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 设计背景 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没有盖的或者有盖的但需要用手打开 我们小组通过自己的生活感受 决定设计一个红外感应自动翻盖的垃圾桶 使它无人使用时 自动关闭 这样就不会出现上面的问题了 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 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 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 2 机械控制 电机带动垃圾桶盖上下翻转 3 红外线被动式感应垃圾桶的三视图 有人要扔垃圾 传感器感应信号 电机正转 开盖完毕 电机反转 盖合上 延迟7秒 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 1 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 2 人体红外感应开关控制系统图 图3人体红外感应开关控制系统图 3 电机开闭运行回路 图4电机开闭运行回路 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 12 v Uce 12V 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 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 3 红外线被动式感应垃圾桶的三视图 图6桶体的三视图 图7桶体虚拟立体图 图8桶体上方功能版 图10功能版器件简介 控制电路板以及电源 电机 PIR 即人体热释电红外传感器 丝杠及固定丝杠槽 桶盖 图9电机正反转电路槽 创新点 本垃圾桶的不同之处就在 采用微电脑控制芯片 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 是集机 光 电于一体的高科技新产品 具有性能可靠 使用寿命长 耗电低等优点 一方面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 另一方面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 而自动开盖且具有平时密封功能的自动垃圾箱能较好地解决以上问题 市场应用价值 首先 通过调查 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 本垃圾桶耗电低 使用寿命长 密封性能好 减少了生活中各种病菌交叉感染的机率 无垃圾异味溢出 确保四周空气清新 该产品的市场需求大 投资小 非常适合中小投资者 其次 我们的垃圾桶 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 功能更加齐全 性价比也会越来越高 最后 我们设计的产品 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 我们的日常生活 会产生很多的生活垃圾 因此 垃圾桶也是生活必不可少的 使用方法 1 打开电源快关 桶头开始工作 2 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 使用注意事项 注意 1 该产品内装有电器 电子元件 切勿用水冲洗 但可以用拧干的湿布把桶表面擦干净2 开盖过程不可用外力按压盖子3 禁止在桶盖上摆放物品4 电池快用尽时 需尽快取出 以防电池漏液损坏元件5 避免在阳光直射或过分潮湿的环境下使用垃圾桶6 保持感应窗清洁 以保证桶头感应功能正常 展望 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 不足 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 这些 我们会在以后的设计中进行改进的 心得 经过这次产品设计的过程 不敢说我们的方案多么的优秀 但数周的设计 我们小组确实学到了很多的东西 从原理分析 电路设计 机械的设计让我们感觉虽然很辛苦 但收获还是蛮大的 唯一遗憾的是我们没能把实物做出来 进行检验一下 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 机械方面虽然不是那么的完美 但这是我们小组通过参考其它资料自己设计出来的 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优秀的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 但有幸的是通过这次设计 我们更加清楚的认识到了这一点 也为我们指明以后的努力方向