毕业文（设计）
文（设计）题目 动垃圾桶感应开盖结构设计改进
______________________________________________________
试点单位 _______________________________
学生姓名 胡鹏飞 学号 1742001252217
机械设计制造动化 专业 2017 届（秋） 科 层次 (专科)
指导老师姓名 张赟 专业技术职称
湖北广播电视学印制
湖北广播电视学毕业设计（文）教师指导记录表
省（市州）电______________教学点_______________指导教师___张赟 ____
学生姓名
胡鹏飞
学号
1742001252217
专业
机械设计制造动化
第
次指导
指导时间：
指导容：
第
二次指导
指导时间：
指导容：
第
三次指导
指导时间：
指导容：
第
四次指导
指导时间：
指导容：
第
五次指导
指导时间：
指导容：
目 录
引言 1
二动垃圾桶感应开盖结构分析 2
（）动垃圾桶工作原理 2
（二）动垃圾桶感应开盖结构 3
（三）动垃圾桶功分析 3
三动垃圾桶感应开盖结构设计 4
（）动垃圾桶感应开盖结构设计方案 4
1垃圾桶感应方式确定 4
2机械传动方式确定 4
3丝杆螺母副确定 6
（二）垃圾桶设计图 7
四动垃圾桶感应开盖硬件电路设计 9
（）硬件电路总体设计 9
（二）电源电路模块 9
（三）芯片控制中心模块 10
（四）信号检测电路模块 10
（五）控制电路模块 11
（六）语音电路模块 12
五动垃圾桶感应开盖软件设计测试 13
（）容量探测程序流程 13
（二）电机控制程序流程 14
（三）动垃圾桶测试 14
六总结 15
参考文献 16
摘
文针目前智垃圾桶开盖方式分析动垃圾桶感应开盖结构设计改进红外感应开盖轻触式感应开盖两种感应开盖方式优缺点进行分析较终轻触式感应种机械传动机构进行优缺点分析较终丝杆传动作垃圾桶机械传动机构丝杆螺母副类型选择样做出分析时文重点分析研究制动垃圾桶感应开盖硬件电路设计详细出硬件电路总体设计方案电路模块详细设计分析动垃圾桶感应开盖软件设计测试分析容量探测程序流程电机控制程序流程分析动垃圾桶性测试终测试结果表明文设计动垃圾桶性优良值日常生活中进行推广
关键词：智垃圾桶设计改进
引言
现市场已销售种样式动化智垃圾桶中包括：例利红外线进行动控制动翻盖智垃圾桶物联网系统基础设计智垃圾桶太阳智垃圾桶基线WiFi网络智垃圾桶等垃圾桶体积较结构复杂着易维修问题加成高般家庭文设计垃圾桶结构简单体积巧适普通家庭
城市方垃圾桶作服务社会方便物品垃圾桶情况卫生状况等会反映出国家社会济发展水国民素质等等垃圾桶充分仅保证周围环境整洁社会风气更加文明谐
二动垃圾桶感应开盖结构分析
（）动垃圾桶工作原理
（1）感应式通常称电子感应垃圾桶组成结构包括红外线传感器机械传动装置正反转开关电动机等种开盖方式基原理通红外线传感器感应信号通转换时候通电信号形式传送正反转开关然动开启电动机运动完成机械性开启关闭垃圾桶盖行般红外线感应区域范围设置15cm完成扔垃圾行3秒钟桶盖会动关闭图1垃圾桶时需接触位置全程动化样减少产生接触垃圾桶感染细菌顾虑
图1 感应式程序流程图
（2）轻触式专业名称轻触式电动垃圾桶组成部分包括：安装垃圾桶前部方感应触摸开关电动机机械传动装置等脚轻轻触动触摸延时开关控制电机正反转开关电机实现正转反转带动传动机构做垃圾桶动开盖关盖
（二）动垃圾桶感应开盖结构
两种电子感应垃圾桶轻触式电动垃圾桶结构中感应开关正反转开关电机电源组成中感应装置正反转开关市场类型技术成熟电源更仅仅需普通36v蓄电池电机样普通直流电机行垃圾桶开盖闭合需机械传动装置机械传动装置组成般通种机械传动机构组成传动机构类型般四杆机构液压升降机构齿轮条升降机构皮带升降机构等等合适机械传动机构动垃圾桶更安全便捷更低成
（三）动垃圾桶功分析
智垃圾桶功：动翻盖闭盖动压缩垃圾语音提示垃圾垃圾桶满箱检测具显著域特色垃圾桶外形设计
