全自动式智能垃圾桶

1、“求索”团队创业计划书第一章执行综述产品介绍技术介绍本设计主要有四部分组成：反馈调节控制部分、消毒部分、 电机供能部分、机械运作部分。最大的技术优势是反馈调节控 制原理与消毒作用的合理结合以及高效率的机械设计，实现了 垃圾桶的智能化。技术优势本技术利用反馈调节控制原理， 通过不同种类的感应器， 将接 受的数据转化为控制信号，从而完成预定的目的，实现垃圾桶 的封闭，垃圾处理，桶内消毒等功能，使垃圾桶智能化。主要产品：自动式安全医疗垃圾桶据调查，现在的医院中使用的垃圾桶多数是一个黄色垃圾桶（如图1），这样的垃圾箱主要存在以下问题：1、垃圾桶对垃圾的密封效果不好， 导致垃圾桶附近异味较大， 并且极易

2、滋生细菌、寄生虫等，对人们的健康造成较大的危害2、现有的垃圾桶不能自动处理桶内垃圾，经常出现大量垃圾 溢出垃圾桶的现象，影响环境卫生，造成污染，危害人们的健康。3、现有的垃圾桶不能及时封装桶内垃圾，垃圾长时间裸露在 外，环卫工人处理垃圾时与垃圾直接接触，增大环卫工人患病几 率。为解决上述问题，经过多方调查研究，我们设计了一款具有 对垃圾自动打包、自动更换垃圾袋、感应识别以及自动开合盖等 功能的垃圾桶。垃圾桶可通过对塑料垃圾袋的加热，实现垃圾的 自动打包圭寸装，可以有效地抑制异味的散发以及病菌的传播。该 垃圾桶自动打包后，可进行自动换袋，从而可使该垃圾桶持续收 纳垃圾，有效地避免了垃圾过多而导致

3、的溢出现象。该垃圾桶将 垃圾自动打包后，可通过底部带有滑块的平板打开，将垃圾集中 存放在底部的空间中，环卫工人直接从此空间中收取垃圾。从而 使环卫工人在避免与垃圾直接接触的同时，减少了工作量，体现 了人性化设计。试探性产品初期，试探性进入几家医院，为增添新的功能以及研发新的适 合市场需要的产品以及中期进入该市场做准备。产品创新点及其应用(1 )自动封装垃圾袋功能。利用电阻发热原理及塑料垃圾 袋受热粘结的特性，通过电阻加热丝实现对垃圾袋的自动封 装。( 2 )自动更换垃圾袋功能。用特制的垃圾袋，配合自动控 制系统，完成对垃圾袋的周期性更换，从而实现了给垃圾桶的自 动换袋功能。( 3 ) 感应自动

4、处理垃圾功能。垃圾桶内设有感应器，可将垃 圾桶内的垃圾数量，垃圾存储时间等信息实时传送给自动控制芯 片，可使该垃圾桶在垃圾袋装满或垃圾存放时间过长时，对垃圾 袋进行智能化封装处理。( 4 ) 采用变形双滑块机构，实现垃圾桶底部平板的门式开合， 从而将封装好的垃圾袋移出垃圾桶。此机构及电阻加热丝的运动 通过特制的锁扣连接，可由同一个电动机驱动，结构更紧凑，节 能高效。( 5 ) 通过控制系统控制的臭氧发生片可以定时为垃圾箱箱体 和垃圾消毒，可以完全保证垃圾箱的无菌环境，同时降低垃圾回 收时的安全隐患。( 6 ) 采用曲柄连杆机构，实现一个动力源形成两个不同方向 的力，从而实现下底板的向上翻起和侧

5、门的向上翻起 1 3 市场营销 131 营销计划 导入市场： 济南、青岛两市内的大医院能周边小诊所。扩张市场 ：以济南、 青岛两市形成的宣传效应向整个山东省的各大医院扩张，稳定成熟之各向全国市场扩张。1 3 2 市场竞争：竞争者：根据我们现在掌握的情况，市场上的垃圾桶都是传统的没有 自动化功能的产品，故我们目前是独一无二的，还没有直接的竞 争对手。但由于我们产品的可替代性比较强，所有传统垃圾桶生 产商都是我们的间接竞争对手。传统产品的劣势 ：1、垃圾桶对垃圾的密封效果不好，导致垃圾桶附近异味较大，并 且极易滋生细寄生虫等，对人们的健康造成较大的危害。2、现有的垃圾桶不能自动处理桶内垃圾，经常出

