现代化小城市垃圾收集装置.docx
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现代化小城市垃圾收集装置
大学生创新训练项目申请书
项目编号＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
项目名称＿＿＿＿＿现代化小城市垃圾收集装置＿＿＿＿＿
项目负责人＿＿黄怡＿＿联系电话＿＿＿＿
学号＿150902010＿学院班级＿数理学院15级1班＿＿＿
专业＿＿＿＿＿＿物理学＿
E-
项目归口二级学院＿＿＿＿＿＿创新学院＿＿＿＿＿＿＿
指导教师＿＿＿谭小宏＿＿
申请日期＿＿＿＿＿＿＿＿2017年3月＿＿＿＿＿＿＿＿
绵阳师范学院
二〇一七年三月
一、基本情况
项目
名称
现代化小城市垃圾收集装置
所属
学科
工学
起止
年月
2017年3月-2018年5月
负责人
姓名
黄怡
性别
男
民族
汉
出生
年月
1996.10.09
负责人
曾经参与科研的情况
2016年组织开展智能浇花机器人的研究（大学生科研项目）；
2016年6月参与门控系统（大学生科研项目）的研究；
2017年3月自行学习研究现在小城市、城镇垃圾收集的弊端；
指导教师承担科研课题情况
指导教师对本项目的支持情况
中国在垃圾收集装置这个方面涉足较浅，甚至可以说没有一款产品是能解决现有城市垃圾的问题的，而我们现在所看到的中国垃圾收集装置只能说都停留在如何自我管理方面以及垃圾分类上面，不管是面向高端市场（别墅群）还是用于大众市场（居民楼）都没有一款智能的垃圾收集装置。
而此垃圾收集装置具有更加人性化，对象广泛（可应用于医院传染病房），后期开发潜力也是巨大且填补了市场的空白。
希望此项目能研发成功，给大众人民带来福利。
项目组主要成员
姓名
学号
学院与班级
专业
联系电话
项目中的分工
雷棱寒
1509020114
数理学院15级1班
物理学
项目调研
刘庭东
1509020127
数理学院15级1班
物理学
项目方案汇总
李子健
1509020122
数理学院15级1班
物理学
项目设计
孔文杰
1509020113
数理学院15级1班
物理学
项目开发
二、立项依据
（一）研究目的
本设计的研究目的在于解决现有技术的城市垃圾站所存在的一些问题。
1.城市垃圾站垃圾堆满无专业人士将垃圾拉走；2.城市垃圾站由于垃圾裸露在外，臭味飘散影响居民生活且影响居民健康；3.垃圾站的垃圾箱裸露在外影响美观；4.将垃圾站的垃圾运送到垃圾处理唱耗费了大量人力物力；5.传染病房，由于医护人员与带有传染病菌的垃圾接触导致自身染上传染病的实例比比皆是。
（二）研究内容
利用多个压力传感器对垃圾箱垃圾重量进行监测，能够准确显示出垃圾的重量和利用的多个红外线对射仪对垃圾箱垃圾高度进行监测，能够准确显示出垃圾的高度。
当垃圾箱中垃圾达到指定高度或重量时采用SIM通讯技术通过短信对工作人员提醒。
在提醒短信发送5秒之后垃圾箱自动从地底升起，并停在地面上。
垃圾箱升起5秒之后，垃圾小车驶出垃圾箱，且垃圾小车按规定路线自动将垃圾运送大垃圾场（工作人员在将垃圾小车送回安装到垃圾站点的垃圾箱中）。
同时垃圾箱自动下降沉于地面。
如若垃圾小车行进过程中前方有障碍物时垃圾小车自动停留10秒在行进（安装有超声波装置）。
（三）国内外研究现状和发展动态
国内外同类课题研究水平概述:
在垃圾收集装置行业大众市场中有代表性的就是德国地下垃圾箱。
在这方面德国制作的门控最具有先进性。
目前这个市场上，可以这样说，中国在垃圾收集装置这个方面涉足较浅，甚至可以说没有一款产品是能解决现有城市垃圾的问题的而这里所看到的中国垃圾收集装置只能说都停留在如何自我管理方面以及垃圾分类研究上面，不管是面向高端市场（别墅群）还是用于大众市场（居民楼）都没有一款在推行的垃圾收集而我团队所研发垃圾收集装置具有更加人性化，对象广泛，后期开发潜力也是巨大且填补了市场的空白。
德国的垃圾收集装置仅仅是埋在地下，需要工作人员实时查看，并用车拉走。
缺点在于：
此垃圾装置不节省劳动力，不能有效提高社会生产效率；不自动化，依旧采用的是传统垃圾收集方式；不能实时监控垃圾是否装满。
优点：
在一定程度上改善了居民生活环境，提高了人们生活质量。
本作品高度自动化，且解决城市所急需解决的问题，有国家政策支持，居民呼声高，推广容易。
参考文献：
[1]纪鹏飞.环卫车市场面临细分垃圾车“个性化”有余标准化不足.上海理工大学，知网，2007.