（1）动翻闭盖功红外线传感器感应信号转换电信号形式传送正反转开关然动开启电动机运动完成机械性开启关闭垃圾桶盖行
（2）动压缩功通垃圾桶中设置垃圾动压缩装置旦垃圾桶垃圾占定面积动关盖时候通启动垃圾动压缩装置垃圾急性压缩够加节省垃圾桶空间
（3）语音提示功动垃圾桶程序进行设置语音词条存入存储器中运行工作时候达语音播报效果友语言提示仅提醒垃圾入桶行产生趣味性设置合理语音提示会起效果
三动垃圾桶感应开盖结构设计
（）动垃圾桶感应开盖结构设计方案
1垃圾桶感应方式确定
现垃圾桶够规范常会出现垃圾时倒掉造成周边环境污染细菌滋生投递垃圾时候手部会接触垃圾桶造成细菌传播春天夏天样传染病频发季节里童容易受细菌侵害设计出种动式垃圾桶十分必感应式装置动开启动关闭减少接触垃圾桶环节效防止桶垃圾清理时造成周边环境污染
电子感应垃圾桶轻触式垃圾桶优缺点十分明显感应式垃圾桶优点投放垃圾时体垃圾桶没接触样避免接触垃圾桶滋生细菌保持安全卫生完全单手操作相传统脚踏式手动翻盖式垃圾桶程度解放双手感应式垃圾桶着明显足处首先文设计垃圾桶更适普通家庭垃圾桶高度会太高成扔垃圾时需弯腰感应器探测信号样会觉方便次作家垃圾桶太必消耗感应式垃圾桶红外感应器需停发射红外脉信号造成必浪费更重点感应式垃圾桶容易造成误判尤家庭养宠物情况第会造成源浪费第二猫狗等宠物坐垃圾桶时造成误判时会垃圾桶造成损害轻触式垃圾桶优点缺点明显优点脚轻轻触碰感应器实现垃圾桶开盖闭合样卫生方便容易误判现象感应器时处机状态没太浪费感应式垃圾桶相轻触式垃圾桶缺点轻触式垃圾桶必须触碰感应器坐时候需伸腿开盖样会点方便做单手操作足处相传统脚踩式垃圾桶已改善综述文终确定垃圾桶感应开盖方式轻触式
2机械传动方式确定
机械传动方式动垃圾桶设计中重部分合适传动方式垃圾桶十分重种方式合适需分析
①四杆机构种传动机构工作原理通利电动机进行齿轮降速然通电机带动四杆机构转动促垃圾桶开盖该机构运动副均面接触传动时受单位面积压力较转动程中受阻力部零件会轻易受磨损周期变长接触面通常采圆柱面面设计制作起十分简单材料较优质缺点构件作复运动时惯性力难衡易产生动载荷设计复杂会导致体积低副间存间隙会积累误差效率较低
②钢丝绳传动钢丝绳传动原理通紧紧绕槽轮绳索槽轮间摩擦力产生传递力带动机械传动然利电动机带动蜗杆涡轮减速器运动滚筒涡轮够连接起利滑轮钢丝绳组成执行机构带动垃圾桶桶盖移动该传动机构优点噪音较低成较低缺点明显然生产制作方便易拉伸保证准确需常调整安全系统设计较烦样仅保证安全性提高成适合家庭
③丝杆传动种传动方式中通圆锥齿轮传动方式带动丝杆进行旋转运动螺母移动终提升垃圾桶桶盖种丝杆传动机构结构相说较简单占空间十分时工作性表现较优秀传动方式相造价相较较低时产生噪音低
④液压传动机构采液压驱动实现垃圾桶盖移动液压传动机构优缺点十分明显该机构运作整噪音低液压系统障排较麻烦液压密封需定技果没处理会出现障时液压系统较庞适家庭型垃圾桶
⑤齿轮齿条传动机构种传统机构通电动机轴齿轮进行连接然驱动齿轮条实现移动终促进垃圾桶桶盖移动该机构优点传动精确保养维护较困难齿轮造价高适合家庭
⑥链条传动升降机构通电动机链条传动机构实现垃圾桶盖开启良导性驱动力维护方便制作成较高系统做安全运行需增加较安全措施更进步增加成点该系统尺寸较占空间较
⑦皮带传动升降机构种传动机构传统程中通电动机皮带传动机构实现垃圾桶桶盖开启皮带传动升降机构工作程中运行十分稳没噪声够实现缓传动机构工作程中果出现载情况皮带会带轮华够防止薄弱零件出现损坏情况够实现安全保护种传动机构精确度高时机构较庞维护保养复杂程度较高
种传统机构优缺点情况丝杆传动机构噪音较低寿命较长够承受荷载较时种传动机构控制相说较简单时成较低十分省时省力般情况四杆机构升降设备中应较广泛样较适合垃圾桶盖传动机构中
3丝杆螺母副确定
滚珠丝杆螺母副作回转运动转化成直线运动样种新型传动装置种十分特殊丝杆副组成结构中包括滚珠作中间元件螺母丝杆连接成整体螺旋滚道构成螺母四赶螺旋状凹槽装起般情况螺母滚珠回路凹槽凹槽连接螺旋轨道首尾终星湖封闭循环滚道然滚道装满滚珠种机构工作原理丝杆处旋转运动时滚珠滚道进行转时够着滚道进行循环转动螺母者丝杆呈轴线移动般情况丝杆螺母循环外循环样两种循环方式循环程中滚珠丝杆直接接触外循环滚珠丝杆直接触循环
