智能垃圾桶的创新设计

尤肖肖 孔春香

摘  要：垃圾桶是人们生活中“藏污纳垢”的容器，也是社会文化的一种折射。随着经济不断的发展，物质生活的丰富，街面上人们乱丢垃圾的现象层出不穷，极大地影响城市文明建设，这时垃圾桶在社会中起到的作用不言而喻，承担着社会文明建设的重任。此实用新型垃圾桶通过利用半自动链接原理以及对内部结构的改进等方式解决了现有技术中垃圾桶功能单一，无法自动分類的缺陷。

关键词：智能垃圾桶  自动分类  半自动链接原理  环保

中图分类号：TS976.8                               文献标识码：A                          文章编号：1672-3791（2019）04（c）-0019-03

Absrtact： The trash can is the container of "hiding dirt and containing dirt" in people's life， and it is also a reflection of social culture. With the continuous development of economy and the abundance of material life， the phenomenon of people littering on the street emerges endlessly， which greatly affects the construction of urban civilization. It is self-evident that garbage cans play an important role in society and shoulder the heavy responsibility of the construction of social civilization. By using semi-automatic linking principle and improving internal structure， the utility model solves the defect of single function and unable to automatically classify the garbage bin in the existing technology.

Key Words： Intelligent trash can; Automatic classification; Semi-automatic link principle; Environmental protection

近年来，智能技术被广泛应用于各个行业，如智能马桶，智能机器人、智能手机、智能手表等。当智能技术应用于垃圾桶中时，它不仅可以有效地减少垃圾的数量，还可以实现对垃圾的自动清理分类，对于整洁环境，美化环境有着重要意义。

1  垃圾桶的发展现状

垃圾在我们的生活中无处不在，如果得不到及时处理，不仅影响市容，而且还会滋生大量细菌，损害人们的健康。所以为了维持社会环境，使其整洁卫生，目前的方法要么把垃圾焚烧或者填埋，这也破坏了生态环境，破坏了土壤，而且大大浪费了资源，要么把垃圾分类回收再利用，增加资源利用率，这样也可以减轻日益恶化的环境问题。不言而喻垃圾桶已经成为了人们生活中的必需品，涉及到垃圾的倾倒、分拣、处理等各个环节，在生活垃圾中扮演着重要的纽带作用。但传统的垃圾桶，本身无盖，即使有盖也需人工打开或脚踩，使用者极不方便，更重要的是存在有卫生感染隐患。如何解决传统垃圾桶对使用者存在的卫生隐患，有效杜绝通过垃圾进行传播各种传染性疾病，为人们高品质的生活服务呢？

随着人们环保意识的不断提高，以及一些发达国家在垃圾分类处理上的成功经验，以及国家在这方面的重视，从居民日常生活角度出发设计一种绿色环保经济高效的智能分类垃圾桶。垃圾桶作为社区必需的公共设施，设计首先要与社区的生活环境相适应。2003年10月，国家出台了《城市生活垃圾分类标志》。根据国家制定的统一标志，生活垃圾被重新划分为三类，它们分别是可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾[1]。由于生活垃圾的多样性，垃圾桶设计也应分类[2]。针对液体垃圾的处理，垃圾桶设计应为塑料封闭性的，并且投放处应设计的大一点，这样既解决了腐蚀铁制垃圾桶的问题，又保证异味的不再扩散，居民用起来也方便。对大块不能回收的垃圾的处理，垃圾桶设计应为一个大型的地下垃圾桶，这样垃圾比较容易安放，也比较美观。就目前人们的行为习惯还停留在过去，很少家庭会有意识地对产生的生活垃圾提前进行垃圾分类操作处理，因此垃圾分类得不到明显的成效。再加上拾荒者在垃圾桶中随意的翻找可回收的垃圾废品，导致垃圾散落地上，滋生蚊蝇，破坏环境，影响社会美观。最后一般环卫工人年龄比较大，文化水平低，没有得到过正式的培训，大多数情况下对垃圾只能进行简单的垃圾清扫和运输，对于复杂的工作很难掌控。

智能垃圾桶的实际应用根据其性质的不同分为两种：一种是家用智能垃圾桶，因其垃圾处理量较小，对垃圾桶的容量要求较小，因此可以将它的外观设计得更加小巧美观，增加观赏性;另一种是公用垃圾桶，例如城市公共场所、小区公共场所，企业生产等，这些地方需要处理的垃圾数量较多，对智能垃圾桶的容量和异味处理要求较高，因此对智能垃圾桶进行设计时对于外观的要求可以相对较低，更多需要注意它的实际使用功能[4]。