6、现大量垃圾溢出 垃圾桶的现象，影响环境卫生，造成污染，危害人们的健康。3、现有的垃圾桶不能及时封装桶内垃圾，垃圾长时间裸露在外， 环卫工人处理垃圾时与垃圾直接接触，增大环卫工人患病几率。 我公司产品的优势：我们的垃圾桶可通过对塑料垃圾袋的加热，实现垃圾的自动 打包封装，可以有效地抑制异味的散发以及病菌的传播。该垃圾 桶自动打包后，可进行自动换袋，从而可使该垃圾桶持续收纳垃 圾，有效地避免了垃圾过多而导致的堆积现象。该垃圾桶将垃圾 自动打包后，可通过底部带有滑块的平板的打开，将垃圾集中存 放在底部的空间中，环卫工人直接从此空间中收取垃圾。从而使 环卫工人在避免与垃圾直接接触的同时，减少了工作量，

7、体现了人性化设计。团队管理总经理：负责全局的把握。负责公司的日常经营事务，决定 部门经理的人选，协调各部门之间关系。市场营销经理：负责公司的市场分析、推广、策划、报告等C 决定公司的营销战略和营销计划。把握市场动向，组织实施市场 监控，市场评估等工作。财务经理：负责公司资金的筹集、使用和分配，公司资产的 管理。如财务计划和分析、投资决策、资本结构的确定，股利分 配等等；负责日常会计工作与税收管理，每个财政年度末向总经 理汇报本年财务情况并规划下年财务工作。技术研发经理：负责整个技术团队的管理。负责产品的研究 与开发工作，拓展产品线的广度和深度。负责新技术的研发和促 进。负责产品售后技术支持。管

8、理模式项目责任方面：建立问题缺陷跟踪机制，使责任分配明确到 人，及时确定问题负责人，专人专责，高效的处理问题。日常工作方面：参与项目的成员建立工作内容日志，便于及 时优化调整人力资源的分配。通过成员的工作进度订制最优的日 程安排，使单位时间的产出最大化。工作进度方面：由项目组全体成员制定项目进度，使进度量 化，避免工作进度滞后。资源管理方面：资源管理利用数据库系统，使资源利用最大会议方面：制定例会制度，并做好会议记录工作。做好月末总结工作。团队精神 一个团队的使命感和责任感，凝聚力和归属感来源于团队的 精神。制定团队的未来目标，确定目标确定团队 logo ，团队宗旨， 进而发展积淀成团队自己的

9、文化 注重团队的凝聚力，提高团队的执行力。产品内容简介医院作为收容和治疗病人的专门机构，每天都会产生大量的医疗垃圾，医疗垃圾是指医疗机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具 有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物，具体包括感染性、病 理性、损伤性、药物性、化学性废物。这些废物含有大量的细菌性病毒， 而且有一定的空间污染、急性病毒传染和潜伏性传染的特征，如不加强管 理、随意丢弃，任其混入生活垃圾、流散到人们生活环境中，就会污染大 气、水源、土地以及动植物，造成疾病传播，严重危害人的身心健康。在 此背景下，目前医院里急需一种能高效、环保地处理医疗垃圾的垃圾桶。自动式安全医疗垃圾桶功能

10、的实现是通过电动机带动相应机械结构， 机械结构在特定轨道上的定向移动实现自动开盖、自动换袋封装等功能。 独特的机械设计使机械结构在保证完成所要实现的功能的同时沿着最短路 径移动，达到省时省力的效果。从而减少能耗。过程中不会产生任何有害 物质、废物。自动封装垃圾袋功能的实现是利用电阻发热原理及塑料垃圾袋受热粘 结的特性，通过电阻加热丝实现对垃圾袋的自动封装。自动更换垃圾袋功 能的实现是用特制的垃圾袋，配合自动控制系统，完成对垃圾袋的周期性 更换，从而实现了给垃圾桶的自动换袋功能。感应自动处理垃圾功能的实 现是垃圾桶内设有感应器，可将垃圾桶内的垃圾数量，垃圾存储时间等信 息实时传送给自动控制芯片，

