论文部分内容阅读
摘 要：校园垃圾点往往放置一些大垃圾桶，占地面积较大。但因为学生投放垃圾时间较集中，短时间内投入量较大，容易出现垃圾桶并未装满却溢出、散落堆积于桶旁的虚满现象，而这又不能及时反馈给清洁人员前往清理，导致出现校园环境卫生差，飘散异味等问题。通过校园智能环保可压缩式垃圾桶的设计解决了校园垃圾桶满溢问题并且相对于传统垃圾桶增加了太阳能供电、警示灯提醒以及反馈装置等模块，更加的智能与人性化。此设计在一定程度上改善了校园卫生状况、校园环境的舒适程度、师生对校园的满意度以及幸福度。
关键词：校园卫生;垃圾桶;结构设计;压缩装置
校園是指用围墙划分出某学校可供使用范围（包括教学活动、课余运动、学生和某些与学校相关人员日常生活）内的区域，是青少年生活中一块必不可少的区域。校园最显著的特点是人口密集，伴随着就是人为制造的垃圾数量显著多于社会其他区域，这在一定程度上会造成校园生态系统不小的破坏，从而影响着活动于校园生活的老师与学生的生活健康。校园垃圾随时都在产生，垃圾桶是作为暂时统一储存垃圾的媒介，我们常常发现，校园内的垃圾桶总是呈现满溢状态，甚至未装满却溢出、散落堆积于垃圾桶旁的虚满现象，影响着校园的美观，而这又不能及时反馈给清洁人员及时去清理，造成环境的二次污染，导致校园环境卫生差，充满异味等问题。本项目通过校园智能环保可压缩式垃圾桶的设计，设计一种集压缩、警示、照明、反馈为一体的智能环保垃圾桶，这将大大缓解校园环境，提高师生生活的满意指数。
1 系统总体结构
本项目设计了校园智能环保可压式垃圾桶。校园智能环保可压式垃圾桶通过压缩设计可以解决垃圾桶的虚满问题，增加垃圾桶所装垃圾量;通过增加反馈系统可以反馈清洁人员及时前往清理装满的垃圾桶，提高清洁人员的工作效率，并能根据清理频率预估各区域垃圾投放量，从而合理安排垃圾桶的放置数量;通过设计警示灯可以在装满后发出警示，提醒投放垃圾的人员不再往此桶投放垃圾，避免溢出的现象发生;通过安装照明灯，便于垃圾桶的夜晚使用。其整体结构分为机械结构部分以及电子电路结构。机械结构包括智能环保可压缩式垃圾桶的结构与形状，也包含了桶身的设计材料和内部的可压缩装置等。电子电路结构包括内部的线路连接、红外线传感器、重力传感器装置以及照明装置。系统总体结构如下图所示。
2 机械结构
机械结构采用金属不锈钢作为支撑机架，桶体采用塑料制作目的是为了防止过酸或过碱的腐蚀，同时也防止高温破坏桶体，筒体的外形依然延续传统的圆柱体，因为在相同的面积材料下，制作圆柱体所拥有的体积是最大的，节约成本。其中，最重要的机械结构当属智能环保可压缩式垃圾桶内部的压缩杆以及压缩电机了。压缩电机提供压缩杆压缩的动力，当垃圾桶达到虚满时，压缩电机启动，压缩杆压缩，达到一定压力时，压缩杆回到初始状态。下一次虚满时，压缩电机及压缩杆重复上诉操作，直至桶体内垃圾所产生的压力与压缩杆压缩时产生的压力一致时，警示灯发出警示，提醒投放垃圾的人员不再往此桶投放垃圾，避免溢出的现象发生。
3 电子电路结构
校园智能环保可压式垃圾桶通过红外传感器检测垃圾装满后，自动启动电机使压板向下压缩，同时利用压力传感器进行检测，当达到压力值上限后，电机反向启动带动压板恢复原位，压缩数次，直到压力传感器感应到垃圾饱和后电机不再压缩。之后提醒装置启动，警报灯亮起，提醒清洁人员清理，并警示路人此垃圾桶已满不能再投放垃圾。每个垃圾桶与反馈系统连接，在反馈系统中每个垃圾桶有编号，当垃圾桶装满时反馈系统上会显示提醒此编号垃圾桶已满，清洁人员可前往清理此编号垃圾桶。反馈系统可以记录反馈各个区域垃圾桶的装满情况和清理频率，根据此数据可以预估各区域垃圾投放量，从而更加合理的对垃圾桶在某区域摆放数量进行调整。另在垃圾桶上安装太阳能电池板用于提供垃圾桶的系统电力，剩余的电量用于夜晚的照明，便于晚上投放垃圾，达到一举多得的效果。当这些装置通过线路连接，有机组合，便形成了智能环保可压式垃圾桶的基本模型。
