直通车式垃圾箱

直通车式垃圾箱——节能绿色环保时代的宠儿参赛学校：德州学院参赛者：迟连建、孙万燕、陶宪冲、郝栋、丁来友作品类型：环卫机械•设计背景•设计原理•设计方案•设计改进•技术指标•设计创新•市场分析•设计推广•作品展示设计介绍一、设计背景•生态环境问题是人类目前面临的重大课题之一。城市卫生状况不仅反映了一座城市的人文精神面貌而且对人们的身体健康影响极大。本项目组通过网上调查，派遣项目组成员到济南、烟台、青岛、德州等实地走访，针对目前大中小城市传统垃圾箱出现的异味杂、日清理繁琐、费时等现实问题，改变了传统的设计方案，设计出具有时代性的绿色环保直通车式垃圾箱。二、设计原理•本设计由能源转换模块、遥控模块、检测模块、控制模块、电机驱动模块以及语音指示模块六大模块组成，结构框图如下：电源模块检测模块遥控模块电机驱动模块语音模块AT89S52三、设计方案整个直通车式垃圾箱的设计分为三个部分：机械结构设计、控制电路设计、控制软件设计㈠机械结设计（1）本项目组采用能够控制升降的双层结构垃圾箱，解决了传统垃圾箱与环卫车高度的统一，实现了直通车式垃圾箱倾倒功能。（2）垃圾箱上升达到指定高度，其外箱壁会自动打开与内部倾斜的箱底形成一个平滑的斜面，使垃圾在重力作用下轻快滑到环卫车里，完成倾倒任务。㈡控制电路设计⑴检测模块运用多组对光二极管对直通车式垃圾箱垃圾的高度进行检测，并把检测结果发送给由编码发射芯片PT2262、配套解码接收芯片PT2272和相应的震荡电阻组成的接受发送模块，再通过语音指示模块向环卫车司机进行汇报，等待下一步命令的执行。⑵司机通过安装在车上随手可触的按钮对垃圾箱发出倾倒垃圾的命令，单片机接受发送模块提出的中断，对电机驱动模块进行控制。控制电机转动，带动齿轮链条升降，完成垃圾倾倒。⑶直通车式垃圾箱执行任务的能源由能源转换模块提供，这种模块利用太阳能电池板、截波升压电路将太阳能转化.EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10GND20VCC40AT89S52C50.1UFC230PC130PU3U2U1U4A01A12A23A34A45A56A67A78GND9D111D010VCC18VT17SCO116SCO215DIN14D313D212PT2272132VVGNDINOUTU178L0512MD41N4007D21N4007S1SW-PBR3200R4200R5200R12510R6200R110KR210KR11270KC322UF22UFC4LED无线遥控接收S3顶端开关S2底端开关R144.7KQ28050Q38050Q180508050R71KR101KR91KR81KKQ4K4KK1KK2KK3D11N4007D31N4007GNDGNDGNDGND5V5V5V5V12V12V12V12V5V12V5V5V5V5V语音输出567411U1BLM324231411U1ALM3244.7KR1310KR1610KR155VM-+12V12V检测信号输入总体电路图如下：㈢控制软件设计•本设计采用AT89S52单片机实现中断，其工作程序如下：ORG0000HAJMPMAINORG0100HMAIN:MOVSP,#60HMOVP1,#7FH;清掉电机启动信号SETBP3.6S1:JBP2.3,S2;等待启动信号（A）键SJMPS1S2:CLRP3.6LCALLLOP2SETBP3.6JNBP2.4,TT1JBP2.5,RUNTT1:SETBP1.7;启动语音S3:JBP2.2,RUN;按B键直接启动JBP2.0,MAIN;按D键停止启动SJMPS3RUN:CLRP3.6CLRP1.7;关闭语音CLRP1.0CLRP1.2;启动正转S4:JNBP1.3,DELAY;升至顶端进入倾倒等待10SJBP2.1,STOP1;按C键暂停升SJMPS4DELAY:SETBP3.6SETBP1.0SETBP1