垃圾桶是社会文化的一种折射。就盛放垃圾形式可分为独立垃圾桶和分类垃圾桶;就加工材料可分为塑料垃圾桶、不锈钢垃圾桶、陶瓷垃圾桶、木质垃圾桶、水泥垃圾桶和纸浆垃圾桶等等;就开启方式有敞口式、揭盖式、踩踏开盖、感应式（红外线）等，垃圾桶的形式也无法普及性地进行垃圾自动分类。特别是传统垃圾桶的实用效率较低，已经无法满足我们生活所需。因此垃圾桶的科技化成为了这一领域的必然趋势。目前较为先进的是感应垃圾桶，它由电路芯片控制，由红外线检测装置和机械电子驱动系统组成，只要有物体接近感应区范围内，桶盖便会自动开启，物体或手离开感应区数秒后桶盖会自动关闭，不需要外接电源，靠电池供电，使用电耗低。但是感应垃圾桶，生产成本较高[3-6]。同时由于它应用的环境条件较高，不适于公共场所等问题，导致无法被广泛应用。根据现今存在的问题及垃圾分类的发展趋势，该文提出垃圾桶自动分类的设想，即在投放源头，利用智能垃圾桶通过模式识别技术把有回收价值的垃圾分类筛选，并进行相应的预处理。这样能够从源头直接将垃圾进行分类，减少重复作业以便提高工作效率，同时也提高垃圾的再利用率，这样可以有效减少环境污染，降低劳动力成本，既节能环保，又整洁卫生，同时也体现了现代设备的智能化和使用优越性，实现了可持续发展，加快了智慧城市的发展进程。

2  新型智能垃圾桶的基本工作原理

2.1 设计结构简图

设计结构简图，如图1所示。

2.2 模块功能介绍

（1）垃圾投放功能模块。

①投放垃圾时，踩下踏板9，通过双刀弹簧控制装置8，利用牵引绳将垃圾投放口挡板6向下拉开，从而进行垃圾投放;

②同时当踩下踏板9的时候，通过双刀弹簧控制装置8的另外一条牵引绳受到牵引，弹簧运动装置2向左移动，将垃圾桶顶部放置的广告传单由传单出口4推出;同时，烟灰缸1的弹簧盖由于牵引而拉开。

③松開踏板9时，垃圾投放口6、烟灰缸1的弹簧盖和弹簧运动装置2复位，完成垃圾的投放。

（2）垃圾识别及自动投放功能模块。

①当垃圾投放进垃圾桶后，会在待识别区挡板12处短暂停留，由红外线识别装置10进行分类识别。

②识别后，形成的识别信号传递至垃圾投放导向装置13。垃圾投放导向装置13接受信号后，控制两块导向板按照预设模型进行移动。导向板待移动到合适位置后，将信息反馈至待识别区挡板12。此时红色的挡板向两侧移动，待垃圾进入正确的垃圾容纳箱后，所有控制信号及其控制端复位，垃圾分类识别完成。

3  结语

新型智能环保垃圾桶是对目前市场上的普通垃圾桶的改进创新，此实用新型智能环保垃圾桶通过利用半自动链接原理以及对内部结构的改进等方式解决了现有技术中垃圾桶功能单一、无法有效利用，且无法保证自身清洁的缺陷。由于构造新颖，使用功能突出，使智能垃圾桶更加受大众欢迎，必将成为人们未来生活的日常助手。同时，该项目的实施既响应了大学生创新创业的伟大号召，又以节能减排为核心，为人们提供便利。

新型智能环保垃圾桶将朝着产品型号越来越多，贴近用户的功能越来越丰富，管理配置的方式越来越简易的方式发展， 新型智能环保垃圾桶的发展前景将越来越好。智能垃圾桶将垃圾分类后可以大大减少生活垃圾对城市环境的污染，对再利用资源的浪费，也可以减轻城市垃圾回收站的负荷，为实现资源的可持续发展作出贡献[5]，同时提高城市居民的生活舒适度，并使人们自觉意识到保护环境的责任，自觉地保护环境。该智能垃圾桶设计的推广应用具有较高的经济和社会效益。

参考文献

[1] 杨泽璞，崔少杰.STEAM课堂，打开了我的创新思维——以制作人工智能垃圾桶为例[J].课程教育研究，2018（26）.

[2] 徐文慧，王宁，刘恒，等.智能环保垃圾桶——桃花屋[J].物联网技术，2013（12）：7-8.

[3] 杜战其，陈亚.基于人因实验的环保型垃圾桶智能分拣与传输设计[J].可持续发展，2018（1）：44-48.

[4] 葛晓彤，陈西凝，孙涵，等.智能垃圾桶的设计[J].现代工业经济和信息化，2018，8（16）：76.

[5] 李兴和.一种智能垃圾桶的设计与应用[J].电子制作，2018（16）.

[6] 刘鸿鸮，彭柏钧，曹伦，等.自动分类垃圾桶的设计与研究[J].机械工程师，2018（3）.