一种装满可自动压缩可无线报警的垃圾桶

来源: 发布时间:2023-12-02 浏览次数:1650
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。