1、附件3大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng)目名稱 基于智能垃圾桶的研究主持人 所在系部 機(jī)械工程系聯(lián)系電話188指導(dǎo)教師 申請(qǐng)日期2016-11-22起止年月 、申請(qǐng)理由（知識(shí)條件，特長(zhǎng)、興趣，相關(guān)經(jīng)歷等）<1>項(xiàng)目背景：垃圾桶是家庭、小區(qū)、公共場(chǎng)所等不可缺少的設(shè)施。然而，在一些公共 場(chǎng)合，雖然到處都有垃圾桶，但陳舊無 新意，缺乏一些人性化設(shè)計(jì)，使人 們用起來既不方便也不 衛(wèi)生。例如：垃圾沒有丟進(jìn)桶內(nèi)，導(dǎo)致遍地狼藉、 臭氣沖天，嚴(yán)重污染環(huán)境；垃圾難以取出，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。傳統(tǒng)的生活垃圾收集方式對(duì)環(huán)境的污染，困擾著人們的日常生活和健康。其一，無蓋的垃圾桶雖然方便人們投送垃圾，但是存在衛(wèi)生問題，垃圾的

2、各種難聞的氣味特別容易通過空氣傳播，而細(xì)菌的感染間接地給人們來 了種種疾病的隱患，影響人們的生活；其二，有蓋的垃圾桶相對(duì)衛(wèi)生但是很 不方便，而且必須通過自己親自開垃圾桶的蓋子才能扔垃圾，這樣就容易造 成接觸感染，既不衛(wèi)生又影響心情。<2>自身?xiàng)l件：做事認(rèn)真負(fù)責(zé)，踏實(shí)肯干，有良好的組織能力和協(xié)調(diào)能力，同時(shí)在一些比賽 中收獲的一些經(jīng)驗(yàn)和具備的能力，參與一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，慧魚機(jī)器人比賽 的研究，對(duì)于結(jié)構(gòu)方面有一定的了解。熟悉掌握 INVENTOR單片機(jī)的基本原 理。做事認(rèn)真，勤勞，動(dòng)手能力強(qiáng)，善于發(fā)明創(chuàng)造，獲得過許多獎(jiǎng)項(xiàng)，如工程力學(xué)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，工圖比賽二等獎(jiǎng)，參與過三下鄉(xiāng)活動(dòng)，積極熱心，

3、團(tuán)結(jié)友好。 擅長(zhǎng)編程，獲得校計(jì)算機(jī)比賽一等獎(jiǎng)，聰明肯干，為人樸實(shí)，任勞任怨，曾 獲校三好學(xué)生的獎(jiǎng)項(xiàng)。熟悉各種計(jì)算機(jī)軟件，設(shè)計(jì)力學(xué)結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)，曾獲校區(qū)結(jié)構(gòu)大賽二等獎(jiǎng)， 節(jié)能減排大賽一等獎(jiǎng)。、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容（目前研究的現(xiàn)狀、研究方法、實(shí)驗(yàn)方案、解決的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)1總述設(shè)計(jì)總述垃圾桶內(nèi)部硬件主要由 HT46F49BK片控制中心，信號(hào)檢測(cè)電路、控制電路與語音 電路四部份組成。通過信號(hào)檢測(cè)電路模塊檢測(cè)到探測(cè)范圍內(nèi)有人進(jìn)入或者其他檢測(cè)信 號(hào)時(shí)，經(jīng)過芯片控制中心模塊的分析處理后啟動(dòng)控制電路模塊做出相關(guān)開蓋、關(guān)蓋等 應(yīng)動(dòng)作，語音電路模塊也隨之啟動(dòng)并播放設(shè)定的語音，提醒人們保護(hù)環(huán)境，講究衛(wèi)生， 當(dāng)垃圾量過

4、多時(shí)可以通過金屬電阻應(yīng)變片傳感器傳遞給控制電路，接通外部亮燈電路。 HT46F49E單片機(jī)具有休眠功能，在無人使用時(shí)可以進(jìn)入休眠，節(jié)約能源。內(nèi)部為兩個(gè)子垃圾桶，一個(gè)裝可回收垃圾，另一個(gè)裝不可回收垃圾，還具有滲瀝 液收集部分。垃圾桶的外部設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形，在垃圾桶的表面設(shè)計(jì)宣傳保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生的標(biāo)語和口 號(hào)，倡導(dǎo)人們愛護(hù)環(huán)境、保護(hù)環(huán)境，同時(shí)可以充分利用垃圾桶外殼的廣告功能，設(shè)計(jì) 一些環(huán)保宣傳畫主要原理2 .主要設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)(1) HT46F49E單片機(jī)HT46F49E單片機(jī)采用5V穩(wěn)壓電源供電。工作在8MHz時(shí)鐘頻率。由于采用RISC結(jié)構(gòu), 此系列單片機(jī)具有高運(yùn)算速度和高性能的特性有了集成的A/D和PW