[2]张妍、焦永杰.城镇垃圾处理产业化存在的问题及对策.天津师范大学天津市环境保护科学研究院，《科技风》，2006.
[3]高平、陈拓.STC微控制器的数字压力传感器的应用.陕西轻工业工程院中国科学院西安网络中心，《机电信息》，2011.
[4]马小凡、王业耀.中小城市垃圾处理研究.郑州大学，《测控技术》，2016.
[5]张海燕、李卫东.对射式红外线光电开关在选煤厂中的应用及有关探讨.兖矿集团济宁二号煤矿兖矿集团济三电力有限公司，科技信息（科学教研），2009.
[7]邓涛、胡桂云、孙强.浅析中小城市垃圾收集站点的现状及优化措施.山东省滕州市环卫，环境卫生工程，2013.
[8]兰建设.机械制造工艺与夹具.机械工业出版社,2004.
（四）创新点与项目特色
1.本设计利用多个压力传感器对垃圾箱垃圾重量进行监测，能够准确显示出垃圾的重量。
2.本设计利用的多个红外线对射仪对垃圾箱垃圾高度进行监测，能够准确显示出垃圾的高度。
3.本设计巧妙地运用了SIM通讯技术当垃圾达到规定高度或重量时，通过短信对工作人员提醒。
4.本设计设置自动程序，当垃圾箱中垃圾达到指定高度或重量时，垃圾箱自动从地底升起，并停在地面上。
5.本设计给垃圾箱中的垃圾小车安装自动程序，垃圾小车按规定路线自动将垃圾运送大垃圾场（工作人员在将垃圾小车送回安装到垃圾站点的垃圾箱中。
）
6.本设计给垃圾小车安装有超声波装置，当垃圾小车前方有障碍物时垃圾小车自动停留10秒在行进。
7.本设计能够在220V的电压下正常工作，并且设有蓄电部分。
8.本设计将垃圾站点的垃圾箱建于地下，上部只留垃圾桶不仅美观而且提高了人们的生活质量。
9.收集系统的垃圾车可以生产袖珍型小车用于传染病房将垃圾运送到指定位置，避免医护人员与垃圾的直接接触。
（五）技术路线、拟解决的问题及预期成果
技术路线：
下面结合附图和实施例对本设计技术路线做进一步说明。
（各图中相同部分标号一致）
图1是本项目整体的方框图。
图2是本项目的垃圾收集装置的示意图。
图3是本项目整体运行图。
图中：
1垃圾收集装置、2升降装置、3红外线对射仪、4压力传感器、5主控器1号、6主控器2号、7Sim通讯模块1号、8Sim通讯模块2号、9继电器1号、10继电器2号、11马达1号、12马达2号、13马达3号、14马达4号、15马达5号、16马达6号、17马达7号、18马达8号、19超声波传感器1号、20超声波传感器2号、21超声波传感器3号。
图一
图二
图三
具体实施方式：
如图1-图2所示本设计是由1垃圾收集装置、2升降装置、3红外线对射仪、4压力传感器、5主控器1号、6主控器2号、7Sim通讯模块1号、8Sim通讯模块2号、9继电器1号、10继电器2号、11马达1号、12马达2号、13马达3号、14马达4号、15马达5号、16马达6号、17马达7号、18马达8号、19超声波传感器1号、20超声波传感器2号、21超声波传感器3号构成