11、可使该垃圾桶在垃圾袋装满或垃圾存放时间 过长时，对垃圾袋进行智能化封装处理。并且垃圾箱中采用双滑块机构， 实现垃圾桶底部平板的门式开合，从而将封装好的垃圾袋移出垃圾桶。此 机构及电阻加热丝的运动通过特制的锁扣连接，可由同一个电动机驱动， 结构更紧凑，节能高效。实物模型图三维模型图传统垃圾桶设计方案电器控制单片机的图自动式安全医疗垃圾桶是以电机为动力源，垃圾箱箱盖处配 有红外感应器（图表 3），光电开关使用上拉电阻来判断是否有物 体靠近光电开关。当垃圾投放者到来时，垃圾箱会自动感应驱动 电机开启垃圾盖。实现自动开盖功能。当人扔完垃圾3秒后垃圾箱盖会自动合上。隔绝箱体与外界环境，避免了环境污染。垃

12、圾箱箱体中装有臭氧发生片（图表4），由控制系统控制定时给箱体和垃圾消毒，防止疾病的传播。工作人员处理垃圾时更加安 全。垃圾箱底板处通过重力感应装置（图表5）感应垃圾桶中垃圾袋的重量，将所得的信号传输给单片机处理，当垃圾桶中垃圾袋达到限定重量时，会触发电机对垃圾袋进行打包、输出以及及时更换垃圾袋。同时还可预先根据垃圾腐烂时间等情况对垃圾袋打包进 行多条件设定，达到任一条件，控制部分就会触发电机进行工作。 方便实用。L298N控制（电机）模块具体控制情况为采用 L298N 模块驱动电路模块来驱动五只电机，并能 通过高低电平控制来实现正反转状态。通过设置不同的延时时间来控制每 一个电机的转速调节。

13、（具体控制程序加附录）电机的性能指标：型号 ZGA25RP98i-5600 工作电压 12V 工作转数 20-50/min光电开关性能指标：检测距离10cm直流 DC6-36V NPN NO常开E3F-DS10C4臭氧发生片的性能指标：工作电压12V臭氧发生产量（范围值）：3 .5 g/h工作频率：称重传感器性能指标： 规格 5kg 尺寸：长 80mm 宽 高输入阻抗 1115 士 10% Q 输出阻抗1000 士 10% Q 绝缘阻抗 > 1000 M Q 安全过载率 150 %极限过载率200 % 工作温度范围-2060 °C推荐工作电压512 VDC最大工作电压15 VD

14、C防护等级IP65电缆 ©X 25 cm台面尺寸150 x 150 mm电动机图表 2 臭氧发生片图表 4光电开关图表 3称重传感器图表 5机械部分/连杆图表6主体结构简图- 结构该垃圾桶采用立体滑架结构、双滑块连杆机构结构、锁扣结构，定滑轮传动结构，曲柄连杆机构等设计，配合特制的桶行垃圾袋，实现各种珈扣 结构 能的协调高效进行。具体机构结构详见三维造型图及解说。垃圾盖的滑架启根据的连杆原理亠通过电动机带动曲柄，经连杆力的传 递，实现盖子的向上开启。定滑轮传动滑架结构是有直线轴承和与之匹配的光轴组成。光轴和轴承的组合可以有效的减少摩擦阻力，轴承在光轴上运动的过程中可以较好的保持平衡，

15、保证轴承上其他机构的工作顺利完成。轴承座的安装是保证光轴平行的主/曲柄连杆要因素，所以安装精度是滑架结构的保证。锁扣结构设计巧妙。为了实现右边横梁的固定与移动必须有一个“开关”控制，现有的结构中多数是通过电子开关控制，这样需要添加较多的附属构件。本项目中的锁扣结构，是纯机械构件，利用弹簧的收缩性和瞬时完成性来实现“开关”的作用。合理的装配使“开关”和滑架结构完美 结合。定滑轮传动结构克服了由于滑架结构高大引起的电机安置的难题。利用定滑轮的特性，只改变力的方向而不改变力的大小，这样仅仅通过增加 绳索的长度即可完成传动目的。曲柄连杆机构体现利用最少的构件而实现多种功能的设计思想。省时省力，节约资源

