现代化小城市垃圾收集装置

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1、大学生创新训练项目申请书大学生创新训练项目申请书 项目编号项目编号 项目名称项目名称现代化小城市垃圾收集装置 项目负责人项目负责人黄怡联系电话联系电话18781688910 学号学号150902010学院班级学院班级数理学院 15 级 1 班 专业专业 物理学 E-QQ 号号1099641058 项目归口二级学院项目归口二级学院创新学院 指导教师指导教师 谭小宏 申请日期申请日期2017 年 3 月 绵阳师范学院绵阳师范学院 二二一七年三月一七年三月 一、基本情况一、基本情况 项目 名称 现代化小城市垃圾收集装置 所属 学科 工学 起止 年月2017 年 3 月-2018 年 5 月 负责人

2、姓名 黄怡性别男民族汉出生 年月 1996.10. 09 负责人 曾经参 与科研 的情况 2016 年组织开展智能浇花机器人的研究（大学生科研项目） ； 2016 年 6 月参与门控系统（大学生科研项目）的研究； 2017 年 3 月自行学习研究现在小城市、城镇垃圾收集的弊端； 指导教 师承担 科研课 题情况 指导教 师对本 项目的 支持情 况 中国在垃圾收集装置这个方面涉足较浅，甚至可以说没有一款产 品是能解决现有城市垃圾的问题的，而我们现在所看到的中国垃圾收 集装置只能说都停留在如何自我管理方面以及垃圾分类上面，不管是 面向高端市场（别墅群）还是用于大众市场（居民楼）都没有一款智 能的垃圾

3、收集装置。 而此垃圾收集装置具有更加人性化，对象广泛 （可应用于医院传染病房） ，后期开发潜力也是巨大且填补了市场的 空白。希望此项目能研发成功，给大众人民带来福利。 姓 名 学号学院与班级专业联系电话项目中的分工项 目 组 主 要 成 员 雷 棱 寒 1509020114数理学院 15 级 1 班 物理学183805370 25 项目调研 刘 庭 东 1509020127数理学院 15 级 1 班 物理学187839126 97 项目方案汇总 李 子 健 1509020122数理学院 15 级 1 班 物理学139812072 02 项目设计 孔 文 杰 1509020113数理学院 15

4、级 1 班 物理学183805920 67 项目开发 二、立项依据二、立项依据 （一）研究目的 本设计的研究目的在于解决现有技术的城市垃圾站所存在的一些问题。1. 城市垃圾站垃圾堆满无专业人士将垃圾拉走；2.城市垃圾站由于垃圾裸露在外， 臭味飘散影响居民生活且影响居民健康；3.垃圾站的垃圾箱裸露在外影响美观； 4.将垃圾站的垃圾运送到垃圾处理唱耗费了大量人力物力；5. 传染病房，由于 医护人员与带有传染病菌的垃圾接触导致自身染上传染病的实例比比皆是。 （二）研究内容 利用多个压力传感器对垃圾箱垃圾重量进行监测，能够准确显示出垃圾的重 量和利用的多个红外线对射仪对垃圾箱垃圾高度进行监测，能够准确

5、显示出垃 圾的高度。当垃圾箱中垃圾达到指定高度或重量时采用 SIM 通讯技术通过短信 对工作人员提醒。在提醒短信发送 5 秒之后垃圾箱自动从地底升起，并停在地 面上。垃圾箱升起 5 秒之后，垃圾小车驶出垃圾箱，且垃圾小车按规定路线自 动将垃圾运送大垃圾场（工作人员在将垃圾小车送回安装到垃圾站点的垃圾箱 中） 。同时垃圾箱自动下降沉于地面。如若垃圾小车行进过程中前方有障碍物时 垃圾小车自动停留 10 秒在行进（安装有超声波装置） 。 (三)国内外研究现状和发展动态 国内外同类课题研究水平概述国内外同类课题研究水平概述: : 在垃圾收集装置行业大众市场中有代表性的就是德国地下垃圾箱。在这方 面德国