，垃圾收集装置、升降装置位于地底；马达1号、马达2号、马达3号、马达4号、Sim通讯模块1号位于升降装置上；马达5号、马达6号、马达7号、马达8号、超声波传感器1号、超声波传感器2号、超声波传感器3号位于垃圾收集装置上；超声波传感器1号位于垃圾收集装置的正前方；超声波传感器2号位于垃圾收集装置的正右方；超声波传感器3号位于垃圾收集装置的正左方；红外线对射仪、压力传感器通过主控器1号接在马达1号、马达2号、马达3号、马达4号的继电器1号控制电路上；Sim通讯模块1号接在主控器1号另一条的电路上；超声波传感器1号、超声波传感器2号、超声波传感器3号、Sim通讯模块2号通过主控器2号接在马达5号、马达6号、马达7号、马达8号的继电器2号控制电路上；在正常超过一定高度时或者压力传感器检测到垃圾收集装置中的垃圾超过一定重量时，并发送信号给主控器1号，主控器1号输出信号给继电器1号，使继电器情况下，控制电路形成断路，当红外线对射仪检测到垃圾收集装置中的垃圾1号闭合，达到控制电路通路的目的，此时升降装置上的马达1号、马达2号、马达3号、马达4号转动将垃圾收集装置升到地面，继电器1号断开，此时主控器1号输出信号给Sim通讯模块1号，Sim通讯模1号块将警报短信发给Sim通讯模块2号，Sim通讯模块2号回复短信给Sim通讯模块1号，Sim通讯模块1号将信息反馈给主控器1号，主控器1号输出信号给继电器1号，使继电器1号闭合，达到控制电路通路的目的，此时升降装置上的马达1号、马达2号、马达3号、马达4号反向转动将垃圾收集装置降到地面下；当Sim通讯模块2号接受到Sim通讯模块1号的短信时，并发送信号给主控器2号，主控器2号输出信号给继电器2号，使继电器2号闭合，达到控制电路通路的目的，此时垃圾收集装置上的马达5号、马达6号、马达7号、马达8号按照设定程序转动驱动垃圾收集装置行驶到指定位置；当超声波传感器1号检测道障碍物时，并发送信号给主控器2号，主控器2号输出信号给继电器2号，使继电器2号断开10秒，此时垃圾收集装置上的马达5号、马达6号、马达7号、马达8号停止转动10秒；当超声波传感器2号检测道障碍物时，并发送信号给主控器2号，主控器2号输出信号给继电器2号，使继电器2号断开10秒，此时垃圾收集装置上的马达5号、马达6号、马达7号、马达8号停止转动10秒；当超声波传感器3号检测道障碍物时，并发送信号给主控器2号，主控器2号输出信号给继电器2号，使继电器2号断开10秒，此时垃圾收集装置上的马达5号、马达6号、马达7号、马达8号停止转动10秒。
拟解决的问题：
现代化城市垃圾收集系统是以自动化控制核心以SIM通讯为信息传达方式、装有多种高精度和高灵敏度传感器装置和自动化装置的现代化城市垃圾处理系统系统，其自动作业的功能当垃圾箱中垃圾达到指定高度或重量时采用SIM通讯技术通过短信对工作人员提醒，在提醒短信发送5秒之后垃圾箱自动从地底升起，并停在地面上，垃圾箱升起5秒之后，垃圾小车驶出垃圾箱，且垃圾小车按规定路线自动将垃圾运送大垃圾场（工作人员在将垃圾小车送回安装到垃圾站点的垃圾箱中）。
同时垃圾箱自动下降沉于地面。
如若垃圾小车行进过程中前方有障碍物时垃圾小车自动停留10秒在行进（安装有超声波装置）。
现代化城市垃圾处理系统系统已经得被社会所需求，现代化城市垃圾处理系统系统的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。