16、提高了工作效率。利用人脚踏提供的动力，通过连杆对力的传递，同时实现水平底板的向上翻起和侧门的向上打开，从而达到垃圾封装完毕后自动排出的目的，方便实用。设计的主要问题：a. 关于如何有效实现众多方向上的运动的及时切换，以及减少动力源 的使用，降低成本，高效利用的问题b. 关于如何协调滑架结构与底板运动的问题。c .关于解决滑架下落距离过长与斜拉连杆运动运动要求范围小的矛 盾。工作原理及性能分析垃圾桶盖的连杆机构垃圾盖的开启根据的连杆原理（杠杆原理），杠杆短端处安置有电磁铁, 由电磁铁的磁力提供动力，经连杆力的传递，通过对电磁铁的通断电来实 现盖子的瞬时开启关闭。图表7垃圾桶盖机构滑架部分封装，换

17、袋工作流程垃圾箱采用可竖直升降的滑架结构（图表 8）,同时在滑架上配有可是 水平往复移动的滑动导板从而实现空间立体运动。图表8滑架机构垃圾箱不工作情况下四边形滑架位于竖直导轨的上部，并且由锁扣锁 死在导轨上。当垃圾箱工作时，控制水平滑动导板的电动机开始转动。在 电机的牵引下，水平滑动导轨向右运动。图9封袋、更换袋原理图当水平滑动导轨运动到最右端时，与右端的滑架上固定导板接触，夹 住从上方的垂下的圆筒形垃圾袋。此时控制部分会接通电阻丝瞬时间热， 对塑形垃圾袋封口。当水平滑动导轨运动到最右端时，还会触动锁扣结构释放滑架。此时 电机继续转动时，就会牵引夹住垃圾袋的滑架沿竖直导轨下滑至指定的位 置。从

18、而将已经装满垃圾大袋子送往下方斜板输出，并且将新的垃圾袋也 拉到指定位置，从而实现更换垃圾袋。当滑架结构下降到指定位置时，锁扣部分会再次将滑架锁死在竖直导 轨上。在电机反转的牵引下，水平滑动导轨向左做返回运动到最左端，从 而释放垃圾袋。到达左端的水平滑动导板会触动锁扣，释放滑架。继续转动的电机会 带动滑架整体向上运动回归到指定位置，锁扣再次锁死滑架，一个完整封 装垃圾袋，更换垃圾袋的工作流程完成。基于四连杆机构的底板工作原理为了实现垃圾桶底板的随垃圾袋的输出打开与关闭问题，本垃圾桶采用创新四连杆结构，在简化结果的基础上既实现垃圾桶底板的打开与关闭,又减少了导轨、滑块等材料使用。侧滑水平导轨图9

19、底板结构感应|水平滑块该结构为双滑块结构的变形，将竖直滑块用简单弯曲的竖直滑轨代替，实现地板的开合，同时减少竖直导轨和滑块的使用，简化结构，降低成本。左面图为底板平时状态，底板左侧压在重力感应器上，将垃圾桶的重 量转换为电信号输出，交友单片机处理。当工作时，如右图，水平滑块在 电机的的驱使下向左运动，底板右侧会随着侧滑轨向上滑动，从而实现底 板向一侧打开。水平滑块向右时，底板关闭。基于锁扣结构的运动切换原理锁扣结构如下图，垃圾箱不工作时，在弹簧作用下，卡扣卡在竖直导 轨的凹槽里，是使滑架锁死在导轨上（左图）。当水平滑动导轨运动过来, 会有力（红色箭头）作用在锁扣，压缩弹簧，使卡扣退出导轨上的凹

20、槽， 从而使滑架结构从竖直导轨上解锁下来，实现竖直运动。垃圾打包完成后落入下方的抽屉里，抽屉结构件图如下图。抽屉门装 在连杆1上，抽屉装在连杆3上。当清洁工人脚踏踏板时（图中红色箭头）， 抽屉门会在连杆1的带动下顺时针向上翻起，实现垃圾桶抽屉门的打开， 同时在连杆3的带动下，抽屉沿逆时针翻转将垃圾从抽屉中传出，从而实 现垃圾的输出。图表垃圾桶垃圾储存箱抽屉底板图12曲柄连杆的原理4. 垃圾桶的基本工作参数为：总功率：P< 20V；适合垃圾袋：通孔长筒形，直径 d = 4050mm密圭寸后的垃圾包长度：L= 150mm适合垃圾：各种医疗垃圾，直径 d1< 150mm 5创新点及其应用