外循环滚珠丝杆原理通螺旋凹槽者插螺母外面然需滚珠脱离丝杆返回螺母中进行重新循环循环相外循环制造加工工艺更加复杂时难实现滚道接缝外滑性样会影响滚珠滚道稳性
循环滚珠丝杆原理通安装螺母部反器实现滚珠循环循环程中滚珠丝杆会脱离
国循环流循环方式制作设计工艺成熟质量十分稳定维修方便
综文选循环滚珠螺母副作文丝杆机构动转换装置
（二）垃圾桶设计图
1丝杠2回珠3滚珠4螺母
图2 循环滚珠螺母副
图3 圆锥齿轮
1外壳2顶盖3连接杆4丝杠5圆锥齿轮6电机
7电源8正反转开关9触摸感应开关
图4 整体简图
电动机减速器作实现减速时减速器输出轴会转盘进行交接然转盘会边缘方连杆端进行铰接连杆端年会制动杆端进行铰接制动杆端会拉杆端进行铰接然拉杆端会盖子进行铰接种情况智垃圾桶机械传动机制置桶身背侧时桶身会盖子进行铰接部推拉式箱垃圾桶感应时会触发电路电动机会进行运作带动转盘运动转盘会带动连杆转动低点然直动杆运动会通拉杆盖子拉开盖子开程中会通顶杆压板拉起时候通延时电力进行控制然垃圾桶会保持开盖状态然方面丢入垃圾离开会次触发电路然转盘会带动连杆转动高点盖子闭合压板垃圾进行压缩电路运行终止时垃圾压板作力超传感器预设值触发语言电路进行语音提示垃圾桶装垃圾已达规定容量手动箱拉出倒完垃圾放回
四动垃圾桶感应开盖硬件电路设计
（）硬件电路总体设计
硬件电路部份包括：电源电路模块Mod_1HT46F49E芯片控制中心模块Mod_2信号检测电路模块Mod_3控制电路模块语音电路模块Mod_4分说明：
Mod_1模块：电源电路模块会通单片机HT46F49E实现供电功
Mod_2模块：通单片机芯片HT46F49E建立基输入输出模型实现信号检测模块串行通信功实现基控制
Mod_3模块：模块功通检测电力局电器进行串联实现外部信号检测
Mod_4模块：模块通电磁铁实现垃圾桶桶盖开关闭语音电路模块中通编程方式实现智垃圾桶语音播报功
（二）电源电路模块
电源电路模块中组成装置变压器桥式正路电路集成器电容般家电器220v交流电压变压器降压桥式整流电路进行整理然通集成器电压稳定5v实现单片机HT46R23供电功防止电压电信号干扰集成器7085两端联接入电容滤掉余电波电路图示：
图5电源模块电路图
（三）芯片控制中心模块
图6 HT46F49E单片机引脚功表
工作电压：
fSYS4MHz：22V ~55V
fSYS8MHz：33V~55V
fSYS12MHz：45V~55V
• 13 23 双输入输出口
• 实现输入输出引脚外部中断输入
• 置晶体RC 振荡驱动电路
• 门狗定时器
• 具PFD 功发声
• 暂停唤醒功降低功耗
• VDD 5V系统频率8MHz 时指令周期05μs
课题设计中稳定电源5vHT46F49E单片机进行供电工作8MHz时钟频率采RISC 结构集成AD PWM 功优势仅够保持高效率运算速度性消耗量少控制操作简单设计成
（四）信号检测电路模块
信号检测电路部分分模块：
（1）轻触式传感器模块
①种探头探测体辐射目标热释电元件红外辐射十分敏感
②设计程中效感应体高度需辐射面设置菲泥尔滤光片避免该装置受外部环境干扰
③动红外探头中般两热释电元件通串联者联方式进行连接种热释电元件电极通头尾相连方式进行连接连接方致受外部环境辐射影响会产生样释电反应够相互抵消追踪功实现探测器信号输出
④接探测感应领域时感应器会某镜面产生聚焦热释电元接收热释电元接收热量相等产生热释电样法实现全部抵消定信号处理会启动装置中报警装置
⑤传感器性求会菲泥尔滤光片产生样感应距离终监控领域范围样监控范围越控制力度会越
图7 HN911型热释电红外探头部电路框图
图示般情况①端输出低电②端输出高电进入监控范围感应装置会产生聚焦终热释电元浓缩接收产生输出信号然信号处理会输出控制信号时候①端输出高电②端输出低电外模块外部安装增益调节电位器实现放器增益效果
（五）控制电路模块
模块中般电磁铁控制垃圾桶盖开关设计中拍合式电磁铁具体结构图：
