田中华
青岛黄海学院 山东 青岛 266427
摘要：随着新农村建设的开展和农民生活水平的提高，及旅游行业的发展。我国城市的垃圾桶压缩收储设施处于发展阶段，城市化进程中人中密集、建筑密集的区域不断形成，我们所见的传统的垃圾桶在使用过程中，已暴露出很多缺点，大量的生活垃圾得不到及时地处理。若清洁工人没有及时来收走垃圾，多余的垃圾就从垃圾桶溢出来，非常影响市容的美观。基于对健康生活方式的追求，以更时尚、更方便、更卫生、更快捷,为目的，通过红外线探测装置与机械传动装置的结合，实现智能化的收取垃圾，减少了生活中各种病菌交叉感染的机率，保障了我们的人身健康。智能垃圾桶由电路芯片控制，由红外线检测装置和机械电子驱动系统组成。只要有物体接近感应区范围内，桶盖便会自动开启，物体或手离开感应区数秒后桶盖会自动关闭，不需要外接电源，靠电池供电，使用电耗低。结合红外感应及微电脑组成的精美流线型外观感应翻盖设计，灵活方便，无需手动或脚踩，就能轻松丢垃圾。除此之外，方便卫生，性能可靠，从而帮助您有效预防接触性感染。
关键词：垃圾；健康；方便；卫生；智能
A?Spiral?Intelligent?Dustbin
Tian Zhonghua
(266427 QingDao HuangHai College Shandong Qingdao)
Abstract:?With?the?development?of?new?rural?construction?and?the?improvement?of?farmers'living?standards,?and?the?development?of?tourism?industry.?In?the?process?of?urbanization,?people-intensive?and?construction-intensive?areas?have?been?formed.?In?the?process?of?using?traditional?garbage?cans,?many?shortcomings?have?been?exposed,?and?a?large?number?of?domestic?garbage?can?not?be?disposed?of?in?time.?If?the?cleaner?does?not?collect?the?garbage?in?time,?the?surplus?garbage?will?spill?out?from?the?garbage?can,?which?will?greatly?affect?the?beauty?of?the?city.?Based?on?the?pursuit?of?healthy?lifestyle,?in?order?to?be?more?fashionable,?more?convenient,?more?sanitary?and?faster,?through?the?combination?of?infrared?detection?device?and?mechanical?transmission?device,?intelligent?garbage?collection?can?be?realized,?which?reduces?the?probability?of?cross-infection?of?various?pathogens?in?life?and?guarantees?our?personal?health.?The?intelligent?garbage?bin?is?controlled?by?a?circuit?chip?and?consists?of?an?infrared?detection?device?and?a?mechanical?and?electronic?drive?system.?As?long?as?there?is?an?object?close?to?the?induction?area,?the?barrel?cover?will?automatically?open.?After?the?object?or?hand?leaves?the?induction?area?for?several?seconds,?the?barrel?cover?will?automatically?close.?It?does?not?need?external?power?supply.?It?is?powered?by?batteries?and?has?low?power?consumption.?Combining?infrared?sensor?and?micro-computer,?the?exquisite?streamlined?appearance?induction?overturn?design?is?flexible?and?convenient,?and?can?easily?throw?away?garbage?without?manual?or?foot?tread.?In?addition,?it?is?convenient,?hygienic?and?reliable,?thus?helping?you?effectively?prevent?contact?infections.
