǎn)等優(yōu)點，因此成為設(shè)計師們喜歡的造型材料。通常來說，塑料的著色和表面肌理裝飾可以在塑料成型時完成，但是為了增加產(chǎn)品的壽命和美觀度，一般都會對表面進行二次加工，進行各種裝飾處理。在表面處理工藝方面，機殼漆是一種很好的選擇，它具有金屬感強、耐醇性佳、可復涂PU或UV光油等特點。而橡膠漆適用于ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件，它具有質(zhì)感柔軟、具有彈性、手感柔和、防污、防溶劑等功能。此外，噴砂可以延長基件的使用壽命、賦予被鍍材料光澤和色彩，而工件表面的清理可以去除表面附著層，顯露基體本色，表面清理質(zhì)量可達到Sa3級。工件表面涂覆前的預處理可以提高鍍層、涂層和粘接件之間的附著力，而改變工件的物理機械性能可以改善配合偶件的潤滑條件，降低偶件運動過程中的噪音。最后，工件表面的光飾加工可以改變工件表面粗糙度Ra值，以達到光飾加工的目的。影響噴砂加工的主要參數(shù)包括磨料種類、磨料粒度、磨液濃度、噴射距離、噴射角度、噴射時間、壓縮空氣壓力等。在進行表面處理工藝時，我們需要根據(jù)具體情況選擇合適的工藝和參數(shù)，以達到最佳的處理效果?？茖W發(fā)展觀是我們行動的指南，以人為本是其核心。在社區(qū)環(huán)保問題上，植入人機學可以充分體現(xiàn)以人為本的精神。特別是在垃圾桶的設(shè)計和配置上，植入人機學可以讓垃圾桶變得更美觀耐用，從心理學角度出發(fā)可以更有效引起社區(qū)居民對垃圾桶等環(huán)保設(shè)施的重視和維護，減少垃圾桶的人為損耗。同時，植入人機學可以體現(xiàn)對人性的關(guān)懷，可以有效減輕社區(qū)環(huán)衛(wèi)工人的工作負擔，從而降低社區(qū)的環(huán)保成本。智能垃圾桶采用先進的微電腦控制芯片、紅外傳感探測裝置、機械傳動部分組成，是集機、光、電于一體的高科技新產(chǎn)品。當人的手或物體接近投料口時，垃圾桶蓋會自動開啟，待垃圾投入3-4秒后桶蓋又會自動關(guān)閉，人、物不需接觸垃圾桶，徹底的解決了傳統(tǒng)垃圾桶對使用者存在的衛(wèi)生感染的隱患，能有效杜絕各種傳染性疾病通過垃圾進行傳播和防止桶內(nèi)垃圾氣味溢出。隨著人們生活水平的提高，家居生活現(xiàn)代化是個必然的趨勢。目前幾乎所有的傳統(tǒng)垃圾桶行業(yè)都推出了各自的智能感應垃圾桶，這必將是以后的一個發(fā)展趨勢。智能感應垃圾桶也必將成為老百姓的消費習慣。在未來的幾年中，智能感應垃圾桶也必將普及。硬件電路部份包括：電源電路模塊、HT46F49E芯片控制中心模塊、信號檢測電路模塊、控制電路模塊與語音電路模塊。電源電路是由變壓器、橋式整流電路、集成器7085及一些電容所組成。家用電器使用的220v交流電壓通過變壓器降壓、橋式整流電路整流后，再通過7805集成器將電壓穩(wěn)定成為5v的直流電壓，給單片機HT46R23供電。為了解決電信號中的干擾問題，我們在集成器7085的兩邊并接電容用以濾波。第二，語音電路模塊是實現(xiàn)智能垃圾桶提醒和播報功能的關(guān)鍵模塊?？刂齐娐纺K采用電磁鐵來控制垃圾桶蓋的打開和關(guān)閉。本作品中選用的是拍合式電磁鐵，其結(jié)構(gòu)如圖5.1-5所示