图8 拍合式电磁铁结构图
线圈1套铁心2固定住衔铁3运动停止圈中电流电磁吸力消失电磁铁通电时候产生电磁吸力结合杠杆原理会桶盖动开停止电磁铁供电会产生电磁吸力时桶盖受重力作条件动关闭
（六）语音电路模块
语音电路模块中ISD2512010址输入端分A0～A9模块录制力实现1024位具体址空间0~1023址daunt应工作模式SD25120址线途途工作模式控制外途分段路放应起始段址址端口中操作A0～A9开始果A0～A9赋值话AUXIN作辅助出入工嗯呢该VSSDVSSA模拟SP+SP扬声器输出具体电路图示：
图9语音电路模块
五动垃圾桶感应开盖软件设计测试
（）容量探测程序流程
种设计广群众提供较便利性更具智化标准设计时采超声波测距垃圾桶深度进行实时测量样时发现垃圾桶部空间果装垃圾容量垃圾桶整体容量三分时候垃圾桶会发生更换垃圾袋提示实现户垃圾桶智化理功HT46F49E单片机需利串口接收控制模块语音识处理结果设计采探测距离2cm~45cm
传感器中US100超声波测距模块专门测量距离然通控制单片机想US100超声测距模块Trigtx脚输入10μS高电然模块外发出840KHz超声波脉
模块具动检测回声信号功然根测量温度动调节Echo端输出高电持续时间T通测量出距离长短
（二）电机控制程序流程
设计需完成种类型动作需设计电机数量较采L298N电机驱动芯片方便控制操作程中控芯片HT46F49E通分析串口传入LD3320语音识芯片处理结果字符串进判断条件完成关控制动作1）考虑系统运动中会外界产生定触碰造成系统障专门设计延迟执行动作然通红外传感器系统够智避开障碍物2）考虑语音识程中出现错误率情况提高正确控制概率次设计专门利口令进行控制设计说出级口令启动实现接系统语音控制样够效提高系统语音识正确率电机控制程序流程图10示
图10 电机控制程序流程
（三）动垃圾桶测试
动化垃圾桶完成终设计开展智化检测通电源缓缓走进垃圾桶时候垃圾桶会动开盖然语音提示功会提醒垃圾桶类丢进走垃圾桶桶盖会关闭果垃圾桶垃圾占定面积垃圾桶压缩装置会垃圾进行压缩利容量垃圾桶容量三分时候会时提示户更换垃圾袋次检测项目均良实现基智化水该款功智垃圾桶通机械机构电路程序结合完成五项功设计研究出整套电路设计思路设计出整套运动机械结构曲柄滑块机构压缩机构连杆机构现场测验验证该智垃圾桶项功
六总结
次设计针现智垃圾桶开盖方式动垃圾桶感应开盖结构分析改进通分析红外感应开盖轻触式感应开盖两种感应开盖方式优缺点终出结果轻触式感应脚轻轻触碰感应器实现垃圾桶开盖闭合样卫生方便容易误判现象时种机械传动机构进行优缺点分析较终发现丝杆传动作垃圾桶机械传动机构循环滚珠螺母副作文丝杆机构动转换装置具较稳定性国家力倡导绿色发展天垃圾效方便处理关健康生活重部分传统垃圾桶缺点足处智垃圾桶弥补机电技术相结合智垃圾桶更提供方便安全卫生生活环境
参考文献
[1]陈伟珍 环保型动垃圾桶设计简析[J] 轻工科技 2013(4)7778
[2]梁建陈伟珍 电子动卫生桶传动系统[J] 机械传动 2008(5)118121
[3]余韩蔡勋勇苗玉彬黄丹枫 跨度温室遮阳保温系统齿轮齿条传动装置研发[J] 农业工程技术(温室园艺) 2008(1)1011
[4]郭思远治民 MPS磨煤机动态分离器优化设计[J] 科技创业家 2014(8)9091
[5]汪谢 电源测试线升降机研究实现[D] 武汉理工学 2013
[6]王广林 种新型垃圾桶提升机构[J] 机械工程师 2004(10)6667
[7]付涌玉 浅谈城市园林绿中垃圾箱[J] 农业科技信息(现代园林) 2007(7)117121
[8]张腾震 学校体育教育中终身体育意识培养研究——初等教育阶段[J] 代体育科技 2014(28)160161
[9]立杰 文国城市生活垃圾处置收费制度研究[D] 中国政法学 2011
[10]师翼 液压技术机械缓应中讨[J] 贵州工业学学报(然科学版) 2008(4)169172
指导教师评语建议成绩：
指导教师_____________ 20 年 月 日