Key?words:?garbage;?health;?convenience;?health;?intelligence
1引言
智能垃圾桶在我国目前来说多数的控制系统比较简单。据研究表明，现在的商场，公园，小区等公共场所现有的垃圾桶都是无盖的，或者是封闭的，他有很大问题：垃圾桶周边的气味很重，对环境的危害较大，像这样的场所是不会有人去的。有的垃圾桶尽管有盖子，盖子也是手动的，需要人们将盖子打开，现在的人们都很注重卫生，如果盖子很脏的话，大多数人不愿意去触碰它，就会把垃圾扔到盖子上或者堆在垃圾桶旁边，这样垃圾的味道会蔓延整个公共场所，对人们的身体健康危害非常大。在国外，对于垃圾箱的重要性被早早的认知，以此对于垃圾箱控制系统的设计和研究就比我国国内要早很多，因此到目前为止，世界上很多国家都已经实现了对垃圾的分类回收，能够更有效的对垃圾进行处理。
智能垃圾桶由微电脑控制芯片、红外传感器、机械传动部分组成，是集机械、光、电于一体的高科技产品，当手或物体接近投料口(感应窗)约25cm-35cm时，桶盖会自动开启，垃圾投入3-4秒后桶盖又会自动关闭，不需接触垃圾桶，彻底的解决传统垃圾桶存在的卫生隐患，设计7mm防腐小孔使气体流通，里面的垃圾不会腐烂，同时处于99%的封闭状态也不会有异味散出，能够有效杜绝各种传染性疾病通过垃圾进行传播也能防止桶内垃圾气味溢出。
2系统结构
此垃圾桶采用微电脑控制芯片，首创红外线探测装置，机械传动装置和连杆机构组成，自动开关盖，是集机械、光、电于一体的高科技新产品。打开桶后部电源开关，红色指示灯"亮"(约3秒钟)，说明电路系统已进入工作状态。投入垃圾时，将手或物体靠近感应窗口上方25-35cm处，约0.5秒后，红外线感应器感应人的存在，通过红外线感应器的感应使单片机发出信号，通入交流电流，与旋转磁场相互作用，使转子按旋转磁场方向旋转，让电机带动底部的齿轮转动，底部的齿轮旋转带动传动轴，传动轴再带动上部的齿轮来打开桶盖，当检测到无人时，停顿3-4秒，电机反转，带动齿轮关闭桶盖，如手或物体不离开感应区，桶盖将一直处于开启状态。指示灯在平时等待状态时，呈现红色闪烁信号(每3秒闪烁一次)。
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图1垃圾桶结构图
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图2主体结构
3整体设计[2][3]
一种螺旋式智能垃圾桶其结构具体包括桶体1、螺旋式桶盖2、感应装置3、开盖电机4，螺旋式桶盖2设置在桶体1上方，实现快速的开盖，感应装置3设置在螺旋式桶盖2上，提供感应信号，开盖电机4设置在螺旋式桶盖内，开盖电机4通过齿轮连接螺旋式桶盖开口，为开盖提供动力。利用过红外线探测装置与机械传动装置的结合，实现了垃圾桶桶盖的快速开闭，从而方便垃圾的投放。
桶体1内部设置有导线连接电源插头和开盖电机，电源插头连接交流电源，为开盖电机提供电源，螺旋式桶盖包括第一盖层和第二盖层，双层的桶盖设计能够防止桶盖的误动作导致频繁开盖气味外溢，螺旋式桶盖上设置有直径为5~10mm的通气孔，通气孔能够保证垃圾桶内外的空气流通，但是由于通气孔直径较小因此不会导致气味外溢。桶体1内设置有内桶5，内桶上套设有垃圾袋，内桶5上部设置有垃圾袋封口器，内桶5的上部也设置有红外传感器，当内桶的垃圾堆积满后，垃圾袋封口器通过收缩垃圾袋将垃圾袋封口。内桶5上套设有多个垃圾袋，从而方便取走垃圾，第一盖层和第二盖层上的通气孔同轴布置，从而保证气体流通顺畅。螺旋式桶盖2上的感应装置感应螺旋式桶盖上方25~35cm的范围，感应装置具体使用热释电人体红外线传感器。
螺旋式桶盖2的设计可以是分为中心对称的2部分，其中一部分旋转180°和另一部分重合，从而开盖螺旋式桶盖2的一侧固定在桶体上，另一侧绕螺旋式桶盖2的轴心线转动，通过转动开盖实现了快速开盖。
螺旋式桶盖2还可以设计成如下结构上端设置有螺旋百叶，通过螺旋百叶的开合实现了快速开盖，螺旋式桶盖2下端设置有盖板，盖板分为中心对称的2部分，盖板的一侧固定在桶体上，另一侧绕螺旋式桶盖的轴心线转动，盖板和螺旋百叶的组合能够避免垃圾桶盖误动作引起的气味外溢。
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图3螺旋式智能垃圾桶的内部结构示意图
3.1桶盖设计
螺旋式桶盖的设计可以是分为中心对称的2部分，其中一部分旋转180°和另一部分重合，从而开盖螺旋式桶盖的一侧固定在桶体上，另一侧绕螺旋式桶盖的轴心线转动，通过转动开盖实现了快速开盖。
螺旋式桶盖还可以设计成如下结构上端设置有螺旋百叶，通过螺旋百叶的开合实现了快速开盖，螺旋式桶盖下端设置有盖板，盖板分为中心对称的2部分，盖板的一侧固定在桶体上，另一侧绕螺旋式桶盖的轴心线转动，盖板和螺旋百叶的组合能够避免垃圾桶盖误动作引起的气味外溢。