4 智能环保可压式垃圾桶溢满辨别
在智能环保垃圾桶上端安装红外线感应器，通过红外线感应技术，感应垃圾装满，启动电机，压板向下压缩，压力传感器位于垃圾桶底部，当压力传感器达到最大压力值时，压板恢复原位。设置的压力传感器的最大值是通过多次试验得出来的，一个是保证这个压力不会对垃圾桶底部造成任何损坏，二是当垃圾桶内部多次压缩后，桶内垃圾能自行达到此压力值，这就保证了这垃圾桶压缩次数是有限的，并且最后一次压缩时，压缩杆并没有施加压力就已经达到压力传感器设置的值。
5 反馈系统设计
与反馈系统连接，运用大数据处理技术在垃圾满时，在系统中显示装满垃圾的垃圾桶编号，及时将信息反馈给清洁人员，提高工作效率。除此之外，经过大数据分析，可以得出不同区域的垃圾流量，调整不同区域垃圾桶的摆放数量。还有一种通过警示灯的点亮进行反馈，位于垃圾桶上端的警示灯在垃圾达到一定的压力后就会亮起红灯，这提醒丢垃圾的人及清洁人员此垃圾桶已满。这两种信息的反馈能有效、快捷地处理垃圾已满的状况，在传统的依靠巡查耗费大量的人力、物力，且收效甚微上得到很大的改善。
6 结语
校园智能环保可压缩式垃圾桶设计，通过其新型的结构设计、红外线感应、内部垃圾装满压缩系统及反馈系统，有效解决校园内垃圾桶常常出现的虚满问题及垃圾桶装满后不能及时清理的问题，从而改善了校园环境，也在一定程度上降低了人力物力的损耗。
参考文献：
[1]李达，包从望，李立业，向云祥，王双龙.垃圾桶溢满处理设计[J].科技与创新，2018（08）：121-122.
[2]戴礼骁，蒋陈苗，薛兵兵，林云宏，吴陈燕.太阳能智能垃圾桶的设计[J].电子技术，2013，42（12）：33-34.
[3]周慧珺，许锦标.新型智能垃圾桶的设计方案[J].广东工业大学学报，2006（03）：85-88+94.
[4]叶广源，熊正烨，李铭士，陈旭然.物联监控智能垃圾分类桶的设计[J].数字技术与应用，2017（01）：136-138.
关键词：校园卫生;垃圾桶;结构设计;压缩装置
校園是指用围墙划分出某学校可供使用范围（包括教学活动、课余运动、学生和某些与学校相关人员日常生活）内的区域，是青少年生活中一块必不可少的区域。校园最显著的特点是人口密集，伴随着就是人为制造的垃圾数量显著多于社会其他区域，这在一定程度上会造成校园生态系统不小的破坏，从而影响着活动于校园生活的老师与学生的生活健康。校园垃圾随时都在产生，垃圾桶是作为暂时统一储存垃圾的媒介，我们常常发现，校园内的垃圾桶总是呈现满溢状态，甚至未装满却溢出、散落堆积于垃圾桶旁的虚满现象，影响着校园的美观，而这又不能及时反馈给清洁人员及时去清理，造成环境的二次污染，导致校园环境卫生差，充满异味等问题。本项目通过校园智能环保可压缩式垃圾桶的设计，设计一种集压缩、警示、照明、反馈为一体的智能环保垃圾桶，这将大大缓解校园环境，提高师生生活的满意指数。
1 系统总体结构
本项目设计了校园智能环保可压式垃圾桶。校园智能环保可压式垃圾桶通过压缩设计可以解决垃圾桶的虚满问题，增加垃圾桶所装垃圾量;通过增加反馈系统可以反馈清洁人员及时前往清理装满的垃圾桶，提高清洁人员的工作效率，并能根据清理频率预估各区域垃圾投放量，从而合理安排垃圾桶的放置数量;通过设计警示灯可以在装满后发出警示，提醒投放垃圾的人员不再往此桶投放垃圾，避免溢出的现象发生;通过安装照明灯，便于垃圾桶的夜晚使用。其整体结构分为机械结构部分以及电子电路结构。机械结构包括智能环保可压缩式垃圾桶的结构与形状，也包含了桶身的设计材料和内部的可压缩装置等。电子电路结构包括内部的线路连接、红外线传感器、重力传感器装置以及照明装置。系统总体结构如下图所示。