指导教师评语建议成绩：
指导教师_____________ 20 年 月 日
答辩组（县级电）意见成绩评定：
答辩（审阅）教师_____________________ 单位盖章
答辩组长（审阅负责）______________ 20 年 月 日
答辩组（市州电）意见成绩评定：
答辩教师（审阅教师）_________________ 单位盖章
答辩组长（审阅负责）______________ 20 年 月 日
省电终审意见成绩评定
审阅教师________________________ 单位盖章
审阅负责______________________ 20 年 月 日
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毕业文（设计）
文（设计）题目 动垃圾桶感应开盖结构设计改进
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试点单位 _______________________________
学生姓名 胡鹏飞 学号 1742001252217
机械设计制造动化 专业 2017 届（秋） 科 层次 (专科)
指导老师姓名 张赟 专业技术职称
湖北广播电视学印制
湖北广播电视学毕业设计（文）教师指导记录表
省（市州）电______________教学点_______________指导教师___张赟 ____
学生姓名
胡鹏飞
学号
1742001252217
专业
机械设计制造动化
第
次指导
指导时间：
指导容：
第
二次指导
指导时间：
指导容：
第
三次指导
指导时间：
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第
四次指导
指导时间：
指导容：
第
五次指导
指导时间：
指导容：
目 录
引言 1
二动垃圾桶感应开盖结构分析 2
（）动垃圾桶工作原理 2
（二）动垃圾桶感应开盖结构 3
（三）动垃圾桶功分析 3
三动垃圾桶感应开盖结构设计 4
（）动垃圾桶感应开盖结构设计方案 4
1垃圾桶感应方式确定 4
2机械传动方式确定 4
3丝杆螺母副确定 6
（二）垃圾桶设计图 7
四动垃圾桶感应开盖硬件电路设计 9
（）硬件电路总体设计 9
（二）电源电路模块 9
（三）芯片控制中心模块 10
（四）信号检测电路模块 10
（五）控制电路模块 11
（六）语音电路模块 12
五动垃圾桶感应开盖软件设计测试 13
（）容量探测程序流程 13
（二）电机控制程序流程 14
（三）动垃圾桶测试 14
六总结 15
参考文献 16
摘
文针目前智垃圾桶开盖方式分析动垃圾桶感应开盖结构设计改进红外感应开盖轻触式感应开盖两种感应开盖方式优缺点进行分析较终轻触式感应种机械传动机构进行优缺点分析较终丝杆传动作垃圾桶机械传动机构丝杆螺母副类型选择样做出分析时文重点分析研究制动垃圾桶感应开盖硬件电路设计详细出硬件电路总体设计方案电路模块详细设计分析动垃圾桶感应开盖软件设计测试分析容量探测程序流程电机控制程序流程分析动垃圾桶性测试终测试结果表明文设计动垃圾桶性优良值日常生活中进行推广
关键词：智垃圾桶设计改进
引言
现市场已销售种样式动化智垃圾桶中包括：例利红外线进行动控制动翻盖智垃圾桶物联网系统基础设计智垃圾桶太阳智垃圾桶基线WiFi网络智垃圾桶等垃圾桶体积较结构复杂着易维修问题加成高般家庭文设计垃圾桶结构简单体积巧适普通家庭
城市方垃圾桶作服务社会方便物品垃圾桶情况卫生状况等会反映出国家社会济发展水国民素质等等垃圾桶充分仅保证周围环境整洁社会风气更加文明谐
二动垃圾桶感应开盖结构分析
（）动垃圾桶工作原理
（1）感应式通常称电子感应垃圾桶组成结构包括红外线传感器机械传动装置正反转开关电动机等种开盖方式基原理通红外线传感器感应信号通转换时候通电信号形式传送正反转开关然动开启电动机运动完成机械性开启关闭垃圾桶盖行般红外线感应区域范围设置15cm完成扔垃圾行3秒钟桶盖会动关闭图1垃圾桶时需接触位置全程动化样减少产生接触垃圾桶感染细菌顾虑