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图4桶盖示意图
3.2蓄电池的选择[4]
蓄电池也称二次电池,是将所获得的电能以化学能的形式贮存并可将化学能转化为电能的一种电学装置。蓄电池按电解质不同，通常分为碱性蓄电池和酸性蓄电池。近年来，由于交通、通讯、计算机产业的高速发展，其产品系列、产品种类、产品性能发生巨大变化，以满足不同用途的需要。蓄电池主要应用于各种车辆、船舶、飞机等内燃机的起动以及照明、点火、蓄能、应急电源、电话交换机、不间断电源、移动通讯、计算机、电子、仪表、便携式电动工具、电动玩具中等。
鉴于该作品设计的目的是研制一种具有环保、高效、技术先进的智能垃圾桶，故选用蓄电池作动力源。蓄电池在其中统一电池是具有国家级检证的，使用较放心。整理资料后选取蓄电池型号为统一蓄电池200AH（150AH），该蓄电池绿色环保电池容最大，比容最高，集电效率和强度高，性能稳定，电池的使用寿命长。
4 具体实施方式[1][2][3]
结合图3至图5所示，本实用新型提供的一种螺旋式智能垃圾桶的具体实施方式如下。
一种螺旋式智能垃圾桶其结构具体包括桶体1、螺旋式桶盖2、感应装置3、开盖电机4，螺旋式桶盖2设置在桶体1上方，实现快速的开盖，感应装置3设置在螺旋式桶盖2上，提供感应信号，开盖电机4设置在螺旋式桶盖内，开盖电机4通过齿轮连接螺旋式桶盖开口，为开盖提供动力。利用过红外线探测装置与机械传动装置的结合，实现了垃圾桶桶盖的快速开闭，从而方便垃圾的投放。
桶体1内部设置有导线连接电源插头和开盖电机，电源插头连接交流电源，为开盖电机提供电源，螺旋式桶盖包括第一盖层和第二盖层，双层的桶盖设计能够防止桶盖的误动作导致频繁开盖气味外溢，螺旋式桶盖上设置有直径为5~10mm的通气孔，通气孔能够保证垃圾桶内外的空气流通，但是由于通气孔直径较小因此不会导致气味外溢。桶体1内设置有内桶5，内桶上套设有垃圾袋，内桶5上部设置有垃圾袋封口器，内桶5的上部也设置有红外传感器，当内桶的垃圾堆积满后，垃圾袋封口器通过收缩垃圾袋将垃圾袋封口。内桶5上套设有多个垃圾袋，从而方便取走垃圾，第一盖层和第二盖层上的通气孔同轴布置，从而保证气体流通顺畅。螺旋式桶盖2上的感应装置感应螺旋式桶盖上方25~35cm的范围，感应装置具体使用热释电人体红外线传感器。
螺旋式桶盖2的设计可以是分为中心对称的2部分，其中一部分旋转180°和另一部分重合，从而开盖螺旋式桶盖2的一侧固定在桶体上，另一侧绕螺旋式桶盖2的轴心线转动，通过转动开盖实现了快速开盖。
螺旋式桶盖2还可以设计成如下结构上端设置有螺旋百叶，通过螺旋百叶的开合实现了快速开盖，螺旋式桶盖2下端设置有盖板，盖板分为中心对称的2部分，盖板的一侧固定在桶体上，另一侧绕螺旋式桶盖的轴心线转动，盖板和螺旋百叶的组合能够避免垃圾桶盖误动作引起的气味外溢。
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图5电机示意图
5 结束语
随着人们生活水平提高，家居生活现代化是个必然的趋势。目前几乎所有的传统垃圾桶行业都推出了各自的智能感应垃圾桶，这必将是以后的一个发展趋势。智能感应垃圾桶也必将成为老百姓的消费习惯。就如当初的节能灯管、饮水机一样，现在已全面普及。智能感应垃圾桶在未来的几年中也必将普及。这次实践培养了我的动手能力，使我受益匪浅。整个过程对我来说，不仅是专业知识的再-次巩固 和加深，同时也让我深入了对soldworks, AutoCAD等绘图软件的学习，我会在今后的工作与学习中，继续努力，不断丰富自己的知识。
参考文献:
[1]薛守强.基于户外应用的智能垃圾桶研究报告[J].计算机产品与流通,2019(04):98.
[2]郑锦辉.垃圾桶智能化设计及应用研究[J].企业技术开发,2019,38(01):72-73+76.
[3]吕雪.智能垃圾桶自动开盖系统的设计与改进[J].南方农机,2018,49(24):28.
[4]葛晓彤,陈西凝,孙涵,陈雨晴,柳昌林.智能垃圾桶的设计[J].现代工业经济和信息化,2018,8(16):38-39.
[5]李兴和.一种智能垃圾桶的设计与应用[J].电子制作,2018(16):38-39.
[6]鞠海翔,樊东燕.公共场所智能垃圾桶系统的设计[J].山西电子技术,2017(06):28-31.
[7]彭惠民.具有蓄电功能的太阳能电池[J].电世界,2016,57(02):53.
通信作者: 田中华
基金项目：2020年国家大学生创新创业训练计划项目
项目编号：S202013320039
基金项目：2020年青岛黄海学院科技创新活动项目
项目编号：HHKJCX2060