6、制作的门控最具有先进性。 目前这个市场上，可以这样说，中国在垃圾收集装置这个方面涉足较浅， 甚至可以说没有一款产品是能解决现有城市垃圾的问题的而这里所看到的中国 垃圾收集装置只能说都停留在如何自我管理方面以及垃圾分类研究上面，不管 是面向高端市场（别墅群）还是用于大众市场（居民楼）都没有一款在推行的 垃圾收集 而我团队所研发垃圾收集装置具有更加人性化，对象广泛，后期开 发潜力也是巨大且填补了市场的空白。 德国的垃圾收集装置仅仅是埋在地下，需要工作人员实时查看，并用车拉 走。缺点在于：此垃圾装置不节省劳动力，不能有效提高社会生产效率；不自 动化，依旧采用的是传统垃圾收集方式；不能实时监控垃圾是否

7、装满。优点： 在一定程度上改善了居民生活环境，提高了人们生活质量。 本作品高度自动化，且解决城市所急需解决的问题，有国家政策支持，居 民呼声高，推广容易。 参考文献：参考文献： 1纪鹏飞.环卫车市场面临细分 垃圾车“个性化”有余 标准化不足.上海理工 大学，知网，2007. 2张妍、焦永杰. 城镇垃圾处理产业化存在的问题及对策. 天津师范大学 天 津市环境保护科学研究院， 科技风 ，2006. 3高平、陈拓. STC 微控制器的数字压力传感器的应用. 陕西轻工业工程院中 国科学院西安网络中心， 机电信息 ，2011. 4马小凡、王业耀. 中小城市垃圾处理研究.郑州大学， 测控技术 ，2016.

8、 5张海燕、李卫东. 对射式红外线光电开关在选煤厂中的应用及有关探讨. 兖 矿集团济宁二号煤矿兖矿集团济三电力有限公司，科技信息(科学教研)，2009. 7邓涛、 胡桂云、孙强. 浅析中小城市垃圾收集站点的现状及优化措施. 山 东省滕州市环卫，环境卫生工程，2013. 8兰建设.机械制造工艺与夹具.机械工业出版社,2004. （四）创新点与项目特色 1.本设计利用多个压力传感器对垃圾箱垃圾重量进行监测，能够准确显示出垃 圾的重量。 2.本设计利用的多个红外线对射仪对垃圾箱垃圾高度进行监测，能够准确显示 出垃圾的高度。 3.本设计巧妙地运用了 SIM 通讯技术当垃圾达到规定高度或重量时，通过短信

9、 对工作人员提醒。 4.本设计设置自动程序，当垃圾箱中垃圾达到指定高度或重量时，垃圾箱自动 从地底升起，并停在地面上。 5. 本设计给垃圾箱中的垃圾小车安装自动程序，垃圾小车按规定路线自动将 垃圾运送大垃圾场（工作人员在将垃圾小车送回安装到垃圾站点的垃圾箱中。 ） 6.本设计给垃圾小车安装有超声波装置，当垃圾小车前方有障碍物时垃圾小车 自动停留 10 秒在行进。 7.本设计能够在 220V 的电压下正常工作，并且设有蓄电部分。 8.本设计将垃圾站点的垃圾箱建于地下，上部只留垃圾桶不仅美观而且提高了 人们的生活质量。 9.收集系统的垃圾车可以生产袖珍型小车用于传染病房将垃圾运送到指定位置， 避免

10、医护人员与垃圾的直接接触。 （五）技术路线、拟解决的问题及预期成果 技术路线：技术路线： 下面结合附图和实施例对本设计技术路线做进一步说明。 （各图中相同部分标号一致） 图 1 是本项目整体的方框图。 图 2 是本项目的垃圾收集装置的示意图。 图 3 是本项目整体运行图。 图中：1 垃圾收集装置、2 升降装置、3 红外线对射仪、4 压力传感器、5 主控器 1 号、6 主控器 2 号、7 Sim 通讯模块 1 号、8 Sim 通讯模块 2 号、9 继电器 1 号、10 继电器 2 号、11 马达 1 号、12 马达 2 号、13 马达 3 号、14 马达 4 号、15 马达 5 号、16 马达