5、M功能的優(yōu)勢(shì)，再加上低功耗、高性能、制的輸入 /輸出和低成本等特性(2)熱釋紅外傳感器：平時(shí)端輸出低電平，端輸出高電平。當(dāng)有移動(dòng)發(fā)熱體迸太監(jiān)視范圍時(shí)，熱釋 電紅外傳感器接收到紅外能量，并輸出檢測(cè)信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大器放大后，由比較器 進(jìn)行比較判斷，再由信號(hào)處理電路處理后輸出控制信號(hào)。此時(shí)輸出端變?yōu)楦唠娖剑?而輸出端變?yōu)榈碗娖健Ｔ谀K的外部可接增益調(diào)節(jié)電位器，以調(diào)節(jié)放大器的增益。(3)震動(dòng)傳感器這種應(yīng)變片是利用真空沉積技術(shù)將半導(dǎo)體材料沉積在帶有絕緣層的試件上制成 的。它通過改變真空沉積時(shí)襯底的溫度來控制沉積層電阻率的高低，從而控制電阻溫 度系數(shù)和靈敏度系數(shù)。因而能制造出適于不同試件材料的溫度自補(bǔ)償

6、薄膜應(yīng)變片。薄 膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片吸收了金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)，并避免了它的缺點(diǎn)，是 一種較理想的應(yīng)變片。(4)壓力傳感器其核心部分是一塊沿某 晶向切割的N型的圓形硅膜片。在膜片上利用 集成電路工 藝方法擴(kuò)散上四個(gè)阻值相等的P型電阻。用導(dǎo)線將其構(gòu)成 平衡電橋。膜片的四周用圓硅環(huán)(硅杯)固定，其下部是與被測(cè)系統(tǒng)相連的高壓腔，上部一般可與大氣相通。在 被測(cè)壓力P作用下，膜片產(chǎn)生 應(yīng)力和應(yīng)變。(5)語音模塊軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本作品中選用拍合式電磁鐵，其結(jié)構(gòu)如下圖所示線圈1套在鐵心2上，兩者固定不動(dòng)，銜鐵 3是運(yùn)動(dòng)部分。當(dāng)線圈部分通過一定 值電流過后，在鐵心、銜鐵、氣隙中間就產(chǎn)生一定數(shù)量的磁通。圖

7、中虛線所示為磁通流過的路徑。在磁通的作用下，產(chǎn)生一定大小的電磁吸力，將銜鐵吸向鐵心，企圖 是氣隙4減到最小。圖中箭頭表示銜鐵吸引時(shí)運(yùn)動(dòng)的方向。當(dāng)線圈中電流停止后，電 磁吸力就消失。當(dāng)電磁鐵通電后，產(chǎn)生電磁吸力，再運(yùn)用杠桿原理使桶蓋打開；當(dāng)電磁 鐵斷電后，電磁吸力消失，此時(shí)垃圾桶蓋由于重力作用關(guān)閉。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)智能垃圾桶簡(jiǎn)易圖3 .創(chuàng)新點(diǎn)：智能垃圾桶避免了傳統(tǒng)垃圾桶的氣味難聞，傳播病菌的缺點(diǎn)，通過感應(yīng)人體熱源來自動(dòng)開關(guān)桶蓋，并且有語音提醒，垃圾重量感應(yīng)的特點(diǎn)。三、項(xiàng)目進(jìn)度安排（查閱資料、選題、自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目研究方案、""開題報(bào)告、實(shí)驗(yàn)研究、 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理與分析、研制開發(fā)、填寫結(jié)題

8、表、撰寫研究論文和總結(jié)報(bào)告、參加結(jié)題答 辯和成果推廣等）整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施需要大致一年的時(shí)間，結(jié)合我校的教學(xué)時(shí)間安排，初步的計(jì)劃進(jìn)度安排及時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下：1 .,完成智能垃圾桶所有的機(jī)械設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，該內(nèi)容包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)的設(shè)計(jì) 和選用，熱傳感器和壓力傳感器的設(shè)計(jì)，語音電路的設(shè)計(jì)，垃圾桶外形結(jié)果設(shè)計(jì)；對(duì) 智能語音、自動(dòng)開閉蓋、重量提醒的程序設(shè)計(jì)2 .,對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行理論上的檢查3 . ,完成個(gè)部分具體參數(shù)的設(shè)定，選擇合理的數(shù)據(jù)參數(shù)，列出所需的零件產(chǎn)品 清單4 .,購(gòu)買零件，開始加工外形金屬結(jié)構(gòu)，錫焊電路，整體組裝。5 .,后期調(diào)試及成果展示四、擬利用資源（實(shí)驗(yàn)室、研究所、創(chuàng)新基地、實(shí)踐基地、儀器設(shè)備、資料等）1 .金工實(shí)習(xí)基地，進(jìn)行產(chǎn)品加工。2 .圖書館，在設(shè)計(jì)制造期間繼續(xù)研究相關(guān)書籍，作出更好地改進(jìn)。3 .計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。五、經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃廳P支出項(xiàng)目金額（元）依據(jù)或理由1單片機(jī)、傳感器及各組成電子元件3000內(nèi)部軟件需要2金屬材料500外部框架結(jié)構(gòu)3局效能畜電池500為垃圾桶提供電能4各類傳感器1000傳感器是傳遞信息5專利申請(qǐng)及差旅費(fèi)1500專利申請(qǐng)，參加學(xué)習(xí)合 計(jì)6500六、項(xiàng)目預(yù)期成果（研究論文、設(shè)計(jì)、調(diào)研報(bào)告、申請(qǐng)專利、開發(fā)軟件、研制產(chǎn)品、 項(xiàng)目鑒定等）