发布时间：2024-01-13 19:51:42   来源：安博电竞

  社区垃圾桶压缩系统，其包括自动压缩模块、无线收发模块、自动报警模块、重力感应模块以及外围辅助电路等，集检测、报警及压缩等多种功能于一体，可对垃圾桶进行智能化管理，垃圾达到一定高度后，基于

  垃圾桶作为一种常见的垃圾容纳工具，在家庭、酒店和社区等场合应用广泛[1]。随时代的进步，人类生活水准不断提高，垃圾桶形式及用途也一直更新发展，提高垃圾桶内的有效利用空间成为现代人类生活的迫切需要，设计一种智能社区垃圾桶自动压缩系统，将产生良好的社会效益和经济的效果与利益。本文从机械结构设计、压缩板计算校核和单片机控制管理系统等三方面介绍智能社区垃圾桶压缩系统的设计。

  由倾斜机构和垃圾桶本身组成了一个四连杆机构，其运动简图如图3所示。DE为固定结构，保持水平，AB为倾斜机构短杆，而BC为倾斜机构长杆，CD为垃圾桶，倾斜机构ABC初始角度α保持在40°，在上升期间，由于地球引力，倾斜机构A′B′C′所组成的角度α逐渐变大，直至α=α’=180°，即∠ABC=180°，短杆与长杆重合成为一条直线。AE代表升降机构中的齿条，跟随垃圾桶升降。

  倾斜机构如图4所示，可移动四连杆机构由上下移动杆、短杆、长杆和垃圾桶组合而成，随着垃圾桶升起，由于垃圾桶自身和装入其中的垃圾的重量，短杆与长杆所组成的α会逐渐变大，使垃圾桶倾斜。

  压缩机构运动简图如图5所示。MN为丝杆，O为压缩板，压缩板相当于一个滑块在丝杆上做直线运动。压缩机构由

  升降机构运动简图与压缩机构运动简图5类似，其升降机构都是由齿轮齿条来实现运动过程。垃圾桶倾卸垃圾前需升高到一定高度，这就要使用到升降机构，垃圾桶满工作人员来倾卸垃圾，按下上升按钮，大功率直流电机带动齿轮同步转动，齿轮转动使与之啮合的齿条上升，齿条两端固定在上、下两根移动杆上，垃圾桶底部和下移动杆连接，桶身上部则由倾斜机构连接到上移动杆，齿条上升带动垃圾桶整体一起上升。垃圾桶下降也是根据同样的原理，按下下降按钮，只要让直流电机反方向转动即可。

  升降机构由导轨、上/下移动杆、固定杆、电机、齿轮齿条构成。固定杆的作用是装载直流电机，即固定住齿轮高度，当齿轮齿条相对运动时，实质上是让齿条产生位移量[2]。

  压缩板材料为亚克力板，尺寸规格为230 mm×230 mm×5 mm，在受力计算校核中将其视为一根横梁，两端固定在丝杆上，主要受到丝杆对其产生的力，压缩板上下移动，将其简化为一端固定，一端可移动的简支梁模型来分析，如图6所示。

  长度为m，F=4 N。 根据平衡方程ΣM=0，对点B做多元化的分析，ΣMB=0，即：

  m的值即F的受力点有关。当m=100时，弯矩最大为200 kN·m，小于压缩板材料的抗弯强度，因此压缩板可正常使用。

  采用HT66F70A单片机作为总系统的核心，控制垃圾桶的各项功能，使其独立准确地完成各项工作。HT66F70A是HT66Fx0A系列的其中一款单片机，共有8组IO口，分别命名为PA、PB、…、PH，每组含有8个IO端口，用组名加上数字命名，从数字0开始，分别是PA0、PA1、…、PA7，其引脚图如图9所示，每个引脚都具有复用功能，编写程序时应对3个IO口的

  驱动机械结构，而单片机的IO口无法直接驱动电机，采用L298N专用电机驱动

  ，其不仅可同时驱动两个两相电机，也可驱动一个四相电机[3]。采用PWM调速的方法对电机进行调速，开关管在一个周期内的导通时间为t，周期为T，则电机两端的平均电压U=Vcc·t/T=αVcc（其中，α=t/T为占空比，Vcc为电源电压），电机的转速与电机两端的电压成比例，电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例，占空比越大，电机转得越快。4

  智能社区压缩垃圾桶桶盖由红外感应控制，不用时关闭，能有效抑制垃圾散发气味，防止其他动物乱翻垃圾桶，更有助于里面的压缩机构安全操作；内置压缩机构通过其他传感器的检测，控制压缩机构行程，合理规划利用空间，减少人力、物力的消耗；短信收发模块会在垃圾桶满后自动发短信到手持终端上，提醒人立即处理，节约世界资源。该设计适用于不同工况的公共区域，其独特的智能压缩系统极大的提升了垃圾桶的利用率及工作效率，拥有非常良好的未来市场发展的潜力和利用价值。

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