李昊轩 师云秋 田硕勋 秦若洲 李航
辽宁科技大学
摘要：本文阐述了国家经济的发展，人民生活水平日益提高，但我国也面临着越来越严重的环境问题。例如水资源的污染，雾霾的产生等等。而我们认为最严重的就是我们身边最常见的问题，生活垃圾问题。
1 立项依据
1.1 项目背景
生态环境的可持续发展与社会经济发展息息相关, 良好的生态环境系统既是人类赖以生存的环境, 也是人类发展的源泉。随着我国经济的发展，人民生活水平日益提高，但我国也面临着越来越严重的环境问题。例如水资源的污染，雾霾的产生等等。而我们认为最严重的就是我们身边最常见的问题，生活垃圾问题。
1.2 研究现状
国内上海的几处小区已经运用了一些智能垃圾箱，当人们走近时投放口会自动开闭合。而国外的垃圾箱就更加高级的多，伦敦RENEW公司为伦敦2012年奥运会制作的垃圾桶不仅本身就是个无线网基站，在人们遇到危险的时候，拍打垃圾箱便可以自动报警。这样的垃圾箱造价自然不菲，大约每个在30万人民币左右。而我们的研究已经开始进行，从准备到现在，已经对这次项目进行了认真的分析，分析最后应达到的目标，找出解决问题的规律，选择解题的方法，也已经根据这些问题通过上网查找资料以及询问老师的方式编写出了基本的原理和设计图，基本已经完成项目的最初考虑阶段。
2 项目内容、研究方法、创新点、预期成果
项目内容：制造一款多功能新型智能垃圾箱实现普通传统垃圾箱不能实现的一些目标，解决一些例如垃圾箱满无人及时清理，夜晚投放垃圾困难，垃圾箱着火爆炸伤人，垃圾箱周围蝇虫漫天臭气熏天，垃圾中资源浪费，造型差强人意等问题。
研究方法：通过查阅资料以及询问老师，我们运用了灭火器反应原理，磁铁吸引铁制品原理，光电伏效应，传感器信息反馈，自动压缩装置，空气净化系统等研究方法，使项目原理更加清晰。
创新点： 我们的多功能新型环保垃圾箱相比于普通传统垃圾箱有以下几个创新点：
（1）通过压缩装置，可以放置比传统垃圾箱更多的垃圾。
（2）实现箱满自动闭合
（3）当垃圾箱满时，传感器及时向清洁公司总台发出讯号，清洁公司会及时派人清理。
（4）白天通过光电伏效应吸收存储太阳能，晚上使垃圾箱发光。
（5）传感器感知局部温度过高时，自动灭火，扼制火灾的发生。
（6）空气净化系统自动灭菌除臭。
（7）安装磁铁吸收铁制品实现铁资源的回收再利用。
预期成果：新型专利一项 发表论文二篇项目内容：制造一款多功能新型智能垃圾箱实现普通传统垃圾箱不能实现的一些目标，解决一些例如垃圾箱满无人及时清理，夜晚投放垃圾困难，垃圾箱着火爆炸伤人，垃圾箱周围蝇虫漫天臭气熏天，垃圾中资源浪费，造型差强人意等问题。
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4 设计采用的具体技术
4.1按钮电动式
通常在垃圾桶上有几个按钮，其中一个按下后垃圾桶盖会电动打开，将垃圾放入垃圾桶内之后，一种是过几秒自动关闭桶盖，另一种则是需要再按下按钮桶盖关闭。这种垃圾桶存在的弊端是，它其实还是需要手动接触的，只是不像传统意义上的以人力靠机械力矩通过力将桶盖打开，而是以电能通过机械力将桶盖打开这一设计仅仅节省了人力，而开盖所需的人力本身就是微不足道的。
4.2红外传感翻盖式
