基本信息
- 项目名称：
- 基于太阳能智能压缩垃圾箱的城市垃圾
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 我们提出了一种太阳能智能压缩垃圾箱及其清理与物流管理技术。研发出一种具有微机智能判断压缩与监控压实填满功能的垃圾箱产品，并策划了应用GPS定位与GPRS通信技术管理分散街头各处的压缩垃圾箱清理与物流运输系统及其商业应用计划，通过城市垃圾源头减量与智能管理，有效降低城市垃圾周转量与汽车转运成本，节能减排，贡献低碳经济。
- 详细介绍：
- 垃圾源头压缩可以很好地解决垃圾运输中的亏载问题，更可有效地提高垃圾运载效率、降低垃圾转运频率、节省垃圾运输费用、改善交通拥挤状况和消除清运中的二次污染等，是城市生活垃圾实现减量化的发展方向。 据此，设计了太阳能智能压缩垃圾箱及配套的垃圾回收管理系统，如图1。它利用绿色太阳能作为驱动能源，实现垃圾的自动压缩减量化，其容量可达普通垃圾箱的5—10倍；垃圾箱配备GPS定位模块和GPRS通信模块，可将智能垃圾箱状态信息实时与控制中心和监控平台相连接。 垃圾箱的设计充分考虑了人性化需求，采用全封闭式结构，气味逸不出来，害虫和小动物也钻不进去。垃圾箱的顶部设有红、绿两种颜色的指示灯，分别显示垃圾箱为“满”和“空”的状态，让路人一目了然。当垃圾箱里面装满之后，红色显示灯就会亮，并会自动发送信号让搬运车进行处理。 本项目融太阳能可再生能源技术与环境保护于一体，倡导绿色能源与低碳经济方式解决城市垃圾，源头减量化的回收与物流装载，因此，具有一定的经济、社会与环境效益。太阳能智能压缩垃圾箱将为人类创造一种新的生活形态，使人类社会进入一个节约能源减少污染的时代。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计、发明的目的和基本思路：城市的垃圾回收处理一直是城市运行管理的环保方面的重要课题，本项目研发出一种太阳能智能压缩垃圾箱。该产品可自动判断垃圾的装填量并压缩扔于箱内的垃圾，直至压实垃圾填满于箱体内，智能发出取出垃圾信息。 创新点，技术关键：将太阳能可持续能源技术与环境保护相结合，倡导以绿色能源与低碳经济技术解决城市垃圾的源头减量化回收与物流运输，具有一定的经济、社会与环境效益。采用光机电一体化技术实现智能监控垃圾压缩与判断垃圾压实填满。策划了应用GPS定位与GPRS通信技术管理分散街头各处的压缩式垃圾箱清理与物流运输系统及其商业应用计划。 主要技术指标：循环时间: 120秒；马达型号: 1/6-HP直流减速电机；系统电压: 12伏；压缩行程200mm，容量可达普通垃圾箱的5~10倍；全自动集成电路处理器控制系统，2色LED状态灯显示内部垃圾级别和机器的状态等。
科学性、先进性
- 本作品与一般的垃圾箱对比有明显进步： 1、将太阳能可持续能源技术与环境保护相结合，倡导以绿色能源与低碳经济技术解决城市垃圾的源头减量化回收与物流运输，具有一定的经济、社会与环境效益。 2、利用所学的机械四连杆机构与螺旋传动机构结合设计了压缩箱的机械压缩机构。 3、采用光机电一体化技术实现智能监控垃圾压缩与判断垃圾压实填满程度。 4、策划了应用GPS定位与GPRS通信技术管理分散街头各处的压缩式垃圾箱清理与物流运输系统及其商业应用计划。 太阳能压缩式垃圾箱很好的解决了这一类问题，它的设计充分考虑了人性化需求，利用光电一体化技术，重点使用太阳能清洁能源使垃圾箱在放满垃圾后后能进行自动压缩作业，另外其还采用全封闭式结构，气味逸不出来，害虫和小动物也钻不进去。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年12月获“上海第二工业大学 创新论坛活动二等奖” 2011年5月获“第二届上海市大学生创新论坛 最佳实践奖”
