屈靖怡 雷俊瑤 武曉劍 劉景泰 楊昀昊
(東北林業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱150000)
近年來,居民生活水平普遍有所提高,許多居民都開始飼養(yǎng)寵物,特別是寵物狗,深受老人和一些年輕人的喜愛。然而主人遛狗過程中寵物產(chǎn)生的糞便,不僅影響環(huán)境美觀和市民出行,犬糞中還經(jīng)常存有寄生蟲,易滋生大量致病細(xì)菌,會(huì)將疾病傳播給免疫力較差的人,因此犬糞的及時(shí)清理顯得尤其重要。
目前對(duì)此問題的解決方法有以下幾種:
2.1 制定相關(guān)管理規(guī)定:目前,《北京市養(yǎng)犬管理規(guī)定》中有相關(guān)規(guī)定,但罰款力度不大不能引起市民的重視,且人工管理容易產(chǎn)生疏忽,不能起到很好的管理效果。
2.2 社區(qū)公共區(qū)域設(shè)置提醒標(biāo)志:如“文明養(yǎng)犬”的標(biāo)識(shí)牌、寵物糞便回收箱、提供拾便袋等,但這些資源有時(shí)會(huì)被錯(cuò)誤利用,實(shí)際使用時(shí)也會(huì)帶來麻煩。
2.3 利用拾便器人工處理糞便:小型拾便器不適用于大型寵物犬,清理起來不方便;長柄型拾便器解決不了其它諸如清理不干凈、仍需沖刷糞便污漬、效率低等問題。
2.4 設(shè)立寵物公廁:如德國設(shè)立“寵物犬服務(wù)站”系統(tǒng),但效果不佳,不僅耗費(fèi)人力物力,而且臭氣難以消除,沖洗的水同樣造成新的污染。
2.5 糞便清除裝置:現(xiàn)有產(chǎn)品存在體積大,使用起來笨重、智能化較差、外觀死板等問題。
該固定式寵物糞便處理器分為兩個(gè)部分:糞便收集部分和糞便沖水部分。糞便收集部分由外殼、可移動(dòng)接板、底座組成。沖水部分由水箱、內(nèi)部水管、和沖水管道組成。
在整體形態(tài)上,該裝置采用半開放式的設(shè)計(jì),兩側(cè)外殼直立放置,頂部有微微的弧度向內(nèi)靠攏,半開放式的環(huán)境會(huì)使得寵物進(jìn)入后不會(huì)感到壓抑和不安,為狗狗打造舒適環(huán)境,以便引導(dǎo)狗狗在此處排便。在兩側(cè)外殼的內(nèi)側(cè),設(shè)有樹干紋理,其顏色、質(zhì)感和紋路的仿真設(shè)計(jì),很大程度上還原了大樹樹干側(cè)面的生態(tài)環(huán)境,同時(shí)此裝置還會(huì)模擬樹干周圍的聲音環(huán)境,例如鳥叫、蟬鳴等等。在色彩上,整體采用赭石色,赭石色是一種偏向泥土的顏色,有親近自然之感,色彩的設(shè)計(jì)也使得狗狗更愿意接近從而使用此裝置。在局部花紋上,經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),寵物狗喜歡的形狀有圓球形、骨頭形、便于撕咬的長條形狀、動(dòng)物造型、其它奇特形狀等,所以在此產(chǎn)品上選擇了狗爪印作為吸引寵物狗的形狀元素,狗爪印在夜晚可以發(fā)出淡淡的、柔和的暖光來吸引狗狗,符合寵物心理和寵物行為。
圖1 寵物糞便清理機(jī)外觀圖
圖2 寵物糞便清理機(jī)環(huán)境圖
3.2.1 兩側(cè)外殼材料。兩側(cè)外殼的材料選取為木制材料,因?yàn)閮蓚?cè)外殼的內(nèi)側(cè)是模擬大樹樹干的紋理和形狀,所以采用木質(zhì)材料更加貼切,此外,木質(zhì)材料也是具有貼近自然的一種材料,便于加工紋理。木材具有重量輕、強(qiáng)重比高、彈性好、耐沖擊、紋理色調(diào)豐富美觀、加工容易等優(yōu)點(diǎn),作為兩側(cè)高度較高的擋板較為合適,且不會(huì)對(duì)整體的穩(wěn)定性造成很大影響。
3.2.2 沖水部分。沖水部分連接下水道部分的材料采用粘土,粘土具有可塑性、結(jié)合性、觸變性,粘土經(jīng)過攪拌、模具成型、燒制、上色后做成,這種材料防水性能極好,能夠抵抗管道內(nèi)頻繁經(jīng)過的水流。
3.3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)寵物糞便清理機(jī)的需求,將底部高度設(shè)置為190mm。根據(jù)計(jì)算和實(shí)驗(yàn),將可移動(dòng)板子的厚度設(shè)置為40mm。內(nèi)部空間高度設(shè)置為908mm,內(nèi)部寬度設(shè)置為790mm,內(nèi)部深度設(shè)置為80mm。裝置整體長度為850mm,寬度為1100mm,高度為1138mm。裝置整體采用大尺寸設(shè)計(jì),適用于小型犬、中型犬和大型犬。
