一種家用語音控制分類垃圾桶的設(shè)計

尹泊允

摘 要：據(jù)中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會統(tǒng)計，我國每年會產(chǎn)生近10億噸各類垃圾，其中生活垃圾產(chǎn)生量約4億噸，建設(shè)垃圾產(chǎn)生量約5億噸，其中屬于生活垃圾的餐廚垃圾量在1000萬噸左右，這個數(shù)字無疑是非常巨大的。并且隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快以及人民物質(zhì)生活水平的逐漸提高，城鎮(zhèn)生活垃圾每年還在以5%-8%左右的速度進(jìn)行遞增，這對于未來環(huán)境的保護(hù)治理來說是一個巨大的隱患，我將設(shè)計一款新型垃圾桶幫助人們對生活中的垃圾進(jìn)行分類放置處理。

關(guān)鍵詞：垃圾分類;語音;垃圾桶

現(xiàn)如今對于生活中產(chǎn)生的垃圾在源頭上進(jìn)行分類處置已成為環(huán)境治理過程中越來越重要的一個環(huán)節(jié)。生活垃圾可以被分為可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾四類，目前我們生活中產(chǎn)生的垃圾主要為可回收垃圾和廚余垃圾這兩大類。雖然在2017年3月18日國務(wù)院就已經(jīng)發(fā)布了《生活垃圾分類制度實施方案》，期望以此來指導(dǎo)人們對生活垃圾進(jìn)行分類，可是在實際生活中大部分人依然沒有意識來進(jìn)行基本的分類和投放。垃圾是被放錯位置的資源，[1]特別是在廚余垃圾方面，它本可以用于做肥料、生物燃料等，但是由于人們沒有在源頭上將其和其他垃圾進(jìn)行區(qū)分處置，這就導(dǎo)致了我國廚余垃圾回收利用率極低的尷尬結(jié)果，再加上廚余垃圾容易腐爛或者變質(zhì)，如不及時進(jìn)行處理則會滋生細(xì)菌、散發(fā)惡臭，這對于人們生存環(huán)境的質(zhì)量也有很大的危害。[2]

1 研究目的

針對現(xiàn)階段存在的這些問題，我設(shè)計開發(fā)一種可以通過語音識別來進(jìn)行控制的垃圾桶，這種垃圾桶不僅可以節(jié)省人類對垃圾分類放置的勞動力和思考時間，還可以幫助培養(yǎng)人們垃圾分類處理的意識和養(yǎng)成對垃圾進(jìn)行分類的習(xí)慣。[3]

2 研究過程

從生活中現(xiàn)有的普通垃圾桶出發(fā)，將日常生活中用到的垃圾桶進(jìn)行了改裝處理，在桶身安裝語音接收及計算處理裝置進(jìn)行信息的處理，接觸觸發(fā)裝置進(jìn)行位置的判斷，電力驅(qū)動裝置用于垃圾桶的移動。改裝后的成品具有“一般垃圾桶”和“廚余垃圾桶”這兩個部分，同時為了使垃圾桶的清潔更加方便，我將其設(shè)計成了獨立的半圓形狀（如圖1所示），“一般垃圾桶”與“廚余垃圾桶”能在沒有進(jìn)行使用的空閑期自動合并到一起，便于擺放在客廳或餐廳較隱蔽的角落固定位置，這樣的處理方式可以最大限度的節(jié)省生活空間。

（1）語音接收模塊[4]：在上述設(shè)計垃圾桶的外觀基礎(chǔ)上，在每一個垃圾桶底部都設(shè)計安裝了語音識別控制模塊。這個模塊通過對人們發(fā)出的相關(guān)語音指令進(jìn)行識別計算，然后作出相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)操作：當(dāng)接收到的語音控制為“一般垃圾”時，“一般垃圾桶”下方的相應(yīng)電路自動接通，在工作狀態(tài)下的馬達(dá)帶動下，安裝在垃圾桶底部的輪軸開始轉(zhuǎn)動，帶動“一般垃圾桶”由原有位置移動到預(yù)先設(shè)定投放垃圾的固定位置等待下一步指令，在使用者投放處理完垃圾后，使用者手動按下“回程”鍵，“一般垃圾桶”即可以自動回到原有擺放位置;相應(yīng)的，“廚余垃圾桶”的語音控制為“廚余垃圾”，使用方法與一般垃圾桶相同。控制上述反應(yīng)順利進(jìn)行的電路設(shè)計如圖2所示，其中馬達(dá)1和馬達(dá)2控制的輪子轉(zhuǎn)動方向相反，垃圾桶在未被進(jìn)行使用處理的情況下，手動回程鍵保持為自動斷開狀態(tài)。

（2）返程驅(qū)動模塊：考慮到垃圾桶在接受到“回程”指令回到設(shè)定位置后，馬達(dá)2需要自動跳轉(zhuǎn)到斷路狀態(tài)。為實現(xiàn)這個目的，我在設(shè)計手動回程鍵裝置時特意選擇了彈簧開關(guān)作為裝置的核心部件。即通過預(yù)先測算垃圾桶回程所需時間，來設(shè)定彈簧片自動回彈時間，當(dāng)垃圾桶回到預(yù)設(shè)位置后，觸發(fā)到安裝在另一垃圾桶桶身上的反饋裝置，彈簧片回彈開關(guān)將自動斷開，然后休眠進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，準(zhǔn)備接收下一次的觸發(fā)指令。最終版本的語音控制分類垃圾桶結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

3 進(jìn)一步研究計劃

后期將會對這個垃圾桶的外觀及內(nèi)部裝置進(jìn)行改進(jìn)更新，采用更加環(huán)保耐用的材料進(jìn)行替換[5];現(xiàn)階段的電力裝置需要通過電池來進(jìn)行提供，未來將通過一定的技術(shù)手段將其改良為便攜的充電樣式，在起到增強(qiáng)其環(huán)保性的同時提升其待機(jī)工作時長。[6]

參考文獻(xiàn)：

[1]王青蘇.垃圾分類處理是件利國利民的好事[N].哈爾濱日報，2019-02-27（005）.

[2]趙喆超.如何實行生活垃圾分類——回顧上海市生活垃圾分類實施方法[J].中國市場，2019（06）：27-29.

[3]秦銘乾.分類垃圾箱可視化設(shè)計初探[J].工業(yè)設(shè)計，2019（02）：46-48.

[4]曲恒超，胡立夫，趙若伊.一種基于語音識別的多功能垃圾桶[J].中國科技信息，2019（02）：63-65.

[5]呂雪.智能垃圾桶自動開蓋系統(tǒng)的設(shè)計與改進(jìn)[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（24）：28.

[6]周鵬程，馬超俊，朱勇輝.綠色智能分類生活垃圾桶設(shè)計初探[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（17）：47-49.