这种垃圾桶通常不需要人接触，在卫生上得到了很好的保障。通常在垃圾桶顶部装有一个红外传感器，人通过在其上部挥动手臂或停留一段时间，使传感器采集到信号传到中央处理器，然后机械结构响应，打开桶盖。再将垃圾丢入，几秒后自动关闭。但是也有三个弊端：
其一，比较浪费电，一旦桶盖拉起，就一直在不断用电能维持桶盖的平衡使其维持在开盖角度上直到完成丢垃圾的动作。
其二，垃圾桶作为家用办公用必需品本身就需要小巧实用，一般私用垃圾桶的进入面的截面积也不会很大，生活中经常有人丢垃圾丢不进去，还要弯腰捡起丢好几次。翻盖式垃圾桶，其盖面翻起后有夹角使其一部分投影在桶面内，其结构上减小了垃圾桶实际的有效入桶面积，给一些丢垃圾比较随意的人增加了难度。
其三，翻盖式垃圾桶的桶盖运动轨迹或者说扫过的区域和垃圾扔进垃圾桶的区域有大部分重叠，而且还与红外感应区域有大部分重叠。也就是说，桶盖在打开时本身会一直停留在红外感应区，因此，其关闭桶盖的判断一定无法从是否还有感应信号来判断。而是通过设定一个预期人们丢垃圾的时间，到时自动关闭。如果使用者需要在同一时间段内多次丢垃圾，就会造成，要么被垃圾桶盖拒之门外，要么就得等它关上后，再重复之前的挥手示意之后，重新开盖。即使感应器能区分桶盖和垃圾的区别，要想在桶盖以一定角加速度和角速度下落的时候重新施力使其快速撑起也不是件容易的事。而像扇子一样一开一合，对于连续又不是不间断的接连而来的垃圾，有可能垃圾被盖子扇飞。
4.3红外传感侧拉式
这一类侧拉式开盖垃圾桶避免了翻盖式的区域重叠遮盖的问题，但是其感应灵敏度不高，响应速度慢。最大的问题是，该产品的使用还是对人有着这样那样的要求，不能做到足够的便捷。
以一个普通成人的平均身高来看，双臂自然下垂手指尖距地大概80-90cm，当双臂向身体四周任意方向摆起一定角度后，指尖离地大概有1m。一个家用普通小型垃圾桶高度也就在30-50cm之间，而垃圾桶上红外传感器的最大感应距离通常也就只有15-20cm。也就是说，大部分人使用这样的垃圾桶之前都是需要对其”点头哈腰伸手示意”的。
5 总结
"垃圾桶"作为人类生活中不可或缺的必需品，它伴随着人类走过了每一个时代。尤其是在当今的居家用品、酒店用品市场更是必不可少。随着人们环保意识和审美水平的普遍提高，垃圾桶的种类和数量也在不断翻新和增加，人们更加注重它的美观和实用性，而产品也向着"小巧"和"智能化"方向发展。 "卫邦"智能垃圾桶上市以来，就获得消费者的欢迎，因市场需求大，投资小，也备受中小投资者的青睐。同时还可以检测路过人们的步速以及携带的手机型号，同时，垃圾箱上的显示屏幕全天候播放文体资讯，新闻，股市等等，在人们遇到危险的时候，拍打垃圾箱便可以自动报警。这样的垃圾箱造价自然不菲，大约每个在30万人民币左右。而我们的研究已经开始进行，从准备到现在，已经对这次项目进行了认真的分析，分析最后应达到的目标，找出解决问题的规律，选择解题的方法，也已经根据这些问题通过上网查找资料以及询问老师的方式编写出了基本的原理和设计图，基本已经完成项目的最初考虑阶段。
基金项目
辽宁科技大学第八期大学生创新创业训练项目资助（201810146289）.
论文作者:李昊轩,师云秋,田硕勋,秦若洲,李航
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/18
标签：垃圾箱论文; 垃圾桶论文; 垃圾论文; 桶盖论文; 项目论文; 多功能论文; 感应论文; 《防护工程》2018年第12期论文;