圖3 寵物糞便清理機(jī)尺寸圖
3.3.2 內(nèi)部原理。該產(chǎn)品通過一個(gè)液晶顯示屏和主控模塊連接,檢測(cè)通電情況、水位的測(cè)量和板子的位置是否正確。寵物排便時(shí),STM32 主控板紅外線接收裝置感應(yīng)到寵物的熱量,在熱量消失后兩秒,紅外線持續(xù)監(jiān)測(cè)裝置經(jīng)過光電轉(zhuǎn)化后發(fā)出觸發(fā)脈沖給控制電路,接收到信號(hào)之后,主控板控住分離裝置的板子升起;底板升起后,壓力傳感器檢測(cè)到有重物落入,返回主控板完成信號(hào),使主控板發(fā)出沖水啟動(dòng)信號(hào),電控裝置接收到信號(hào)之后控制機(jī)械部分打開水閘開始沖水。同時(shí)主控板經(jīng)過7 秒延時(shí)后,放下板子,同時(shí)進(jìn)行泵水,通過存水裝置上的壓力傳感器檢測(cè)水位以及泵水是否正常,若不正常,則通過傳送信號(hào)給主控板發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此外還有一個(gè)可以給主控板發(fā)出沖水信號(hào)的手動(dòng)沖水按鈕。
圖4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理圖
3.4.1 吸引寵物排便。社區(qū)相關(guān)工作人員會(huì)在寵物廁所內(nèi)噴灑一定的“寵物誘便液”,來吸引寵物前來排便;寵物廁所外觀設(shè)有寵物感興趣的“狗爪”圖案,內(nèi)部兩側(cè)模擬大樹紋理和相關(guān)聲音、光線等等,符合寵物生活行為習(xí)慣,可以吸引寵物興趣,同時(shí)寵物廁所保持長期開放,因?yàn)橹魅嗽谛^(qū)帶領(lǐng)寵物散步的時(shí)間和路線基本固定,可定點(diǎn)定期引導(dǎo)寵物到此排便,使得寵物形成習(xí)慣。同時(shí),寵物糞便處理器旁邊配有狗糧和訓(xùn)練指南等,幫助主人有效訓(xùn)練寵物狗定點(diǎn)排便。
3.4.2 接收和處理寵物糞便。接收寵物糞便的裝置為具有一定凹陷的底板,底板下部設(shè)置有凸輪,底板靠近沖水系統(tǒng)的一側(cè)連接有合頁。寵物排便完成離開之后,底板下部的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)底板繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,寵物糞便就可以順勢(shì)滑下進(jìn)入沖水區(qū)了。
3.4.3 使用流程。該產(chǎn)品的使用流程如下:寵物狗進(jìn)入固定式寵物廁所——寵物狗進(jìn)行排便——寵物狗離開——紅外檢測(cè)到寵物狗離開——底板上升傾斜——底板抖動(dòng)——糞便落入沖水管道——自動(dòng)沖水——糞便進(jìn)入下水系統(tǒng)。
圖5 產(chǎn)品部分構(gòu)造示意圖
本產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)主要分為三點(diǎn):
4.1.1 本產(chǎn)品基于寵物心理進(jìn)行了一系列設(shè)計(jì),通過對(duì)寵物感官的刺激,引導(dǎo)寵物到指定地點(diǎn)進(jìn)行排便,而不是強(qiáng)制,使得寵物舒適地進(jìn)行整個(gè)排便過程。
4.1.2 本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了部分功能自動(dòng)化,有利于減輕工作人員任務(wù)量,有利于創(chuàng)建美好的社區(qū)環(huán)境。
4.1.3 整個(gè)工作流程流暢統(tǒng)一,寵物鏟屎沖水一體化,使用方便。
本產(chǎn)品體現(xiàn)了對(duì)寵物狗的規(guī)范管理,在一定程度上也體現(xiàn)了對(duì)人類的朋友——寵物狗的關(guān)愛;同時(shí),如果本產(chǎn)品能夠在各個(gè)社區(qū)普及,將會(huì)很大程度上減輕相關(guān)工作人員的工作量,實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化,加速智慧城市愿景的實(shí)現(xiàn)。
固定式寵物糞便清理機(jī)是一款集糞便收集、運(yùn)送、沖水功能為一體的自動(dòng)化機(jī)器,有利于社區(qū)寵物管理及智慧城市的實(shí)現(xiàn),對(duì)市民、寵物以及整個(gè)社會(huì)都有很大益處。