大學生創(chuàng)新項目申報書

1、大學生創(chuàng)新訓練項目申報書項目名稱基于智能垃圾桶的研究主持人所在系部機械工程系聯(lián)系電話188指導教師申請日期2016-11-22起止年月、申請理由（知識條件，特長、興趣，相關(guān)經(jīng)歷等）<1>項目背景：垃圾桶是家庭、小區(qū)、公共場所等不可缺少的設(shè)施。然而，在一些公共場合，雖然到處都有垃圾桶，但陳舊無新意，缺乏一些人性化設(shè)計，使人們用起來既不方便也不衛(wèi)生。例如：垃圾沒有丟進桶內(nèi)，導致遍地狼藉、臭氣沖天，嚴重污染環(huán)境；垃圾難以取出，費時費力。傳統(tǒng)的生活垃圾收集方式對環(huán)境的污染，困擾著人們的日常生活和健康。其一，無蓋的垃圾桶雖然方便人們投送垃圾，但是存在衛(wèi)生問題，垃圾的各種難聞的氣味特別容易通過

2、空氣傳播，而細菌的感染間接地給人們來了種種疾病的隱患，影響人們的生活；其二，有蓋的垃圾桶相對衛(wèi)生但是很不方便，而且必須通過自己親自開垃圾桶的蓋子才能扔垃圾，這樣就容易造成接觸感染，既不衛(wèi)生又影響心情。<2>自身條件：做事認真負責，踏實肯干，有良好的組織能力和協(xié)調(diào)能力，同時在一些比賽中收獲的一些經(jīng)驗和具備的能力，參與一些結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽，慧魚機器人比賽的研究，對于結(jié)構(gòu)方面有一定的了解。熟悉掌握INVENTOR單片機的基本原理。做事認真，勤勞，動手能力強，善于發(fā)明創(chuàng)造，獲得過許多獎項，如工程力學競賽一等獎，工圖比賽二等獎，參與過三下鄉(xiāng)活動，積極熱心，團結(jié)友好。擅長編程，獲得校計算機比賽一等

3、獎，聰明肯干，為人樸實，任勞任怨，曾獲校三好學生的獎項。熟悉各種計算機軟件，設(shè)計力學結(jié)構(gòu)，機械結(jié)構(gòu)，曾獲校區(qū)結(jié)構(gòu)大賽二等獎，節(jié)能減排大賽一等獎。二、項目研究內(nèi)容（目前研究的現(xiàn)狀、研究方法、實驗方案、解決的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點等）1總述設(shè)計總述垃圾桶內(nèi)部硬件主要由HT46F49E芯片控制中心，信號檢測電路、控制電路與語音電路四部份組成。通過信號檢測電路模塊檢測到探測范圍內(nèi)有人進入或者其他檢測信號時，經(jīng)過芯片控制中心模塊的分析處理后啟動控制電路模塊做出相關(guān)開蓋、關(guān)蓋等應(yīng)動作，語音電路模塊也隨之啟動并播放設(shè)定的語音，提醒人們保護環(huán)境，講究衛(wèi)生，當垃圾量過多時可以通過金屬電阻應(yīng)變片傳感器傳遞給控制電路，接

4、通外部亮燈電路。HT46F49E單片機具有休眠功能，在無人使用時可以進入休眠，節(jié)約能源。內(nèi)部為兩個子垃圾桶，一個裝可回收垃圾，另一個裝不可回收垃圾，還具有滲瀝液收集部分。垃圾桶的外部設(shè)計成長方形，在垃圾桶的表面設(shè)計宣傳保護環(huán)境衛(wèi)生的標語和口號，倡導人們愛護環(huán)境、保護環(huán)境，同時可以充分利用垃圾桶外殼的廣告功能，設(shè)計一些環(huán)保宣傳畫主要原理2主要設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)(1) HT46F49E單片機HT46F49E單片機采用5V穩(wěn)壓電源供電。工作在8MHz時鐘頻率。由于采用RISC結(jié)構(gòu),此系列單片機具有高運算速度和高性能的特性有了集成的A/D和PWM功能的優(yōu)勢，再加上低功耗、高性能、制的輸入/輸出和低成本等特性

