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项目名称:环保型智能社区垃圾箱机器人
组别:高中组 奖项:二等奖
代表团:四川省 参赛队:四川省绵阳市绵阳东辰国际学校
队员:唐恺 范舟 张家僮 教练员:魏开 张帝江 张万辉
项目摘要:

  目前大多数小区的公共垃圾箱箱盖需人为打开,然后投放垃圾,但许多人嫌垃圾箱盖脏不愿触碰箱盖,直接将垃圾放在垃圾箱旁,或将垃圾抛向垃圾桶,使垃圾散落一地;还有垃圾箱没有箱盖,夏天臭气熏天,同时滋生苍蝇老鼠,传播疾病。有的垃圾箱满了,而环卫工人来不及转运时,也会导致部分居民乱扔垃圾。于是我们设计了一款多功能环保垃圾箱来解决以上问题。利用机器人的相关技术,结合太阳能技术。做出了新型社区机器人垃圾箱。它能够只依靠太阳能供电;在人的手或物体接近投料口(感应窗)约25cm—35cm时,桶盖会自动开启,待垃圾投入后15-20秒桶盖又会自动关闭;当垃圾装满时,主动提醒,并自动将垃圾转运至小区垃圾站;并在夜晚时,箱体表面的LED灯自动打开,为小区提供道路照明和安全指示。同时通过远程无线呼叫系统,使机器人能够自动上门收取垃圾,为小区智能化提供可能,成为真正的社区环保志愿者。

演示视频

演示图片

设计目标

  目前大多数小区的公共垃圾箱箱盖需人为打开,但许多人嫌垃圾箱盖脏不愿触碰箱盖,直接将垃圾放在垃圾箱旁,或将垃圾抛向垃圾桶,使垃圾散落一地;还有的垃圾箱没有箱盖,夏天臭气熏天,同时滋生苍蝇老鼠,传播疾病。有的垃圾箱满了,而环卫工人来不及转运时,也会导致部分居民乱扔垃圾;同时小区垃圾箱分布不均匀,离单元楼较远,给居民生活带来不便。而且目前市场上的垃圾箱结构和功能均单一,不能满足小区智能化发展趋势的要求。 于是我们就想利用机器人的技术,来解决这一问题,利用红外感应控制垃圾箱盖自动开闭,避免环境污染,利用无线遥控技术控制垃圾箱机器人,使小区的垃圾收集和倾倒完全由机器人志愿者来完成,实现小区智能化。

研制过程

以现有垃圾桶外型为基础,采用机器人控制系统做为控制器,利用可控步进电机做驱动,利用光电传感器实现循迹行走,利用无线电433MHZ进行无线通讯使居民可以远程呼叫机器人。自动开盖装置由红外感应器与电动伸缩装置组成。底部结构仿照开盖装置,不过底部的开关控制采用触碰开关来实现。在箱体周围嵌入高效节能的LED灯,以用来提供照明和指示。利用PLC系统,实现对机器人的远程呼叫。给机器人导入设计好的路线图,使用巡线传感器使机器人能按照既定路线运动到达呼叫者所在单元门口等待收集垃圾。使用一块轻质的新型太阳能板(40W)以45度角安放在箱盖上,以便能较好的接受阳光照射发电并储存在蓄电池中。蓄电池放在底部多余空间,为整个系统提供电力,保证了晚上或阴天的正常使用。在基本思路确定后,我们按照已有的机器人技术的积累,主要采用机器人的硬件,并在老师的指导下,经过反复试验做出了实物模型,能够基本完成所需的功能。

科学性、创新性、实用性

  1、当人的手或物体接近投料口(感应窗)约25cm—35cm时,垃圾桶盖会自动开启,待垃圾投入后15-20秒桶盖又会自动关闭,人、物不需接触垃圾桶。、垃圾箱箱盖经常处于关闭状体,避免臭气熏天,同时避免滋生苍蝇老鼠,传播疾病。3、太阳能电池板为能源提供整个系通供电,绿色环保。4、当垃圾装满时,通过超声波测位,系统主动提醒,并根据程序自动将垃圾转运至小区垃圾站。、夜晚时,系统自动检测光线强弱,并根据设定值打开垃圾箱表面的LED灯,为小区照明和指示等。6、机器人在接到无线指令后能快速主动前往呼叫者所在单元门口收取垃圾,更好的为社区居民提供志愿服务,提高小区智能化程度。

进一步提高的设想

  目前机器人已能够完成在小区各栋楼下的自动收取功能。我们将进一步研究机器人上楼的功能。使人们在家里按下呼叫以后,机器人能直接到家门口收取家中的垃圾。这个系统的初步功能已能够实现,对于更多大面积用户的系统还在研制过程中。同时我们将进一步改进材料,以期运行更加稳定同时降低成本。