【基于Solidworks UG的垃圾分類裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4500字（論文）】

基于SolidworksUG的垃圾分類裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)TOC\o"1-3"\h\u117371、緒論 4211891.1、研究背景 488071.2、研究意義 481911.3、研究現(xiàn)狀 4109252、垃圾分類裝置結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 5259652.1、環(huán)境與功能需求分析 5136352.1.1減少能耗使用 5215562.1.2減少不當(dāng)廢棄產(chǎn)生的環(huán)境影響及資源浪費(fèi) 6245632.2、設(shè)計(jì)目標(biāo)定位 618373、裝置結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn) 6259963.1、垃圾實(shí)時(shí)檢測模塊 6296883.2、垃圾檢測裝置結(jié)構(gòu)測試 76927結(jié)論 8488參考文獻(xiàn) 91、緒論1.1、研究背景盡管城市垃圾的成分復(fù)雜,且受城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源結(jié)構(gòu)、自然條件等多種因素的影響,但垃圾處理目的的無害化、資源化以及減量化是不變的在巨大的垃圾壓力下,2019年1月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》中指出,“無廢城市”是以創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念為引領(lǐng),通過推動(dòng)形成綠色發(fā)展方式和生活方式,最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市固體廢物產(chǎn)生量最小、資源化利用充分、處置安全的目標(biāo)。而市場上現(xiàn)有的垃圾分類裝置并不完全適合現(xiàn)代社會的垃圾分類與處理需求,都存在一些弊端:一些裝置成本極高,而有些裝置則使對垃圾的分類不能達(dá)到要求。經(jīng)過一段時(shí)間的社會調(diào)查及研究，在市場現(xiàn)有垃圾分類裝置的基礎(chǔ)上開發(fā)出了一種新型的垃圾智能分類及后期處理.這一裝置在成本低的基礎(chǔ)上極大程度地對垃圾進(jìn)行了細(xì)致的分類,同時(shí)對分類好的垃圾集中進(jìn)行處理,生活垃圾中熱值較高的為塑料,貢獻(xiàn)了發(fā)電量的52.3%。因此,在對城市垃圾進(jìn)行處理時(shí),將塑料用于發(fā)電處理。堆肥法是處理有機(jī)垃圾最有效、最適宜的技術(shù)手段之一。廚余垃圾平均熱值較低,并不適合焚燒發(fā)電,其主要用于填埋堆肥。而分離出來的金屬類垃圾可以與相關(guān)的能源公司進(jìn)行合作,對金屬類的垃圾進(jìn)行二次回收利用。對不同種類垃圾進(jìn)行不同的處理,盡可能地使其利用最大化,便于現(xiàn)代社會對垃圾處理的需求。1.2、研究意義垃圾被稱為放錯(cuò)了的資源，目前垃圾中有大量能夠再一次被回收利用的物質(zhì)和資源，比如說一些金屬、塑料制品、紙制品等，都能夠進(jìn)行再一次回收，如果能夠得到有效利用，能夠進(jìn)一步減少對環(huán)境資源的消耗，減輕對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。推進(jìn)垃圾分類治理工作，可以做到減少對環(huán)境的影響以及促進(jìn)資源回收再利用，實(shí)現(xiàn)物盡其用，明確政府辦事職責(zé)、提高社會運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提升社會效益，從而改善社會成員的生活水平。垃圾分類治理的有效開展，能夠美化環(huán)境，促進(jìn)人與自然更好的和諧相處，營造人民群眾對美好生活所向往的外部生活環(huán)境。1.3、研究現(xiàn)狀我國真正意義上的垃圾分類始見于1996年，當(dāng)時(shí)環(huán)保組織選擇了北京市西城區(qū)大乘巷開展垃圾分類工作。