图1 感应式程序流程图
（2）轻触式专业名称轻触式电动垃圾桶组成部分包括：安装垃圾桶前部方感应触摸开关电动机机械传动装置等脚轻轻触动触摸延时开关控制电机正反转开关电机实现正转反转带动传动机构做垃圾桶动开盖关盖
（二）动垃圾桶感应开盖结构
两种电子感应垃圾桶轻触式电动垃圾桶结构中感应开关正反转开关电机电源组成中感应装置正反转开关市场类型技术成熟电源更仅仅需普通36v蓄电池电机样普通直流电机行垃圾桶开盖闭合需机械传动装置机械传动装置组成般通种机械传动机构组成传动机构类型般四杆机构液压升降机构齿轮条升降机构皮带升降机构等等合适机械传动机构动垃圾桶更安全便捷更低成
（三）动垃圾桶功分析
智垃圾桶功：动翻盖闭盖动压缩垃圾语音提示垃圾垃圾桶满箱检测具显著域特色垃圾桶外形设计
（1）动翻闭盖功红外线传感器感应信号转换电信号形式传送正反转开关然动开启电动机运动完成机械性开启关闭垃圾桶盖行
（2）动压缩功通垃圾桶中设置垃圾动压缩装置旦垃圾桶垃圾占定面积动关盖时候通启动垃圾动压缩装置垃圾急性压缩够加节省垃圾桶空间
（3）语音提示功动垃圾桶程序进行设置语音词条存入存储器中运行工作时候达语音播报效果友语言提示仅提醒垃圾入桶行产生趣味性设置合理语音提示会起效果
三动垃圾桶感应开盖结构设计
（）动垃圾桶感应开盖结构设计方案
1垃圾桶感应方式确定
现垃圾桶够规范常会出现垃圾时倒掉造成周边环境污染细菌滋生投递垃圾时候手部会接触垃圾桶造成细菌传播春天夏天样传染病频发季节里童容易受细菌侵害设计出种动式垃圾桶十分必感应式装置动开启动关闭减少接触垃圾桶环节效防止桶垃圾清理时造成周边环境污染
电子感应垃圾桶轻触式垃圾桶优缺点十分明显感应式垃圾桶优点投放垃圾时体垃圾桶没接触样避免接触垃圾桶滋生细菌保持安全卫生完全单手操作相传统脚踏式手动翻盖式垃圾桶程度解放双手感应式垃圾桶着明显足处首先文设计垃圾桶更适普通家庭垃圾桶高度会太高成扔垃圾时需弯腰感应器探测信号样会觉方便次作家垃圾桶太必消耗感应式垃圾桶红外感应器需停发射红外脉信号造成必浪费更重点感应式垃圾桶容易造成误判尤家庭养宠物情况第会造成源浪费第二猫狗等宠物坐垃圾桶时造成误判时会垃圾桶造成损害轻触式垃圾桶优点缺点明显优点脚轻轻触碰感应器实现垃圾桶开盖闭合样卫生方便容易误判现象感应器时处机状态没太浪费感应式垃圾桶相轻触式垃圾桶缺点轻触式垃圾桶必须触碰感应器坐时候需伸腿开盖样会点方便做单手操作足处相传统脚踩式垃圾桶已改善综述文终确定垃圾桶感应开盖方式轻触式
2机械传动方式确定
机械传动方式动垃圾桶设计中重部分合适传动方式垃圾桶十分重种方式合适需分析
①四杆机构种传动机构工作原理通利电动机进行齿轮降速然通电机带动四杆机构转动促垃圾桶开盖该机构运动副均面接触传动时受单位面积压力较转动程中受阻力部零件会轻易受磨损周期变长接触面通常采圆柱面面设计制作起十分简单材料较优质缺点构件作复运动时惯性力难衡易产生动载荷设计复杂会导致体积低副间存间隙会积累误差效率较低
②钢丝绳传动钢丝绳传动原理通紧紧绕槽轮绳索槽轮间摩擦力产生传递力带动机械传动然利电动机带动蜗杆涡轮减速器运动滚筒涡轮够连接起利滑轮钢丝绳组成执行机构带动垃圾桶桶盖移动该传动机构优点噪音较低成较低缺点明显然生产制作方便易拉伸保证准确需常调整安全系统设计较烦样仅保证安全性提高成适合家庭
③丝杆传动种传动方式中通圆锥齿轮传动方式带动丝杆进行旋转运动螺母移动终提升垃圾桶桶盖种丝杆传动机构结构相说较简单占空间十分时工作性表现较优秀传动方式相造价相较较低时产生噪音低
④液压传动机构采液压驱动实现垃圾桶盖移动液压传动机构优缺点十分明显该机构运作整噪音低液压系统障排较麻烦液压密封需定技果没处理会出现障时液压系统较庞适家庭型垃圾桶
⑤齿轮齿条传动机构种传统机构通电动机轴齿轮进行连接然驱动齿轮条实现移动终促进垃圾桶桶盖移动该机构优点传动精确保养维护较困难齿轮造价高适合家庭
⑥链条传动升降机构通电动机链条传动机构实现垃圾桶盖开启良导性驱动力维护方便制作成较高系统做安全运行需增加较安全措施更进步增加成点该系统尺寸较占空间较