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 转让相关环保企业
作品可展示的形式
- 实物 现场演示 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 现代城市生活垃圾的成分发生了很大变化，主要特点是垃圾密度降低、可压缩性增加，如果继续采用常规的垃圾转运方式，容易造成亏载。所以，降低垃圾清运费用是降低整个城市垃圾处理处置费用的关键。 垃圾源头压缩可以很好地解决垃圾运输中的亏载问题，更可有效地提高垃圾运载效率、降低垃圾转运频率、节省垃圾运输费用、改善交通拥挤状况和消除清运中的二次污染等，是城市生活垃圾实现减量化的发展方向。 据此，设计了太阳能智能压缩垃圾箱及配套的垃圾回收管理系统，如图1。它利用绿色太阳能作为驱动能源，实现垃圾的自动压缩减量化，其容量可达普通垃圾箱的5—10倍；垃圾箱配备GPS定位模块和GPRS通信模块，可将智能垃圾箱状态信息实时与控制中心和监控平台相连接。 本项目融太阳能可再生能源技术与环境保护于一体，倡导绿色能源与低碳经济方式解决城市垃圾，源头减量化的回收与物流装载，因此，具有一定的经济、社会与环境效益。太阳能智能压缩垃圾箱将为人类创造一种新的生活形态，使人类社会进入一个节约能源减少污染的时代。
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外在城市垃圾源头减量化的实际应用集中于可装载于垃圾车及垃圾中转站内的大型集装箱式的垃圾压缩箱，对于垃圾收集阶段的小型垃圾压缩箱，还处于研究和开发阶段，尚未得到大规模推广应用。 对于具有压缩功能的垃圾箱，不同的研究者开发了各种压缩装置，部分垃圾箱装有太能能电池板，可利用太阳能进行供电。 黄道信等[1]开发了一种电动压缩折叠式垃圾箱，其底盖内装有含铁芯的线圈，在有电源的条件下，打开开关，线圈可以将铁芯磁化，在磁力的作用下，顶盖向下运动，对箱内的垃圾进行压缩，顶盖和底盖由四根弹簧连接，关闭电源，顶盖在弹簧弹力的作用下回到原来的位置。 何庆等[2]设计的压缩装置由主液压缸、压头，收集箱等组成，用于对垃圾实现主要压缩功能。主液压缸固定在型钢焊接成的机架上，其活塞杆的端部连接压头，压头由主液压缸驱动升降。散装垃圾倒人收集箱以后，液压缸即驱动压头伸入其中压缩垃圾，待压缩完毕，，需移动垃圾块时，将收集箱上的铁链条挂于压头的钩块上，液压缸驱动压头升起时即将收集箱提起至运输车车厢的高度位置。 高学才[3]设计的电动压缩垃圾箱由位于箱体中部的螺杆传输动力，螺杆上端设压缩体，变速器电机经变速箱带动螺杆旋转，与螺杆配合的螺母往下运动，压缩对垃圾进行压缩，压缩行程为10cm，螺母碰触到下限位开关后整个压缩体作反向运动而升起。 2009年BigBelly Solar公司在底特律街道试验了一种带有太阳能压缩机的垃圾回收箱，其可以容纳160加仑未压缩的垃圾，压缩能力最大可达570 kg，并可感应并提示垃圾的充填状态[4]。 [1] 黄道信等. 一种电动压缩折叠式垃圾箱. 2010. CN 201647517 U. [2] 何庆等. LY63S一130型垃圾压缩机的设计术. 工程机械. 2007. 38(10): 12~15. [3] 高学才. 智能电动压缩垃圾箱. 2010. CN 101670928A. [4] BigBelly Solar Company. Case Study: Cost‐Savings from Using Solar‐Powered Trash Compactors in the City of Philadelphia.2009.