21、1)2)3)4)5)6)1)2)3)4)5)6)自动封装垃圾袋功能。利用电阻发热原理及塑料垃圾袋受热粘结的 特性，通过电阻加热丝实现对垃圾袋的自动封装。自动更换垃圾袋功能。用特制的垃圾袋，配合自动控制系统，完成 对垃圾袋的周期性更换，从而实现了给垃圾桶的自动换袋功能。感应自动处理垃圾功能。垃圾桶内设有感应器，可将垃圾桶内的垃 圾数量，垃圾存储时间等信息实时传送给自动控制芯片，可使该垃 圾桶在垃圾袋装满或垃圾存放时间过长时，对垃圾袋进行智能化封 装处理。采用变形双滑块机构，实现垃圾桶底部平板的门式开合，从而将封 装好的垃圾袋移出垃圾桶。此机构及电阻加热丝的运动通过特制的 锁扣连接，可由同一个电动

22、机驱动，结构更紧凑，节能高效。 通过控制系统控制的臭氧发生片可以定时为垃圾箱箱体和垃圾消 毒，可以完全保证垃圾箱的无菌环境，同时降低垃圾回收时的安全 隐患。采用曲柄连杆机构，实现一个动力源形成两个不同方向的力，从而 实现下底板的向上翻起和侧门的向上翻起。竞争分析竞争分析目前市场上还没有或者仅仅是技术不成熟的医用垃圾桶，即使使用较 为成熟的产品也是成本较高的，总体来说环保医用垃圾桶还没有得到推广， 市场还处于空缺状态。由于我们公司技术较为成熟和市场的空白，再者， 我们的批量生产会大大降低成本。随着生产技术的提高，生产工艺的改善， 我们公司力图维持产品价格稳定的同时努力降低成本，以实现更大的销售

23、额，占有更大的市场份额。立足于此种现状，我们的竞争对手并没有多少，并且基本上还没有形成 规模。市场上的成品很少，并且工艺也不成熟，借此形式我们可以形成自 己的规模并占领主要市场。产品的“波特五力分析”1供应商的议价能力供方主要通过其提高投入要素价格与降低单位价值质量的能力，来影 响行业中现有企业的盈利能力与产品竞争力。一般来说，该医用环保垃圾 桶的供方集团因市场空缺，竞争对手较少，讨价还价能力不强： - 在该产品专利被自己所用、自己生产的情况下，我们只需要从市场采购 基础原材料，包括 。原材料的特点是：市场供应充足、来源广泛、有较为 公开的市场竞争环境。生产方可在充分进行市场调研后选择最低供应

24、价和 供应商。- 供方各企业的原材料几乎不存在特色，买主转换或转换成本不高，比较 容易找到可与供方企业相竞争的替代品。- 供方因为技术限制几乎不能实行前向联合或一体化，而买主必然进行后 向联合或一体化。2购买者的议价能力购买者主要通过其压价与要求提供较高的产品或服务质量的能力， 来影响行业中现有企业的盈利能力。作为生产销售方，购买者的议价能力 对于我们是几乎可以忽略不计的：- 卖方行业由大量相对来说规模较小的企业所组成。- 该环保医用垃圾桶市场存有量不多，生产厂商不多。因而 期初投入与推 广不存在整个市场的标准化生产问题，供应的限制，挫伤购买者议价能力。 3新进入者的威胁竞争性进入威胁的严重程度取决于两方面的因素，这就是进入新领域 的障碍大小与预期现有企业对于进入者的反应情况。进入障碍主要包括规模经济、产品差异、资本需要、转换成本、销售渠 道开拓、政府行为与政策等等，显而易见，我们的产品除在起初技术壁垒 之外不存在其他较高进入壁垒，属于投入市场很容易被复制产品。那么， 我们必须在营销投