11、6 号、17 马达 7 号、18 马达 8 号、19 超 声波传感器 1 号、20 超声波传感器 2 号、21 超声波传感器 3 号。 图一图一 图二图二 图三图三 具体实施方式：具体实施方式： 如图 1-图 2 所示本设计是由 1 垃圾收集装置、2 升降装置、3 红外线对射 仪、4 压力传感器、5 主控器 1 号、6 主控器 2 号、7 Sim 通讯模块 1 号、8 Sim 通讯模块 2 号、9 继电器 1 号、10 继电器 2 号、11 马达 1 号、12 马达 2 号、13 马达 3 号、14 马达 4 号、15 马达 5 号、16 马达 6 号、17 马达 7 号、 18 马达 8 号

12、、19 超声波传感器 1 号、20 超声波传感器 2 号、21 超声波传感 器 3 号构成 ，垃圾收集装置、升降装置位于地底；马达 1 号、马达 2 号、马达 3 号、马达 4 号、Sim 通讯模块 1 号位于升降装置上；马达 5 号、马达 6 号、马达 7 号、马 达 8 号、超声波传感器 1 号、超声波传感器 2 号、超声波传感器 3 号位于垃圾 收集装置上；超声波传感器 1 号位于垃圾收集装置的正前方；超声波传感器 2 号位于垃圾收集装置的正右方；超声波传感器 3 号位于垃圾收集装置的正左方； 红外线对射仪、压力传感器通过主控器 1 号接在马达 1 号、马达 2 号、马达 3 号、马达

13、4 号的继电器 1 号控制电路上；Sim 通讯模块 1 号接在主控器 1 号另 一条的电路上；超声波传感器 1 号、超声波传感器 2 号、超声波传感器 3 号、 Sim 通讯模块 2 号通过主控器 2 号接在马达 5 号、马达 6 号、马达 7 号、马达 8 号的继电器 2 号控制电路上；在正常超过一定高度时或者压力传感器检测到 垃圾收集装置中的垃圾超过一定重量时，并发送信号给主控器 1 号，主控器 1 号输出信号给继电器 1 号，使继电器情况下，控制电路形成断路，当红外线对 射仪检测到垃圾收集装置中的垃圾 1 号闭合，达到控制电路通路的目的，此时 升降装置上的马达 1 号、马达 2 号、马达

14、 3 号、马达 4 号转动将垃圾收集装置 升到地面，继电器 1 号断开，此时主控器 1 号输出信号给 Sim 通讯模块 1 号， Sim 通讯模 1 号块将警报短信发给 Sim 通讯模块 2 号，Sim 通讯模块 2 号回复 短信给 Sim 通讯模块 1 号，Sim 通讯模块 1 号将信息反馈给主控器 1 号，主控 器 1 号输出信号给继电器 1 号，使继电器 1 号闭合，达到控制电路通路的目的， 此时升降装置上的马达 1 号、马达 2 号、马达 3 号、马达 4 号反向转动将垃圾 收集装置降到地面下；当 Sim 通讯模块 2 号接受到 Sim 通讯模块 1 号的短信时， 并发送信号给主控器

15、2 号，主控器 2 号输出信号给继电器 2 号，使继电器 2 号 闭合，达到控制电路通路的目的，此时垃圾收集装置上的 马达 5 号、马达 6 号、 马达 7 号、马达 8 号按照设定程序转动驱动垃圾收集装置行驶到指定位置；当 超声波传感器 1 号检测道障碍物时，并发送信号给主控器 2 号，主控器 2 号输 出信号给继电器 2 号，使继电器 2 号断开 10 秒，此时垃圾收集装置上的马达 5 号、马达 6 号、马达 7 号、马达 8 号停止转动 10 秒；当超声波传感器 2 号检 测道障碍物时，并发送信号给主控器 2 号，主控器 2 号输出信号给继电器 2 号， 使继电器 2 号断开 10 秒，此时垃圾收集装置上的马达 5 号、马达 6 号、马达 7 号、马达 8 号停止转动 10 秒；当超声波传感器 3 号检测道障碍物时，并发送 信号给主控器 2 号，主控器 2 号输出信号给继电器 2 号，使继电器 2 号断开 10 秒，此时垃圾收集装置上的马达 5 号、马达 6 号、马达 7 号、马达 8 号停止 转动 10 秒。 拟解决的问题：拟解决的问题： 现代化城市垃圾收集系统是以自动化控制核心以 SIM 通讯为信息传达方式、 装有多种高精度和高灵敏度传感器装置和自动化装置的现代化城市垃圾处理系 统系统，其自动