【《某智能垃圾桶功能结构设计案例》2500字】

某智能垃圾桶功能结构设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u186某智能垃圾桶功能结构设计案例 1123861.1垃圾桶结构设计分析 1117621.2机械气爪的条件筛选与计算核验 168731.3垃圾桶体的外形功能计算校核 3168531.4垃圾桶配套特质垃圾袋的设计 4267481.5垃圾桶体的垃圾袋融断装置设计 4132201.5.1明确加热融断装置的工作要求 479401.5.2设计加热电路 560891.5.3选择计算加热电路的元件 61.1垃圾桶结构设计分析对于一个新产品的开发,合理可行的总体方案至关重要。根据现有的产品的结构和功能,选择气动手爪则需要满足相应结构要求和功能需求,总体设计之后,通过一些可行性分析,确定具体选择方案。垃圾桶整体采用不锈钢，体积小重量轻，防辐射防腐蚀。垃圾桶体比一般室内垃圾桶小，及时更换垃圾袋防止大量细菌的滋生。为防止气动系统的震动，垃圾桶体及相关设备被固定。吸附垃圾袋在垃圾桶体下方打了几个孔作为微型真空泵工作的气孔，气管可拆卸，方便清洗垃圾桶时垃圾桶内积水。1.2机械气爪的条件筛选与计算核验本次垃圾桶采用机械手爪（气动）夹取的方式，对于气动机械型爪子的选择，要满足以下条件。必须具备气动手爪的基本功能，气动手爪是为了更好满足实际工作需要,所以我们在开发新功能的同时,必须保证气动手爪的现有基本功能正常实现,不能因为要开发新功能而使气动手爪的基本功能受到影响而导致性能降低。气动手爪抓住垃圾袋后,在丢垃圾过程中有可能出现垃圾袋滑落的现象,为气动手爪的设备增加了电磁吸附助力的辅助功能,就可以降低这种现象的发生的概率。此功能使气动手爪在抓住垃圾袋后在手爪在抓取面与垃圾袋接触面间产生电磁力,从而使垃圾袋和手爪抓取面产生一定的吸附力,起到防止垃圾袋承受不住重量而滑落的作用。结构要求简单化、小型化选择新型气动手爪的设备需要具备上述的几个功能,同时,在结构设计上要尽量简单化、小型化。如果因为选择了新功能使得结构异常复杂、体积增加幅度过大,那么自动换袋垃圾桶的制造成本会增加、而且实用性能也会下降。所以,在结构设计上,整体期望的目标是:在尽量不改变外形尺寸的情况下,设计简单的结构实现所需要的功能。工作可靠性要求，任何新产品要投入生产实际应用,可靠性都是非常重要的要求。新型气动手爪的选择必须保证垃圾桶能可靠的工作,这样才能得到广泛的应用,才能体现其应用价值。图6手爪（气动）三维结构图根据以上条件，选择SMC公司的MHC2-支点开闭型标准型气爪，该手爪气缸的缸径为10mm，动作方式为单作用常开，手指间的距离为10mm,选用M9NV无触点通用型直接出线式磁性开关（两个），附加指示灯，采用NPN三线接线法，从纵向引出。根据公式：F=m-质量，kgg-重力加速度取10ms-安全系数取4μ-阻力系数取0.1则MHC2-支点开闭型标准型手爪的夹紧力为F=0.1×10×4设定加速度为0.05m/s,则惯性力：G应为提升垃圾桶是依靠另外的气缸,所以该气动机械爪符合所需要的设计要求1.3垃圾桶体的外形功能计算校核图7垃圾桶体三维结构图垃圾桶体采用六边形底，方便后期机械手的安装，垃圾桶体下自带四个便于真空发生器安装气管的小孔，垃圾桶上方两边镂空方便垃圾桶的加热封装设备的安装。根据三维软件SolidWorks上对垃圾桶三维模型的测量，垃圾桶体内侧的底面面积约为49883mm2V=hS=0.028×0.05=0.014V-垃圾桶体积h-垃圾桶内侧底面到桶口的高度S-垃圾桶内侧底面面积能够满足日常生活需求，符合设计需要。1.4垃圾桶配套特质垃圾袋的设计本次垃圾袋采用特殊设计，袋口由轻质的磁铁圈组成，直径125mm的异形磁铁。袋子则是由EVA低熔点塑料袋组成。乙烯-醋酸乙烯共聚物又称EVA树脂，分子式是C6H1002，分子量为114.1424，该物质用作各种薄膜、发泡制品、热熔胶和聚合物改性剂。熔点:99℃，是由乙烯（E）和乙酸乙烯（VA）共聚而制得。以EVA树脂为主要成分的热熔胶，由于不含溶剂，不污染环境且安全性较高一般情况下，乙酸乙烯含量在5%以下的EVA，其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等;乙酸乙烯含量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等;乙酸乙烯含量在20~28%的EVA，主要用于热熔粘合剂和涂层制品;乙酸乙烯含量在5%~45%，主要产品为薄膜（包括农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发泡制品，热熔粘合剂等。比如:台塑—牌号7340M，熔化点:95℃，软化点:70℃，VA含量14%，熔融指数(MI):2.5g/10min，材料特性:高弹性，高可挠性。完全符合对应设计所需的要求1.5垃圾桶体的垃圾袋融断装置设计1.5.1明确加热融断装置的工作要求设计电路系统前，一定要弄清电路连线和电器元件的要求和工作环境条件等。本次设计就需要在短时间内完成加热的功能1.5.2设计加热电路列出电动加热元件的工作程序图。画信号动作状态线图或者卡诺图，也可直接写出逻辑函数表达式，画逻辑原理图，画原理图如下图图8加热线路图（proteus仿真）表1加热电路元件表序号名称符号数量147K电阻R112二级管1N4007D1131nF磁性电容C11424.8V极性二极管D215200K滑动变阻器W116680K电阻R2、R627470Ω滑动变阻器W218150Ω电阻R319100Ω电阻R41101.5M电阻R5111560Ω电阻R71120.47nF磁性电容C2113EL2045-7管脚继电器KT3582214发光二极管D3115二级管1N4148D41续表1序号名称符号数量16双向可控硅MAC117加热电阻丝R11.5.3选择计算加热电路的元件根据公式WQ假设常温20度，已知铁的比热容是430J/(kg.℃),加热电烙铁的面积为0.02×0.1=2×10−3m2，厚度为10mm,铁的密度为7.86g/cm2，常温下电阻率为9.78×则Q=CM∆T=CρV∆T=430×2×10−3假设电阻是100Ω，则得出要给与的电流至少为I=QRT=146.3则家用交流电压220V或者直流24V电压完全能满足其需要。电AC220V经R1降压、D1半波整流、D2削波稳压、C1滤波后作为比较器件IC电源电压及调温设定电压源。IC-A③脚为热电偶检测电压输入端（与温度值对应）；②脚为调温设定电压。在②、③脚两端电压比较后，由①脚输出。其中R5的作用是将输入的很少一部分反馈至同相输入端③脚，以使在小信号波动时输出锁定不变。当热电偶检到温度偏低时；③脚电平相对②脚低，使输出①脚也低。进而使IC-B放大器⑥脚相对于固定偏置的⑤脚偏低，使输出⑦脚为高。由于IC-B⑤脚电压是由AC220V经R6、R7分压而得，因而，频率、相位完全与AC2