此次試點(diǎn)活動(dòng)是由民間公益組織推進(jìn)，垃圾分類試行初期，居民對垃圾分類投放很不習(xí)慣，我國也沒有明確的法律法規(guī)來保障垃圾分類的實(shí)施，所以，此次試點(diǎn)的垃圾分類效果不理想。國內(nèi)學(xué)者對城市生活垃圾分類治理的研究，主要集中在垃圾分類治理的主體、治理的方式、治理的依據(jù)即法律法規(guī)的制定等三個(gè)方面。隨著西方民主政治的發(fā)展，我國民主政治也得到了很大的推進(jìn)。政府逐漸意識到，居民參與對城市生活垃圾分類治理起到至關(guān)重要的作用。劉建軍、李小雨（2019）認(rèn)為，居民是城市生活垃圾分類治理中關(guān)鍵的行動(dòng)者，既是正式規(guī)則的踐行者，更是非正式規(guī)則的制定者。于君博、林麗（2019）認(rèn)為，居民的主觀參與意愿與外在的制度環(huán)境共同影響了城市生活垃圾分類治理工作的推進(jìn)。陳蒙（2018）認(rèn)為，在垃圾分類治理方面，居民的力量不可或缺，其是垃圾的產(chǎn)生者，其行為對垃圾分類治理的影響較大。陳肖靜（2015）指出生活垃圾分類問題是一個(gè)涉及居民、政府和環(huán)保者三個(gè)利益相關(guān)群體以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會三個(gè)因素的多主體、多目標(biāo)決策問題。孫其昂等（2014）認(rèn)為城市生活垃圾分類治理需要國家和社會的多重力量，國家主要發(fā)揮引導(dǎo)作用，社會力量相互協(xié)作，共同參與治理的過程。陳云雁（2014）認(rèn)為，在城市生活垃圾分類方面，多元治理主體需要發(fā)揮協(xié)同作用，在政府的引導(dǎo)下共同參與，承擔(dān)社會公共服務(wù)的職責(zé)。搞好生活垃圾分類治理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是讓居民參與進(jìn)來，切實(shí)提高他們的參與度。為了解決城市生活垃圾所帶來的一系列問題，國內(nèi)很多專家學(xué)者提出了諸多解決方案。如：垃圾經(jīng)過分選后進(jìn)行衛(wèi)生填埋、有機(jī)堆肥、沼氣發(fā)電、焚燒、生化處理等。其中填埋是我國以前最常用的處理方式。按處理量計(jì)算，2005年我國城市生活垃圾中填埋的比例為85%。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致生活垃圾的成分也發(fā)生了改變，以瓜果核皮、剩菜剩飯為主的廚余垃圾是生活垃圾的主要構(gòu)成部分。廚余垃圾的特點(diǎn)是水分含量高，如果直接填埋就會產(chǎn)生大量的滲濾液，會對填埋場附件的水質(zhì)造成污染，富營養(yǎng)化就是其危害之一。在垃圾處理方面，部分地方發(fā)現(xiàn)改變原先的填埋垃圾，采取垃圾焚燒的方式，不僅方便垃圾體積和重量的降低，還可以提升垃圾處理的徹底化程度，因?yàn)檫@種處理方式產(chǎn)生的熱量可以用來發(fā)電。國外現(xiàn)狀：早在20世紀(jì)70年代，美國和日本等發(fā)達(dá)國家就開始實(shí)行生活垃圾分類管理政策，關(guān)于垃圾分類治理，一直存在很大的問題，國外學(xué)術(shù)界也加強(qiáng)了對這方面的研究，使得這方面的研究成果在不斷豐富和完善。比如WillimRathze（1973）認(rèn)為垃圾分類與處理需要做到系統(tǒng)化。隨著垃圾分類處理工作如火如荼地開展，國外關(guān)于垃圾分類治理的研究成果也在不斷深入和細(xì)化，相關(guān)的研究成果主要集中垃圾分類管理制度、垃圾分類管理體系、垃圾分類管理運(yùn)作模式、垃圾分類管理主體等方面。2、垃圾分類裝置結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)2.1、環(huán)境與功能需求分析2.1.1減少能耗使用城市垃圾分類設(shè)施產(chǎn)品使用時(shí)盡量降低能源消耗，對現(xiàn)有能源節(jié)約使用或使用天然能源，除了需要注意產(chǎn)品使用過程中的直接消耗，同時(shí)更需要注意間接能耗的產(chǎn)生，需要采用更科學(xué)的管理手段，減少維護(hù)、清潔時(shí)的運(yùn)輸量、勞務(wù)量等，這些間接能耗的產(chǎn)生量并不亞于能源的直接消耗；2.1.2減少不當(dāng)廢棄產(chǎn)生的環(huán)境影響及資源浪費(fèi)廢棄物若處理不當(dāng)將