作品名稱:無接觸式智能打包垃圾桶
學校名稱:桂林電子科技大學
參賽隊伍:四創303一隊
參賽學生:李世龍 廖一波 梁榮智
指導老師:姚嘉
垃圾箱的總體結構包括總箱體(內外兩層結構),垃圾袋盒,屏幕,太陽能供電模塊,電機驅動的絲杠熱風裝置,機械手,舵機,聲控芯片與人體熱感應裝置等,另外也可以包括一些其他的公共設施組件:照明燈,酒精噴霧消毒器,紫外線殺菌處理裝置等。
整體上采用四位一體式箱體,四個分類的垃圾桶在聲控方面由總的主控芯片控制,每個垃圾桶都是一個獨立的系統,互相不影響,且每個垃圾桶都有一個獨立的主控芯片,保證了每個箱體可以脫離整體獨立工作。另外,我們為每個箱體配備了太陽能電池板以保證產品的續航能力。
將Arduino Mega2560和Arduino Uno作為主控芯片,在保證穩定控制的前提下降低主控板的使用成本與消耗成本,使各個模塊相互協調作用,完成一系列合理的機械配合運動。
為了實現垃圾箱的全程無接觸,產品采用語音識別芯片LD3320和非特定語音識別算法對于控制語音命令進行識別,實現對于垃圾桶的智能化語音識別控制,完成遠距離非接觸式智能開閉和系統運動的功能[1],采用HC-SR501模塊作為人體熱感應裝置,通過主控芯片無接觸控制箱體的開合與導出。
我們采用一種獨特的自動打包結構,在內層箱體的頂部箱口的橫向與縱向各裝置一根絲杠,絲杠的滑塊與長桿連接配合,長桿的一端連接熱熔裝置,滑塊的運動帶動兩根長桿相互集中,將垃圾袋口進行壓縮,之后熱熔將垃圾袋口熔斷及封口。
封口后內層結構通過舵機導出一定的角度將裝滿垃圾的垃圾袋提出。
對于垃圾袋的裝置,我們考察了市面上主要的幾種形式,發現其中存在巨大的局限性,現有的家庭智能垃圾桶的垃圾袋需要一個適配盒,每個適配盒只能裝大約四十到六十個垃圾袋,用完后需要重新購買一個適配盒,這種結構比較浪費材料。針對此問題,我們設計出一種可以循環使用的適配盒,盒底采用半開放的彈簧結構,利用機械手絲杠的配合機構將其拉至內部箱體底部,內層箱體頂部的絲杠熱封機構將拉伸的垃圾袋熔斷并封口,之后再由機械手將其拉至底部,實現機械結構上的多次循環。
更重要的一點,產品的續航能力不可忽略,所以團隊首選太陽能電池來進行發電與儲存電量,另外會配備高性能大容量的蓄電池做備用處理,防止由于電力能源故障而導致的整體機構癱瘓。
在機械結構裝配方面,本產品更多地采用齒輪嚙合與螺栓配合,在保證機構穩定性的前提下方便組裝與拆卸。