对于我国目前的市场状况而言，目前我国未有同类产品出现，且垃圾“围城”现象严重，而此作品如果在社会上得以应用，不仅节省了劳动力，更改善了人们的生活环境，提高了人们的生活质量，给我们的健康又增加了一份保障，同时在适当的美化结构后，可推广于各个政府环保部门应用于人生的生活且成本仅在5万元左右，在政府财政的支持下，国家政策的帮扶下，居民改善生活环境的需求下。
此现代化城市垃圾处理系统相信一旦推广可迅速打开市场，获取利润。
预期成果：
解决了传统垃圾站点不能解决的一些问题。
将解决城市垃圾站垃圾堆满无专业人士将垃圾拉走的问题；将解决城市垃圾站由于垃圾裸露在外，臭味飘散的问题；将解决垃圾站的垃圾箱裸露在外影响美观的问题；将大大节约垃圾站的垃圾运送到垃圾场耗费了的人力物力；将解决医护人员与带有传染病菌的垃圾接触导致自身染上传染病的问题。
（六）项目研究进度安排
2017年3月进行“现代化小城市垃圾收集装置满意度”项目调研；
2017年4月开展现代化小城市垃圾收集装置改进方法探究；
2017年5月再次开展调研“现代化小城市垃圾收集装置满意度”；
2017年5月汇总调研方案，并提出一个可行方案；
2017年6月底进行进行重新设计，重新设置功能；
2017年8月底调试样机；
2017年9月提出、总结改进方案；
2017年10月正式大力宣传，寻找地点进行测试；
2017年12月施行改进方案，进行改进；
2017年12月底汇总方案准备开展下年工作；
2018年2月投入试点，进行测试；
2018年3月总结改进；
2018年底成立科技制造公司现代化小城市垃圾收集装置满意度；
（七）已有基础
1.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩；
1.对国内外相关科研项目进行了学习；
2.自我学习了相关技术；
3.已经初步做出样机；
4.已经对满意度进行了汇总；
2.已经具备的条件，尚缺少的条件及解决方法；
具备的条件：
1.技术上可实现，并且对于部分技术已经成功实现；
2.拥有一个大学科研团队，拥有大量的时间和精力；
尚缺少的条件：
缺少资金
解决方法：
1.先自行筹资进行研发；
2.申请大学生创新训练项目，获得国家经费支持的创新训练项目；
3.寻求投资商投资；
（八）预期成果（含论文、调研报告、专利、实物模型、学科竞赛获奖、文艺演出、美术作品展出等，实施过程中尽量收集此类成果证明材料，项目结题时一并提交。
）
（见附件）
三、经费预算
开支科目
预算经费（元）
主要用途
经费使用季度
预算
经费
总额
600
项目制作
2017
1.实验材料费
500
材料制作
2017.5
2.资料及办公用品费
30
资料打印
2017.3
3.差旅费
4.发表论文费
5.专利申请费
6.宣传制作费
70
资料打印
2017.6
7.竞赛报名费
8.其他项目研究费
学校批准经费
四、指导教师意见
导师（签章）
年月日
五、院系意见
分管领导（签章）
年月日
六、学校大学生创新创业训练计划专家组意见
负责人（签章）
年月日
七、大学生创新创业训练计划领导小组审批意见
负责人（签章）
年月日
附件1：
装置外形图
（升降装置）
（垃圾收集装置）
附件2：
部分模块图
附件3：
成功对2032人进行产品满意度调研（收回1600份）
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