會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問題，例如，廢舊家電若隨意處理，其所含重金屬及某些化學(xué)物質(zhì)將嚴(yán)重危害生態(tài)及人類健康，在設(shè)計(jì)中要考量此類廢棄物的特殊無害化處理方式，提出針對性的解決辦法；在日常生活中產(chǎn)生的具有教育意義或傳播價(jià)值的廢棄物其實(shí)可通過區(qū)域范圍內(nèi)的再循環(huán)產(chǎn)生更長久的使用價(jià)值，如二手書籍、玩具、健身器材等，此類廢棄物若同樣直接當(dāng)做可回收資源進(jìn)行再生處理，實(shí)則降低其資源利用率，故在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考慮增加教育資源捐贈(zèng)功能模塊，讓二手產(chǎn)品在社區(qū)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)廢棄物減量化；2.2、設(shè)計(jì)目標(biāo)定位設(shè)計(jì)實(shí)踐中需裝置結(jié)構(gòu)化的將產(chǎn)品、理念、制度相結(jié)合，提出滿足居民日常使用習(xí)慣、便于社區(qū)管理、減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)的裝置結(jié)構(gòu)化方案。為引導(dǎo)居民更細(xì)致的分類及回收轉(zhuǎn)運(yùn)高效進(jìn)行增設(shè)社區(qū)可回收物專用循環(huán)站，為方便居民了解分類知識、大件垃圾的上門回收預(yù)約服務(wù)、及回收設(shè)施智能化使用及管理設(shè)計(jì)配套手機(jī)APP應(yīng)用具體設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案指導(dǎo)，如表1.表1設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案建議設(shè)計(jì)目標(biāo)方案建議功能分類明確4分類法回收設(shè)施、可回收物專用循環(huán)站引導(dǎo)清晰色彩引導(dǎo)、標(biāo)識引導(dǎo)、APP宣傳引導(dǎo)使用便利使用方式簡化、清潔方式簡化、應(yīng)用軟件配套環(huán)境減少資源消耗使用再生資源、天然能源減少碳排放減少清潔壓力提升循環(huán)利用率增設(shè)二手物品循環(huán)經(jīng)濟(jì)降低生產(chǎn)成本使用再生資源、天然能源、結(jié)構(gòu)簡化降低維護(hù)成本結(jié)構(gòu)簡化、減輕清潔壓力提升產(chǎn)品回收利用率分類模式合理、用戶分類正確、可持續(xù)理念普及3、裝置結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)3.1、垃圾實(shí)時(shí)檢測模塊垃圾檢測算法是基于圖像的深度學(xué)習(xí)算法，能夠得到清晰、高質(zhì)量的圖像是獲取準(zhǔn)確檢測結(jié)果的基礎(chǔ)。裝置結(jié)構(gòu)通過調(diào)用攝像頭驅(qū)動(dòng)程序得到攝像頭拍攝的圖像，并且在裝置結(jié)構(gòu)未正確連接攝像頭時(shí)進(jìn)行提示。同時(shí)，模塊提供對本地視頻流文件的讀取功能接口。在大型垃圾分揀的場景中，攝像頭和處理軟件通常分布在不同的工作環(huán)境中，通過有線或無線的方式連接，使用視頻分段的方法傳輸。通過兩種圖像獲取方法，裝置結(jié)構(gòu)可以同時(shí)滿足實(shí)時(shí)攝像頭和大型分布式垃圾分揀現(xiàn)場的檢測需求。在通過實(shí)時(shí)攝像頭或?qū)σ曨l進(jìn)行拆幀處理獲取圖像后，得到待處理的垃圾圖像。在本文的改進(jìn)DeepSORT垃圾檢測算法輸入中，需要對輸入圖像進(jìn)行預(yù)處理得到輸入網(wǎng)絡(luò)的歸一化圖像。圖像的預(yù)處理工作在后臺實(shí)時(shí)完成，通過對圖像進(jìn)行尺寸歸一化和去均值歸一化等處理，可以輸入給網(wǎng)絡(luò)。通過在后臺調(diào)用訓(xùn)練好的模型，并使用顯卡加速計(jì)算，得到改進(jìn)的DeepSORT垃圾檢測模型輸出結(jié)果，再通過對結(jié)果進(jìn)行二值化處理得到最終的輸出結(jié)果，并將輸出結(jié)果實(shí)時(shí)顯示到軟件界面中，實(shí)現(xiàn)檢測結(jié)果的可視化。