基本信息

第一作者姓名：刘瑞丰

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：北京市通州区青少年活动中心

第一作者人所在年级：五年级

辅导教师姓名：刘建中

作品摘要

*结构组成：

1.外筒采用了304不锈钢，坚固、耐腐蚀、防水；采用嵌入式内筒结构，实现了低成本，易维护；独立水瓶回收框和独立电池回收桶，有利分类回收。

2.采用太阳能充电板，扩大了作品的适用范围，具备电池供电或外部供电。

3.选用阵列对射传感器，提升了判断准确性。

4.采用4G传输技术，配合手机APP，实现了对垃圾桶状态的实时监控。

5.双单向链条组合式卷帘压缩机构，实现压缩功能的同时减少了所占空间。

*主要特征：

以40L容积的垃圾桶为储存空间，当投满垃圾后实现自动压缩，提升了垃圾桶的装载能力。当垃圾压缩后达到设定的装满状态时，通过无线传输技术向手机端发送装满状态信息，起到了向清洁人员提示的作用,清洁人员可根据实际情况调整工作，有效的提高了工作效率，并减少了垃圾桶满状态时无人问津的情况发生。单独设计的外部饮料瓶回收拦和电池回收盒，可促进人们垃圾分类的意识形成，为清洁人员进行垃圾二次分类减少了工作量。

*主要用途：

以40L容积垃圾桶为例，将垃圾桶的装载能力提升至1.3-1.7倍，减少运送垃圾的运输成本；清洁人员可根据手机app的提示信息调整工作，提升清洁人员的工作效率，减少了垃圾桶溢出无人知晓的情况发生，优化了环境；独立水瓶回收框和独立电池回收桶，促进人们垃圾分类的意识形成。

*创新点：

一、实现自动检测，虚满自动压实，装满自动报警。

二、采用两条双向限位的单向链条组成的压缩结构，将旋转运动转换成直线压缩运动，保证压缩行程，可以折叠收纳，大幅减少空间占用。

三、采用具有锁止功能的蜗轮蜗杆减速电机，作为增压结构，带动链条齿轮，保障了压缩力度和保持力度。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

装满的垃圾桶常出现溢出现象，但桶内的垃圾蓬松是一种现实。市面上智能垃圾桶不仅仅价格昂贵，并且大多数忽略了利用垃圾桶内蓬松的空间提升装载能力的问题。在一些大城市的垃圾中转站中，已经出现了对垃圾进行压缩定型大型机器，其目的是提升中转站的存储能力，减少垃圾车运送的成本。那么，将该功能合理的迁移至垃圾桶上，垃圾桶的存储能力也会提升，同时还会减少运送垃圾桶的次数，从而进一步的减少运送成本。

研究问题的原因和意义：

通过垃圾蓬松的特点，利用压缩装载进行压缩，提升其装载能力，不仅仅可以美化环节，还能降低人力成本和运输成本。

*解决方案：

解决问题的办法：

我是一名小学生，所以需要先制作简单的模型和实验，一步步证明我的想法可以实施。从1.0版到4.0版历经了近两年的时间。在手动压缩1.0版的基础上，2.0版实现了装满报警的功能，3.0版实现了自动压缩的功能。因3.0版采用的是双螺杆压缩结构压缩装置，占用空间较大，我通过网络查找资料的方式，选择压缩装置材料，并进行实验，最终确定合适的两条单向链条压缩结构，400mm行程收纳高度只需要50mm，适合在本作品中应用。因前三个版本都是以模型的形式出现，在老师和家长的鼓励与支持下，我又进行了实物4.0版的创作。4.0原始版出品后，在爸爸公司（北京恩智科技有限公司）和通州区青少年活动中心分别测试了一段时间，得到相关人员的反馈，根据反馈信息，我又对原始版进行了进一步的优化与升级，现在呈现给大家的是“可压缩可报警垃圾桶4.0版”，这款作品更接近生活，实用性更强。