5、(2) 熱釋紅外傳感器：平時端輸出低電平，端輸出高電平。當有移動發(fā)熱體迸太監(jiān)視范圍時，熱釋電紅外傳感器接收到紅外能量，并輸出檢測信號。該信號經(jīng)放大器放大后，由比較器進行比較判斷，再由信號處理電路處理后輸出控制信號。此時輸出端變?yōu)楦唠娖?，而輸出端變?yōu)榈碗娖?。在模塊的外部可接增益調(diào)節(jié)電位器，以調(diào)節(jié)放大器的增益。(3) 震動傳感器這種應(yīng)變片是利用真空沉積技術(shù)將半導體材料沉積在帶有絕緣層的試件上制成的。它通過改變真空沉積時襯底的溫度來控制沉積層電阻率的高低，從而控制電阻溫度系數(shù)和靈敏度系數(shù)。因而能制造出適于不同試件材料的溫度自補償薄膜應(yīng)變片。薄膜型半導體應(yīng)變片吸收了金屬應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片的優(yōu)點，并避

6、免了它的缺點，是一種較理想的應(yīng)變片。(4) 壓力傳感器其核心部分是一塊沿某晶向切割的N型的圓形硅膜片。在膜片上利用集成電路工藝方法擴散上四個阻值相等的P型電阻。用導線將其構(gòu)成平衡電橋。膜片的四周用圓硅環(huán)(硅杯)固定，其下部是與被測系統(tǒng)相連的高壓腔，上部一般可與大氣相通。在被測壓力P作用下，膜片產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。(5) 語音模塊軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計本作品中選用拍合式電磁鐵，其結(jié)構(gòu)如下圖所示線圈1套在鐵心2上，兩者固定不動，銜鐵3是運動部分。當線圈部分通過一定值電流過后，在鐵心、銜鐵、氣隙中間就產(chǎn)生一定數(shù)量的磁通。圖中虛線所示為磁通流過的路徑。在磁通的作用下，產(chǎn)生一定大小的電磁吸力，將銜鐵吸向鐵心，企圖

7、是氣隙4減到最小。圖中箭頭表示銜鐵吸引時運動的方向。當線圈中電流停止后，電磁吸力就消失。當電磁鐵通電后，產(chǎn)生電磁吸力，再運用杠桿原理使桶蓋打開；當電磁鐵斷電后，電磁吸力消失，此時垃圾桶蓋由于重力作用關(guān)閉。結(jié)構(gòu)設(shè)計智能垃圾桶簡易圖3.創(chuàng)新點:智能垃圾桶避免了傳統(tǒng)垃圾桶的氣味難聞，傳播病菌的缺點，通過感應(yīng)人體熱源來自動開關(guān)桶蓋，并且有語音提醒，垃圾重量感應(yīng)的特點。三、項目進度安排（查閱資料、選題、自主設(shè)計項目研究方案、開題報告、實驗研究、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、處理與分析、研制開發(fā)、填寫結(jié)題表、撰寫研究論文和總結(jié)報告、參加結(jié)題答辯和成果推廣等）整個項目的實施需要大致一年的時間，結(jié)合我校的教學時間安排，初步的計劃

8、進度安排及時間節(jié)點如下：1. ，完成智能垃圾桶所有的機械設(shè)計和程序設(shè)計，該內(nèi)容包括：單片機的設(shè)計和選用，熱傳感器和壓力傳感器的設(shè)計，語音電路的設(shè)計，垃圾桶外形結(jié)果設(shè)計；對智能語音、自動開閉蓋、重量提醒的程序設(shè)計2. ，對設(shè)計進行理論上的檢查3. ，完成個部分具體參數(shù)的設(shè)定，選擇合理的數(shù)據(jù)參數(shù)，列出所需的零件產(chǎn)品清單4. ，購買零件，開始加工外形金屬結(jié)構(gòu)，錫焊電路，整體組裝。5. ，后期調(diào)試及成果展示四、擬利用資源（實驗室、研究所、創(chuàng)新基地、實踐基地、儀器設(shè)備、資料等）1. 金工實習基地，進行產(chǎn)品加工。2. 圖書館，在設(shè)計制造期間繼續(xù)研究相關(guān)書籍，作出更好地改進。3. 計算機實驗室，對程序進行調(diào)試。五、經(jīng)費使用計劃序號支出項目金額（元）依據(jù)或理由1單片機、傳感器及各組成電子元件3000內(nèi)部軟件需要2金屬材料500外部框架結(jié)構(gòu)3咼效能畜電池500為垃圾桶提供電能4各類傳感器1000傳感器是傳遞信息5專利申請及差旅費1500專利申請，參加學習合計6500六、項目預期成果（研究論文、設(shè)計、調(diào)研報告、申請專利、開發(fā)軟件、研制產(chǎn)品、項目鑒定等）1