同時(shí)，檢測結(jié)果在后臺實(shí)時(shí)更新，為機(jī)械手抓取裝置結(jié)構(gòu)提供位置和種類信息。垃圾實(shí)時(shí)檢測模塊整體流程如圖1所示。圖1垃圾實(shí)時(shí)檢測模塊流程圖3.2、垃圾檢測裝置結(jié)構(gòu)測試軟件程序的測試可分為靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試兩種方法，其中靜態(tài)測試為對軟件中處理數(shù)據(jù)的流程、代碼邏輯和顯示方法等部分進(jìn)行評審，靜態(tài)測試不需要運(yùn)行程序；動(dòng)態(tài)測試通過不斷地部分或整體運(yùn)行被測軟件，對輸入用例進(jìn)行測試并對其結(jié)果進(jìn)行分析。動(dòng)態(tài)測試又可進(jìn)一步分為白盒測試和黑盒測試。白盒測試指能通過多組測試用例完成軟件中所有功的測試，從而對軟件的細(xì)節(jié)等進(jìn)行細(xì)致的檢查；黑盒測試是指將軟件看作一個(gè)黑盒子，對軟件內(nèi)部功能的實(shí)現(xiàn)方法不做測能試，而是從模擬用戶的角度進(jìn)行測試，判斷軟件是否與設(shè)計(jì)的需求和交互方法相吻合軟件裝置結(jié)構(gòu)的單元測試目的是對垃圾分類裝置結(jié)構(gòu)的各個(gè)功能分別進(jìn)行測試，從而能夠盡快地發(fā)現(xiàn)并解決問題，實(shí)現(xiàn)軟件無重大問題地運(yùn)行。為驗(yàn)證垃圾檢測裝置結(jié)構(gòu)的識別定位效果，可以選取垃圾傳送帶上拍攝的視頻進(jìn)行測試通過點(diǎn)擊打開錄像按鈕選取對應(yīng)視頻，視頻圖像中垃圾目標(biāo)檢測結(jié)果就可以實(shí)時(shí)顯示在搭建的垃圾檢測軟件界面中。垃圾檢測裝置結(jié)構(gòu)功能測試用例表如表2所示。表2垃圾檢測裝置結(jié)構(gòu)功能測試用例測試用例預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果激活本節(jié)點(diǎn)并開啟服務(wù)成功激活節(jié)點(diǎn)成功激活節(jié)點(diǎn)調(diào)用攝像頭節(jié)點(diǎn)成功調(diào)用成功調(diào)用添加已存在的攝像頭節(jié)點(diǎn)添加失敗添加失敗調(diào)用文件節(jié)點(diǎn)調(diào)用成功調(diào)用成功刪除除攝像頭節(jié)點(diǎn)成功刪除成功刪除調(diào)用檢測節(jié)點(diǎn)成功調(diào)用成功調(diào)用獲取檢測節(jié)點(diǎn)結(jié)果成功獲取成功獲取結(jié)論垃圾分類是對垃圾收集處置傳統(tǒng)方式的改革，是對垃圾進(jìn)行有效處置的一種科學(xué)管理方法。人們面對日益增長的垃圾產(chǎn)量和環(huán)境狀況惡化的局面，通過垃圾分類管理，可以最大限度地減少垃圾處置量，實(shí)現(xiàn)垃圾資源利用，改善生存環(huán)境質(zhì)量。進(jìn)行垃圾分類的意義在于有助于末端更好的無害化處理；有助于再生資源循環(huán)利用，節(jié)約原生資源；有助于減少垃圾清運(yùn)量，節(jié)約清運(yùn)及處理費(fèi)用；有助于城市的干凈整潔，減少清掃人員的負(fù)擔(dān)；有助于提升全民文明素質(zhì)，進(jìn)一步改善人居環(huán)境。參考文獻(xiàn)[1]聶超.關(guān)于我國城市生活垃圾分類回收的立法考察與建議[D].南昌大學(xué),2020.[2]談帥.政府規(guī)制視角下的垃圾分類回收逆向供應(yīng)鏈激勵(lì)機(jī)制研究[D].中國礦業(yè)大學(xué),2020.[3]馬俊秀.我國城市生活垃圾分類回收法律制度研究[D].蘭州理工大學(xué),2019.[4]賀旭娟.國內(nèi)垃圾分類回收處理現(xiàn)狀及對策[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2018(12):102-103.[5]朱珍珍，何然萍.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的垃圾識別分類系統(tǒng)研究[J].數(shù)碼世界,2020(08):39-40.[6]矣文.我國生活