发明研究的重点：

1.压缩装置不能占用体积太大，又要保证压缩效果。

2.通过反复的实验和记录，确定压缩后向手机端发送装满提示信息。

3.通过反复的实验和记录，确定压缩力度在多少范围之内较为合适。

发明研究的难点：

压缩装置的设计是本作品的研究难点，它既要实现压缩效果，又不能占用太大的空间。

发明研究的难点：

压缩装置的设计是本作品的研究难点，它既要实现压缩效果，又不能占用太大的空间。

本发明使用方法、附图说明性文字：

本作品为工程类项目，主要应用了工程学中的观察方法、实验方法、分析方法和设计方法。在手动压缩1.0版的基础上，2.0版实现了装满报警的功能，3.0版实现了自动压缩的功能。因前三个版本都是以模型的形式出现，在老师的鼓励和家长的支持下，我进行了实物4.0版的创作。4.0版变更项：（1）1.纸壳结构——不锈钢结构；（2）单个对射传感器——阵列式对射传感器；（3）螺杆压缩结构——双向限位的单向链条与压缩板组成的压缩结构；（4）蓝牙模块传输信息——4G模块传输信息。添加项：（1）内外桶分离结构；（2）独立水瓶回收框和电池回收框；（3）太阳能供电；（4）语音提示；（5）压缩力度可调节。4.0原始版出品后，在爸爸公司测试了一段时间，得到相关人员的反馈，根据反馈信息，我又对原始版进行了进一步的优化与升级，现在呈现给大家的是“可压缩可报警垃圾桶4.0版”。

*使用或试用效果：

在爸爸的公司（北京恩智科技有限公司）和通州区青少年活动中心分别测试了1个月的时间，测试地点均为室内。得到了四位保洁人员的充分肯定，的确减轻了他们的工作强度，可以根据手机信息合理的规划工作，希望大面积推广。同时也提出了他们的建议：建议一，建议不回收厨余垃圾和液体较多的垃圾，因为压缩时会喷溅出来；建议二，在室内使用的情况下，最好放置在光线充足的地方，阳光能照射到的地方最好，不希望使用外部电源供电。

*优点：

1.相比市面上高端的智能垃圾桶，价格上低了很多。

2.以40L垃圾桶为例，将垃圾桶的装载能力提升至1.3-1.7倍，减少运送垃圾的成本。

3.清洁人员可根据手机app的提示信息调整工作，提升工作效率，减少了垃圾桶溢出无人知晓的情况发生，优化了环境。

4.独立水瓶回收框和独立电池回收桶，促进人们垃圾分类的意识形成。

5.垃圾投放口挡板，启动压缩前无投放状态下缓慢关闭，提升了启动压缩状态时的安全性。

*还需进一步研究的问题：

我希望将作品大面积推广，服务到更多的人群，目前一个垃圾桶的成本是2350元。因此，我希望能将现在的模块集成到一块控制板上，减少接线；并计划将双电机改成单电机工作，从各方面进一步降低制作成本。

作品图片

查新说明

*查新网址与关键词：

本作品在2022年10月18日已收到由国家知识产权局专利申请受理通知书。在佰腾专利检索网站（http://so.baiten.cn/）中，利用关键词 垃圾桶and自动压缩and报警 结果：找到15条相关专利。

*与本发明最相近的发明专利、研究文献的名称与摘要：

一、与本作品最相近的发明专利号、名称与摘要

1.发明专利号：CN201721659453.0

2.名称：一种可自动压缩垃圾的环保垃圾桶

3.摘要：本实用新型公开了一种可自动压缩垃圾的环保垃圾桶，包括垃圾桶本体、顶盖、气缸、压板、可回收垃圾桶和不可回收垃圾桶，垃圾桶本体的上方设有顶盖，顶盖的外侧安装固定有报警器，顶盖内部中空，顶盖的顶部安装有太阳能光伏板，顶盖内太阳能光伏板下方设置有蓄电池，顶盖内还安装有智能控制器，气缸设有两个，且气缸均固定于顶盖内，气缸的下端通过活塞杆与压板连接，压板底部均匀固定有钢锥，垃圾桶本体的外侧开设有两个垃圾投放口，垃圾投放口的一侧还设有门板，通过设置红外线传感器能及时检测到垃圾是否堆满，再通过智能控制器控制气缸、活塞杆和压板工作将垃圾压实，有利于存放更多垃圾。

二.本作品的优与同类作品对比分析：

1.本作品的优点：（1）使用市面上常用的40L容积垃圾桶为压缩容器，实现了内外桶分离结构，体现了通用性。（2）采用两条双向限位的单向链条组成的压缩结构，将旋转运动转换成直线压缩运动，保证压缩行程，可以折叠收纳，大幅减少空间占用。（3）采用具有锁止功能的蜗轮蜗杆减速电机，作为增压结构，带动链条齿轮，保障了压缩力度和保持力度。

2.与同类作品对比分析

（1）本作品采用的市面上常用的40L容积垃圾桶与上述发明提到的气缸相比，成本上要低很多。（2）相比上述发明提到的压缩装置，我的作品在减少空间占用的同时，压缩机构更加简单，压缩力度和保持力度也得到了有效的保障。因此，在保障主要功能的同时，降低了作品的制作成本，更有利于推广。