⑦皮带传动升降机构种传动机构传统程中通电动机皮带传动机构实现垃圾桶桶盖开启皮带传动升降机构工作程中运行十分稳没噪声够实现缓传动机构工作程中果出现载情况皮带会带轮华够防止薄弱零件出现损坏情况够实现安全保护种传动机构精确度高时机构较庞维护保养复杂程度较高
种传统机构优缺点情况丝杆传动机构噪音较低寿命较长够承受荷载较时种传动机构控制相说较简单时成较低十分省时省力般情况四杆机构升降设备中应较广泛样较适合垃圾桶盖传动机构中
3丝杆螺母副确定
滚珠丝杆螺母副作回转运动转化成直线运动样种新型传动装置种十分特殊丝杆副组成结构中包括滚珠作中间元件螺母丝杆连接成整体螺旋滚道构成螺母四赶螺旋状凹槽装起般情况螺母滚珠回路凹槽凹槽连接螺旋轨道首尾终星湖封闭循环滚道然滚道装满滚珠种机构工作原理丝杆处旋转运动时滚珠滚道进行转时够着滚道进行循环转动螺母者丝杆呈轴线移动般情况丝杆螺母循环外循环样两种循环方式循环程中滚珠丝杆直接接触外循环滚珠丝杆直接触循环
外循环滚珠丝杆原理通螺旋凹槽者插螺母外面然需滚珠脱离丝杆返回螺母中进行重新循环循环相外循环制造加工工艺更加复杂时难实现滚道接缝外滑性样会影响滚珠滚道稳性
循环滚珠丝杆原理通安装螺母部反器实现滚珠循环循环程中滚珠丝杆会脱离
国循环流循环方式制作设计工艺成熟质量十分稳定维修方便
综文选循环滚珠螺母副作文丝杆机构动转换装置
（二）垃圾桶设计图
1丝杠2回珠3滚珠4螺母
图2 循环滚珠螺母副
图3 圆锥齿轮
1外壳2顶盖3连接杆4丝杠5圆锥齿轮6电机
7电源8正反转开关9触摸感应开关
图4 整体简图
电动机减速器作实现减速时减速器输出轴会转盘进行交接然转盘会边缘方连杆端进行铰接连杆端年会制动杆端进行铰接制动杆端会拉杆端进行铰接然拉杆端会盖子进行铰接种情况智垃圾桶机械传动机制置桶身背侧时桶身会盖子进行铰接部推拉式箱垃圾桶感应时会触发电路电动机会进行运作带动转盘运动转盘会带动连杆转动低点然直动杆运动会通拉杆盖子拉开盖子开程中会通顶杆压板拉起时候通延时电力进行控制然垃圾桶会保持开盖状态然方面丢入垃圾离开会次触发电路然转盘会带动连杆转动高点盖子闭合压板垃圾进行压缩电路运行终止时垃圾压板作力超传感器预设值触发语言电路进行语音提示垃圾桶装垃圾已达规定容量手动箱拉出倒完垃圾放回
四动垃圾桶感应开盖硬件电路设计
（）硬件电路总体设计
硬件电路部份包括：电源电路模块Mod_1HT46F49E芯片控制中心模块Mod_2信号检测电路模块Mod_3控制电路模块语音电路模块Mod_4分说明：
Mod_1模块：电源电路模块会通单片机HT46F49E实现供电功
Mod_2模块：通单片机芯片HT46F49E建立基输入输出模型实现信号检测模块串行通信功实现基控制
Mod_3模块：模块功通检测电力局电器进行串联实现外部信号检测
Mod_4模块：模块通电磁铁实现垃圾桶桶盖开关闭语音电路模块中通编程方式实现智垃圾桶语音播报功
（二）电源电路模块
电源电路模块中组成装置变压器桥式正路电路集成器电容般家电器220v交流电压变压器降压桥式整流电路进行整理然通集成器电压稳定5v实现单片机HT46R23供电功防止电压电信号干扰集成器7085两端联接入电容滤掉余电波电路图示：
图5电源模块电路图
（三）芯片控制中心模块
图6 HT46F49E单片机引脚功表
工作电压：
fSYS4MHz：22V ~55V
fSYS8MHz：33V~55V
fSYS12MHz：45V~55V
• 13 23 双输入输出口
• 实现输入输出引脚外部中断输入
• 置晶体RC 振荡驱动电路
• 门狗定时器
• 具PFD 功发声
• 暂停唤醒功降低功耗
• VDD 5V系统频率8MHz 时指令周期05μs
课题设计中稳定电源5vHT46F49E单片机进行供电工作8MHz时钟频率采RISC 结构集成AD PWM 功优势仅够保持高效率运算速度性消耗量少控制操作简单设计成
（四）信号检测电路模块
信号检测电路部分分模块：
（1）轻触式传感器模块
①种探头探测体辐射目标热释电元件红外辐射十分敏感
