红外线被动式感应垃圾桶.docx
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红外线被动式感应垃圾桶.docx
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红外线被动式感应垃圾桶
红外线被动式感应垃圾桶
——人机工程学产品设计
院系:
华北科技学院机电工程学院
班级:
材料B091
专业:
材料成型及控制工程
指导老师:
田冬梅
设计学生:
王帅帅、李涛、庄凤超、陈李雍、
卢晓君、叶重祖、贾宝伟
设计时间:
2012年3月15日
1技术背景
我们的日常生活,会产生很多的生活垃圾,食品袋,瓜子皮,等等。
因此,垃圾桶也是生活必不可少的。
垃圾桶的种类繁多,也都各有其特色。
然而我们发现无论是在公共场合还是家庭厨房的垃圾桶大都是不封闭的的。
这样垃圾桶会发出刺鼻的异味,污染了环境,这样虽然解决了垃圾乱丢的问题,可是空气却被污染了,一些手动翻盖垃圾桶也会引起接触感染。
我们小组通过生活感受,决定改进出一个红外感应自动翻盖的垃圾桶,使它有人使用时,自动打开,无人使用时,自动关闭,这样就不会出现上面的问题了。
2设计原理
红外感应自动翻盖垃圾桶核心为红外感应技术。
即利用感应开关感应垃圾筒周围是否人,然后控制电机运作,将垃圾桶盖打开,为了防止有人经过的时候误操作,设置了延时功能。
当人离开红外的感应范围,传感器驱动电机运作,将垃圾桶盖关闭。
2.1电子控制:
通过人体红外感应开关控制电路控制电机正反转
人体红外感应开关
它的主要器件为人体热释电红外传感器。
人体热释电红外传感器:
人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线。
被动式红外探头就是探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的,同时它还能鉴别出生物非生物。
图1人人体热释电红外传感器参数
图2人体红外感应开关的基本原理
图3人体红外感应开关控制电路图
图4电机开闭运行回路
控制原理过程:
感应开关控制系统图如图3。
当人走进垃圾桶(在感应开关的感应范围内)感应开关的2脚输出高电平,图3的2脚跟图2的out脚相连,Q1饱和导通,由三极管的特性在饱和导通时Uce很小,又因为Ve=3(v)-Uce=3V,所以线圈KM2断电使图4中KM2-1闭合,KM2-2断开,同时经过J2在反向一次使得J1的4脚输出低电平使三极管Q2截止,Ve=0V,从而使线圈KM1通电,继而使图4的KM1-2闭合,KM1-1断开,从而使电流沿着方向1走一个回合电动机正转,当盖子到达最上面碰到形成开关SQ2使电路断开,电动机停止转动。
(这时设置感应开关延迟7s,才进行下一个动作)
同理当人离开时,感应开关的2脚输出低电平,Q1截止,线圈KM2通电,经J1反向时Q2饱和导通,线圈KM1断电,从而使KM2-1闭合,KM2-2断开,KM1-1闭合,KM1-2断开,从而使电流沿着方向2走一圈电动机反转,当盖子盖上碰到行程开关SQ1时,电路断开。
2.2机械控制:
电机带动垃圾桶盖上下翻转
图5垃圾桶翻盖的机械构件
电机通电后,带动丝杠转动,然后丝杠推动杠上的滑块移动。
同时,滑块的移动也带动导杆的转动,桶盖也随即被打开。
2.3创新点
本垃圾桶的不同之处就在,采用红外线探测装置、机械传动装置和连杆机构组成,自动开关盖,具有性能可靠,使用寿命长,耗电低等优点。
3产品功能
3.1产品结构
图6桶体的三视图
图7桶体虚拟立体图
图8剖开功能版
3.2产品功能
图9功能版器件简介
3.3产品优缺点
3.3.1产品优点
人们无需接触垃圾桶的任何部位即可投放垃圾,防止交叉感染,环保卫生,外形雅观。
它有很大的实用意义:
老年人身高普遍偏低,而且部分老年人腿脚不便,需借助轮椅或拐杖等工具才能正常生活。
家庭厨房特别是夏天没有及时清除时,垃圾桶里可能会发出刺鼻的异味,污染了环境。
医院垃圾污染环境、滋生病毒、传播疾病等特点决定了它处理时应具有的密封、不能接触等特点。
3.3.2产品缺点
本垃圾筒延时时间有些长;
桶盖打开闭合的时间也有些长;
最后机械部分也可以进一步优化,使其体积和重量大大减小也更美观。
3.4使用方法
打开电源开关,垃圾桶开始工作。
当你准备将垃圾扔进桶中时,只要把物体或手靠近感应口约20cm处,盖子就会自动开启。
身体离开感应区7、8秒钟后,盖子自动关闭。
3.5使用注意项事
勿用水冲洗,但可以用拧干的湿布把桶表面擦干净。
开盖过程不可用外力按压盖子。
禁止在桶盖上摆放物品。
电池快用尽时,需尽快取出,以防电池漏液损坏元件。
保持感应口清洁,以保证桶头感应功能正常。
4市场应用价值
首先,市场上虽然有类似产品,但多数都是用于大型公司、高级场所,并且价格较贵,不利于推广。
而我们的则相对便宜一些。
其次,本垃圾桶,随着不断的创新,改革。
不论是造型还是功能都在逐步完善。
我们可以增加密封切断、自动换袋、语音提示、照明灯、自动检测等等,功能更加齐全,性价比也会越来越高。
最后,本产品,方便灵活,使用简单,不论是家庭,办公,还是学校等私人或公共场所都可以使用,市场应用范围广,消费市场很大。
5展望
5.1展望
垃圾桶的生产会趋向于美观性,方便,廉价的方向发展,使人们使用起来不仅方便而且心情愉悦,使垃圾桶得到更广泛的使用和普及!
5.2心得
数周的设计,我们小组确实学到了很多的东西。
从原理分析,电路设计到机械的设计让我们感觉很充实,收获也是蛮大的。
电路部分是在原有的电路图上,经过分析和改变后才变成现在的电路。
机械方面虽然不是很好,但是我们会继续对它进行完善。
我们认识到,一个好的设计师需要具有专业基础能力的同时,还需要具有知识的综合能力和创新能力等。
而我们在这方面还差得远,但是通过这次设计,我们更加清楚的认识到了这一点,也为我们指明以后了的努力方向。
参考文献
[1]邹慧君.机械设计原理[M].上海:
上海交通大学出版社,1995.
[2]钱易,唐孝炎主编.环境与可持续发展[M].北京:
高等教育出版社,2000.
[3]庄效桓.模拟电子技术,北京:
机械工业出版社,2002
[4]刘遥生.CX20106制作的红外感应自动水龙头.维普资讯网
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