一、課題由來
當今, 面對日益惡化的環境狀況和增長的垃圾產量, 如何通過垃圾分類管理, 最大限度地實現垃圾資源利用, 減少垃圾處置量, 改善生存環境質量, 是世界各國共同迫切關注的問題之一。我國現已普遍使用分類垃圾桶, 但不知在扔垃圾的時候, 有多少人會認真的進行垃圾分類呢?由此我們想到, 現在很多人還沒有形成分類意識, 很容易忽略對垃圾的分類處理, 那能不能通過什么辦法讓大家重視垃圾分類呢?因此我提出這個設想:設計一種宣傳垃圾分類好處、自動提醒人們進行垃圾分類的垃圾桶。
二、研究過程
首先, 我們分析了目前馬路上垃圾桶普通不足的情況, 提出了戶外智能垃圾桶的整體構想:垃圾桶LED模塊顯示宣傳標語, 同時當人靠近時播放語音, 宣傳垃圾分類的益處;當人靠近垃圾桶要丟垃圾時, 垃圾桶蓋自動打開, 10秒后垃圾桶蓋自動關閉;可自動檢測垃圾桶內垃圾狀態并提醒或將數據發送到指定手機;在無人使用垃圾桶時, 利用紫外線照射進行殺毒除臭;戶外智能垃圾桶利用太陽能供電, 儲存電能供系統使用。在有了戶外智能垃圾桶的整體構想后, 利用所學的知識, 查找技術資料, 逐步的解決各個技術和制造的難題。
(1) 戶外智能垃圾桶的能源供給。我們設想利用太陽能光伏發電的方案為整個系統提供綠色的能源。從家用太陽能熱水器中得到了靈感, 即利用太陽能進行供電, 太陽能是綠色、潔凈能源, 白天將太陽能產生的電力利用蓄電池進行儲存, 夜晚在沒有太陽的情況下供給系統使用, 可以確保24小時的無間斷。這需要在垃圾桶的上部安裝一組太陽能發電裝置, 設計如圖1所示。
(2) LED標語宣傳與音頻宣傳。我們設想為戶外智能垃圾桶增設標語宣傳和音頻宣傳功能。LED模塊不間斷的顯示宣傳標語“創文明城市做文明市民”和“保護環境垃圾分類”等。在垃圾桶外加上語音播放裝置和傳感器, 傳感器偵測到有人靠近垃圾桶時播放宣傳音頻, 提醒人們對垃圾分類投擲。
(3) 垃圾儲量自動提醒和垃圾除臭消毒。在垃圾桶內增加紅外檢測模塊, 自動檢測垃圾桶內垃圾的儲量, 將狀態顯示在垃圾桶前面的面板上。同時我們團隊設想, 在智慧城市中, WIFI熱點幾乎無處不在, 智能垃圾桶可以利用智慧城市的WIFI, 當垃圾桶內垃圾儲滿時, 通過無線網絡將垃圾桶容量情況及時發給環衛工人, 提醒他們及時清理。那么垃圾桶利用什么來保持衛生呢, 我們團隊想到可以使用廣泛應用的殺菌消毒燈和空氣凈化器負離子發生器, 增加這個設備可以確保垃圾桶不會發出惡臭的味道。
(4) 垃圾桶的自動開關蓋。如果垃圾桶沒有蓋子, 則很不衛生, 可能會有味道散發出來。如果有蓋子, 則人們每次再投擲垃圾的時候, 都要先用手把蓋子掀開, 可能會弄臟手, 為了解決這個問題, 我們設想為垃圾桶設設計一個可以自動開關的蓋子。我們設想利用紅外傳感器, 當檢測到有物體靠近時, 自動打開垃圾桶的蓋子, 10秒后自動蓋上蓋子。這樣在人們投擲垃圾的時候, 就可以不會弄臟手, 功能實用且人性化。
在解決了上面四個方面的問題后, 我們就開始了構思圖的繪制。在繪制的過程中, 我們有發現了很多問題, 查找了很多技術資料, 并向工業產品設計的課程的老師請教, 進行了五次的改進, 最終確定了方案, 如圖1所示。
三、功能特點
我們團隊設計的戶外智能垃圾桶有以下幾項特點: (1) 環境保護宣傳。戶外智能垃圾桶利用LED模塊顯示宣傳標語, 同時當人靠近時播放語音, 宣傳垃圾分類的益處; (2) 垃圾桶蓋自動開關。當人要丟垃圾時, 垃圾桶蓋自動打開, 10秒后垃圾桶蓋自動關閉; (3) 垃圾桶內垃圾狀態提醒。超聲波感應模塊, 實現垃圾含量的檢測, 并提醒或將數據發送到指定手機; (4) 殺毒除臭。在無人使用垃圾桶時, 利用紫外線照射進行殺毒除臭; (5) 使用太陽能清潔能源。戶外智能垃圾桶利用太陽能自動追光供電, 儲存電能供系統使用。
四、使用方法
(1) 打開垃圾桶電源, 等待指示燈亮, 當有人靠近垃圾桶時, 語音開始工作, 提醒人們垃圾進行分類投放; (2) 紅外線感應器檢測有人想要將垃圾投入垃圾桶時, 使垃圾桶蓋自動打開, 以免人們扔垃圾時弄臟手, 10秒后蓋子自動閉合; (3) 紅外檢測裝置每個1分鐘自動檢測垃圾桶內垃圾量, 將垃圾桶當前狀態顯示并發送到指定手機; (4) LED顯示屏不間斷播放公益宣傳標語, 如果想更換內容, 需下載指定的軟件, 生成廣告后, 將廣告文件拷貝至U盤, 將U盤插入垃圾桶上的USB接口, LED顯示屏的廣告將自動更新; (5) 太陽能發電模塊持續工作, 并將產生的電力儲存到蓄電池中。
五、產品外觀圖
摘要：環境保護越來越受重視, 而垃圾分類對于保護環境, 實現垃圾資源有效利用具有重要意義。戶外智能垃圾桶具有環保、節能、智能化的特點。
關鍵詞：垃圾分類,自動檢測,殺毒除臭,太陽能,廣告宣傳