②设计程中效感应体高度需辐射面设置菲泥尔滤光片避免该装置受外部环境干扰
③动红外探头中般两热释电元件通串联者联方式进行连接种热释电元件电极通头尾相连方式进行连接连接方致受外部环境辐射影响会产生样释电反应够相互抵消追踪功实现探测器信号输出
④接探测感应领域时感应器会某镜面产生聚焦热释电元接收热释电元接收热量相等产生热释电样法实现全部抵消定信号处理会启动装置中报警装置
⑤传感器性求会菲泥尔滤光片产生样感应距离终监控领域范围样监控范围越控制力度会越
图7 HN911型热释电红外探头部电路框图
图示般情况①端输出低电②端输出高电进入监控范围感应装置会产生聚焦终热释电元浓缩接收产生输出信号然信号处理会输出控制信号时候①端输出高电②端输出低电外模块外部安装增益调节电位器实现放器增益效果
（五）控制电路模块
模块中般电磁铁控制垃圾桶盖开关设计中拍合式电磁铁具体结构图：
图8 拍合式电磁铁结构图
线圈1套铁心2固定住衔铁3运动停止圈中电流电磁吸力消失电磁铁通电时候产生电磁吸力结合杠杆原理会桶盖动开停止电磁铁供电会产生电磁吸力时桶盖受重力作条件动关闭
（六）语音电路模块
语音电路模块中ISD2512010址输入端分A0～A9模块录制力实现1024位具体址空间0~1023址daunt应工作模式SD25120址线途途工作模式控制外途分段路放应起始段址址端口中操作A0～A9开始果A0～A9赋值话AUXIN作辅助出入工嗯呢该VSSDVSSA模拟SP+SP扬声器输出具体电路图示：
图9语音电路模块
五动垃圾桶感应开盖软件设计测试
（）容量探测程序流程
种设计广群众提供较便利性更具智化标准设计时采超声波测距垃圾桶深度进行实时测量样时发现垃圾桶部空间果装垃圾容量垃圾桶整体容量三分时候垃圾桶会发生更换垃圾袋提示实现户垃圾桶智化理功HT46F49E单片机需利串口接收控制模块语音识处理结果设计采探测距离2cm~45cm
传感器中US100超声波测距模块专门测量距离然通控制单片机想US100超声测距模块Trigtx脚输入10μS高电然模块外发出840KHz超声波脉
模块具动检测回声信号功然根测量温度动调节Echo端输出高电持续时间T通测量出距离长短
（二）电机控制程序流程
设计需完成种类型动作需设计电机数量较采L298N电机驱动芯片方便控制操作程中控芯片HT46F49E通分析串口传入LD3320语音识芯片处理结果字符串进判断条件完成关控制动作1）考虑系统运动中会外界产生定触碰造成系统障专门设计延迟执行动作然通红外传感器系统够智避开障碍物2）考虑语音识程中出现错误率情况提高正确控制概率次设计专门利口令进行控制设计说出级口令启动实现接系统语音控制样够效提高系统语音识正确率电机控制程序流程图10示
图10 电机控制程序流程
（三）动垃圾桶测试
动化垃圾桶完成终设计开展智化检测通电源缓缓走进垃圾桶时候垃圾桶会动开盖然语音提示功会提醒垃圾桶类丢进走垃圾桶桶盖会关闭果垃圾桶垃圾占定面积垃圾桶压缩装置会垃圾进行压缩利容量垃圾桶容量三分时候会时提示户更换垃圾袋次检测项目均良实现基智化水该款功智垃圾桶通机械机构电路程序结合完成五项功设计研究出整套电路设计思路设计出整套运动机械结构曲柄滑块机构压缩机构连杆机构现场测验验证该智垃圾桶项功
六总结
次设计针现智垃圾桶开盖方式动垃圾桶感应开盖结构分析改进通分析红外感应开盖轻触式感应开盖两种感应开盖方式优缺点终出结果轻触式感应脚轻轻触碰感应器实现垃圾桶开盖闭合样卫生方便容易误判现象时种机械传动机构进行优缺点分析较终发现丝杆传动作垃圾桶机械传动机构循环滚珠螺母副作文丝杆机构动转换装置具较稳定性国家力倡导绿色发展天垃圾效方便处理关健康生活重部分传统垃圾桶缺点足处智垃圾桶弥补机电技术相结合智垃圾桶更提供方便安全卫生生活环境
参考文献
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指导教师评语建议成绩：
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