2 机械结构
机械结构采用金属不锈钢作为支撑机架，桶体采用塑料制作目的是为了防止过酸或过碱的腐蚀，同时也防止高温破坏桶体，筒体的外形依然延续传统的圆柱体，因为在相同的面积材料下，制作圆柱体所拥有的体积是最大的，节约成本。其中，最重要的机械结构当属智能环保可压缩式垃圾桶内部的压缩杆以及压缩电机了。压缩电机提供压缩杆压缩的动力，当垃圾桶达到虚满时，压缩电机启动，压缩杆压缩，达到一定压力时，压缩杆回到初始状态。下一次虚满时，压缩电机及压缩杆重复上诉操作，直至桶体内垃圾所产生的压力与压缩杆压缩时产生的压力一致时，警示灯发出警示，提醒投放垃圾的人员不再往此桶投放垃圾，避免溢出的现象发生。
3 电子电路结构
校园智能环保可压式垃圾桶通过红外传感器检测垃圾装满后，自动启动电机使压板向下压缩，同时利用压力传感器进行检测，当达到压力值上限后，电机反向启动带动压板恢复原位，压缩数次，直到压力传感器感应到垃圾饱和后电机不再压缩。之后提醒装置启动，警报灯亮起，提醒清洁人员清理，并警示路人此垃圾桶已满不能再投放垃圾。每个垃圾桶与反馈系统连接，在反馈系统中每个垃圾桶有编号，当垃圾桶装满时反馈系统上会显示提醒此编号垃圾桶已满，清洁人员可前往清理此编号垃圾桶。反馈系统可以记录反馈各个区域垃圾桶的装满情况和清理频率，根据此数据可以预估各区域垃圾投放量，从而更加合理的对垃圾桶在某区域摆放数量进行调整。另在垃圾桶上安装太阳能电池板用于提供垃圾桶的系统电力，剩余的电量用于夜晚的照明，便于晚上投放垃圾，达到一举多得的效果。当这些装置通过线路连接，有机组合，便形成了智能环保可压式垃圾桶的基本模型。
4 智能环保可压式垃圾桶溢满辨别
在智能环保垃圾桶上端安装红外线感应器，通过红外线感应技术，感应垃圾装满，启动电机，压板向下压缩，压力传感器位于垃圾桶底部，当压力传感器达到最大压力值时，压板恢复原位。设置的压力传感器的最大值是通过多次试验得出来的，一个是保证这个压力不会对垃圾桶底部造成任何损坏，二是当垃圾桶内部多次压缩后，桶内垃圾能自行达到此压力值，这就保证了这垃圾桶压缩次数是有限的，并且最后一次压缩时，压缩杆并没有施加压力就已经达到压力传感器设置的值。
5 反馈系统设计
与反馈系统连接，运用大数据处理技术在垃圾满时，在系统中显示装满垃圾的垃圾桶编号，及时将信息反馈给清洁人员，提高工作效率。除此之外，经过大数据分析，可以得出不同区域的垃圾流量，调整不同区域垃圾桶的摆放数量。还有一种通过警示灯的点亮进行反馈，位于垃圾桶上端的警示灯在垃圾达到一定的压力后就会亮起红灯，这提醒丢垃圾的人及清洁人员此垃圾桶已满。这两种信息的反馈能有效、快捷地处理垃圾已满的状况，在传统的依靠巡查耗费大量的人力、物力，且收效甚微上得到很大的改善。
6 结语
校园智能环保可压缩式垃圾桶设计，通过其新型的结构设计、红外线感应、内部垃圾装满压缩系统及反馈系统，有效解决校园内垃圾桶常常出现的虚满问题及垃圾桶装满后不能及时清理的问题，从而改善了校园环境，也在一定程度上降低了人力物力的损耗。
参考文献：
[1]李达，包从望，李立业，向云祥，王双龙.垃圾桶溢满处理设计[J].科技与创新，2018（08）：121-122.
[2]戴礼骁，蒋陈苗，薛兵兵，林云宏，吴陈燕.太阳能智能垃圾桶的设计[J].电子技术，2013，42（12）：33-34.
[3]周慧珺，许锦标.新型智能垃圾桶的设计方案[J].广东工业大学学报，2006（03）：85-88+94.
[4]叶广源，熊正烨，李铭士，陈旭然.物联监控智能垃圾分类桶的设计[J].数字技术与应用，2017（01）：136-138.