浅析智能分类垃圾桶设计

浅析智能分类垃圾桶设计

唐清婷 王琳影

西华师范大学 四川省南充市 637001

摘要：随着互联网和人工智能技术的飞速发展，人们的生活水平也相应提高，生活垃圾也急剧增加。由于公众缺乏垃圾分类的概念，给垃圾的清洁、回收和再利用带来了相当大的困难，导致环境污染加剧。本文设计了一种智能垃圾桶，实现了垃圾的自动分类，简化了垃圾分类过程，实现了资源的高效回收。

关键词：智能垃圾桶；自动开合；检测分类；压缩存储

前言

随着垃圾数量的增加，垃圾造成的环境问题越来越突出。在垃圾扩散的背景下，世界各国不再将重点放置在垃圾的控制和销毁，而是采取积极有益的措施，科学处置垃圾。分类回收是减少污染、建设节能型社会的重要途径。目前，垃圾分类主要有两个方面：第一，垃圾填埋场处理，虽然分类很多，但分类不准确。第二，各类回收垃圾污染严重，需要的设备规模较大。欧洲、日本和美国等工业化国家多年来一直在实施垃圾分类回收，但垃圾分类主要是手动的，分类过程复杂，不便于使用和管理。

1、我国城市生活垃圾处理的现状及问题

目前，我国的垃圾处理水平还比较低。城市垃圾处理工艺主要采用混合收集、集中运输，集中处理。由于清洁工和垃圾运输工的平均年龄高，教育水平低，所以无法完成更复杂的操作。在大多数情况下，他们只能进行简单的运输和垃圾清理。虽然垃圾桶涵盖了城市垃圾的处理、分类和处置，在城市垃圾处理中发挥着重要作用。

1.1没有一个完善有效地分类回收体

目前，我国的垃圾分类处理方法还没有得到广泛应用。在许多城市，垃圾被运到垃圾填埋场储存或焚烧，这不仅成本高昂，而且会造成空气污染，危害人类健康。在垃圾分类和处理方面，许多省市没有适当的回收计划和路线，重垃圾的区分和处理也不明确。目前，各国只关注可回收和不可再生垃圾的分类。人们不知道如何处理其他垃圾，由此产生了大量街道垃圾和无法分类的混合垃圾。目前，人们还没有形成良好的垃圾分类方法。即使某些垃圾被分类，也没有专门的设施和服务来处理它们。工作方法不太科学，垃圾回收利用的目标也没有实现。

1.2人们对于垃圾分类回收的意识非常淡薄

目前，只有几个大中城市对垃圾进行分类，但效果并不明显。正常来说垃圾的分类应该按照由各户自行分好，政府指定专人负责二次清理、运输分类和最终处置。更不用说公共垃圾的分类和回收了。大多数人并不在乎，甚至直接将垃圾扔在地上。

2、智能垃圾桶发展现状

对于“智能垃圾桶”这个名词，相信大家已不陌生，现在市场上已经出现高科技智能垃圾桶。当手或物体距离入口约15厘米时，自动打开垃圾桶盖。垃圾桶开始工作时，自动关闭垃圾桶盖。虽然身体不与垃圾桶直接接触，但无法做到对垃圾进行智能分类并回收。目前，美国、英国等发达国家正在研究新型智能垃圾桶，具有多种智能功能。伦敦建造了一个智能垃圾桶，放置在伦敦的街道和奥林匹克体育中心。这个智能垃圾桶有一个非常坚固的外壳和两侧的LCD屏幕。垃圾桶装满后，将信息发送给卫生管理部门，以便及时通知清洁工。它也是一个无线网络发射器，可以向离手机最近的用户提供无线电信号。随着科学技术的发展和人们生活方式的改变，人们越来越依赖高科技。人们希望利用科学技术解决问题，简化和提高各个领域的效率和准确性。

3、智能垃圾桶主要功能设计

3.1垃圾分类自动化

当用户将垃圾放入垃圾桶时，垃圾桶可以根据垃圾特征，指定垃圾类型(可回收或不可回收)，以便自动将其放入相应的垃圾箱体内。

3.2普及垃圾分类知识

当垃圾箱内部回收站标识完成且回收站可回收时，回收站外的绿色指示灯将亮起。如果垃圾不能回收，垃圾桶外的红灯就会闪烁。用户可以根据指示灯的颜色指示他们投放的垃圾类型，提高智能意识。

3.3智能垃圾桶定位功能

游客在景区或陌生城市都不太容易找不到垃圾桶，所以智能垃圾桶配置平台。用户可以使用手机查询垃圾桶的位置，方便及时找到垃圾桶。

3.4了解辖区垃圾桶状态

垃圾桶回收站内置无线通信模块，可实时传输当前运行状态。通过应用平台，不仅可以帮助用户了解垃圾桶的状态，还可以提醒清洁人员进行清洁。并为清洁的车辆规划最佳的回收路线，从而节约卫生设施的运营成本。

4、智能垃圾桶关键部件设计

4.1机械结构设计

4.1.1垃圾桶自动开合机构的设计

当有人接近垃圾桶时，红外传感器检测到一个信号，该信号被传输到一个单片机，该单片机指示如何运行步进电机打开和关闭斗盖。采用同步轮驱动机构和驱动装置，将步进电机的旋转功率转化为开闭滚筒的运动。

4.1.2垃圾桶检测分类机构设计

垃圾桶自动开启和关闭后，垃圾进入光敏检测和分类区，控制机械结构的运动。将垃圾放入不同的垃圾桶，并执行垃圾检测和分类功能。

4.1.3垃圾桶压缩存储机构

为了控制垃圾桶的使用成本，简化垃圾桶的结构，在垃圾桶的外框上安装了垃圾压缩机构。

内部垃圾桶不需要很多结构上的改变。在实际应用中，普通垃圾桶的容积易于更换。垃圾压缩装置配置切割机构，广泛应用于各种弯曲和膨胀装置中。

4.2控制部分硬件电路设计

4.2.1电源模块

电源是保证智能垃圾桶稳定可靠运行的关键部件，直接影响智能垃圾桶的性能。由于智能垃圾桶的电机驱动和控制器由两个不同的电压等级控制，因此智能垃圾桶采用两级电源系统。

4.2.2红外感应传感器

红外感应传感器模块是基于红外技术的自动控制产品。它具有灵敏度高、可靠性高、体积小、电压低等特点，广泛应用于各种自动传感设备。

5、结束语

智能垃圾桶以其新颖的结构和清晰的功能越来越受到社会的欢迎。将垃圾在源头进行分类投放，并经过分类回收，使之重新变成资源，实现二次甚至多次利用。同时，垃圾收集可以有效提高垃圾处理能力和土地利用率，减少对垃圾处理设备的需求和处置成本。带来社会效益、经济效益和形态效益。此外，利用自身独特的技术优势和功能优势，引起民众对于垃圾分类的重视，并且督促践行。

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本文系西华师范大学2020年省级创新创业训练计划项目“太阳能电力区域模块垃圾自动分类仪”的阶段性成果。

项目编号：S202010638096