.2LCALLLOOP3RUN2:CLRP3.6CLRP1.1CLRP1.5S5:JNBP1.4,MAIN;到达底端停机JBP2.1,STOP2;暂C停降SJMPS5LOOP3:MOVR6,#50HLOOP2MOVR4,#0F0H;延时10sLOOP1:MOVR5,#0FAHLOOP:DJNZR5,LOOPDJNZR4,LOOP1DJNZR6,LOOP2RETSTOP1:SETBP3.6SETBP1.0SETBP1.2S6:JBP2.0,RUN;等待D键按下若按下继续升SJMPS6STOP2:SETBP3.6SETBP1.1SETBP1.5S7:JBP2.0,RUN2;等待D键按下则继续降SJMPS7LOP2:MOVR2,#2H;延时0.5sLOP1:MOVR3,#0FAHLOP:DJNZR3,LOPDJNZR2,LOP1RETEND四、设计改进（1）链条传动带来垃圾箱升降不稳定，本项目组在箱体三侧固定三个定滑轮，实现垃圾箱稳定升降。（2）在能够自动打开的箱壁两侧按照箱壁打开路径凿成弧度槽，增加缓冲，降低噪音污染。（3）当行程开关直接连接单片机的P1.3和P1.4时，电动机运转紊乱。为了让电动机正常转动，本项目组在行程开关与单片机之间加入比较器，抑制信号干扰，实现电动机正常运行。五、技术指标•“直通车式”智能垃圾箱自动完成倾倒的时间：60s±2s•PT2262发射功率：20毫瓦稳定工作电流：14毫安稳定工作电压：12V稳定工作频率：315MHZ技术标准：1.5M振荡电阻匹配PT2272的270K振荡电阻•遥控器有效控制范围：200米•电机型号：YGA60R(F)Series•电机的工作电压：12VDC•电机工作电流：2A±0.01A•电机的最大起动转矩：5180mNm52kgcm•电机的工作效率：26%•电机的输出功率：6.29W六、设计创新（1）打破常规垃圾箱的设计方案，史无前例地将齿轮、链条、电机等机械部件与PT2262、PT2272以及AT89S52单片机等电子器件相结合，成功设计出一件集节能、环保、省时、高效、易推广、能够自动检测当前垃圾高度、能够自动完成垃圾的倾倒的可升降“直通车式”垃圾箱。（2）独具匠心的斜式底部使垃圾箱上升到指定高度后能够方便倾倒。（3）在垃圾箱的三侧安装的呈三角形排布的同等大小的定滑轮，实现“直通车式”垃圾箱平稳升降。（4）箱壁与箱体之间弧度缓冲槽减少了垃圾箱倾倒垃圾的噪音污染。（5）整个“直通车式”垃圾箱所需的能源均由太阳能提供，节能、环保，真正实现了绿色资源的充分利用。七、市场分析由于本项目组设计的垃圾箱是目前市场上所没有的，所以存在巨大的经济效益，若厂家批量生产，本项目组保守估计了主要消耗成本如下：•YGA60R电动机70元•12V太阳能电池板80元•12VDC铅蓄电池50元•主电路板及电子器件30元•垃圾箱构架80元•设计包装等20元生产成本保守估计可控制在三百元左右，由于它的能源可以重复利用，完全由太阳能提供，所以消费者一次购买，不用充电，长久受益！八、设计推广一方面，无论城市多么发达亦或多么落后，垃圾箱都是必然存在的，“直通车式”绿色环保智能垃圾箱可依据不同的需求、按照图纸适当放大或缩小生产，应用于道路两旁、生活小区等公共场合，实现一名环卫工人一辆环卫车就能方便、快捷的完成垃圾回收这项巨大、头疼的工作，不仅节省大量的人力、物力、财力，而且大大改善城市居民的生活环境，使其拥有一个质的飞跃；另一方面，今年正值我国第二十九届奥运会主办方，作为东道主怎样把奥运会办好，得到世界的认可，必须从绿色、能源、和谐等方面充分考虑，而直通车式绿色环保智能垃圾箱正好符合这种需要，是一件真正值得趁机向世界推广的垃圾箱。九、作品展示59.1°R4.0R4.4357057.575°549.4电瓶电瓶卡槽8040限位开关3x滑轮电机滑槽限位开关1.191.62由于本项目组能力有限，本项目必然存在需要改进的地方，希望各位专家提出宝贵的意见，使其更具市场价值。谢谢！