一、产品简介
开发背景：新冠疫情以来一次性口罩的使用率大大增加，并且在医院等地需要用到大量的一次性口罩,用于隔绝外界飞沫及自身飞沫扩散,而现有一次性口罩用完后大多与其他垃圾一起混合处理,有导致病原体扩散的可能。同时口罩在佩戴过程中,口罩的最外层会附着有细菌、病毒;这些细菌、病毒具有极强的传染性、生物毒性和腐蚀性;在进行口罩垃圾投放时,传统的垃圾桶在使用时口罩在投放过程中会触碰到垃圾桶桶盖,此时可能会伴随着少量细菌、病毒残存在垃圾桶桶盖上;此时若不及时清理，位于垃圾桶桶盖.上的细菌、病毒会伴随着空气或与他人接触而造成传染。因此如何在医疗垃圾投放过程中对垃圾桶桶盖进行消毒是发明所要解决的技术问题。
结构说明：压缩装置、电动机、减速机、伺服电机、红外线感应、紫外线消毒、箱盖、箱体、口罩收纳盒。
功能与使用：
压缩装置部分设计：为了满足收集更多口罩的需求，从而达到充分利用空间的目的，我们通过使用三相异步电动机来提供动力，通过固定电动机的正反转，带动螺杆的转动，上下往复运动，从而让压缩装置实现压缩口罩空间的目的，电机通过导轨的固定，使它牢牢的固定在箱体的内壁上。
三相异步电动机部分的设计：电机的应用非常基础非常广泛，是在电 力系统下绝对主要的动力转换装置。几乎所有设备运行的动力来源都是电机，除了电机直接驱动做功，气动系统的气压与液压的系统液压，最初来源都是
电机对气泵或油泵的做功而产生的。在工业环境下常用的电机为交流电机，其中同步电机与异步电机最大的区别在于他们的转子速度与定子速度（旋转磁场速度）是否一致，同步同速，异步差速。两种电机的定子绕组是一样的，区别在于转子结构。异步电机的转子是短路封闭的绕组，靠电磁感应产生电流，继而产生与定子排斥的电磁场，驱动转子旋转。同步电机的转子有直流绕组，通过滑环引入外加电流产生磁场。同步电机做工复杂，造价高，维修相对困难，多用于功率较大，不需要调速，长期工作的机械，如大型发电场合或大型焦煤化工装置。在普通设备环境下，交流电机中的三相异步电机使用最为广泛。三相异步电机结构相对简单，造价低，安装使用方便。鼠笼式结构简单，成本低，运行可靠，维护工作量小，但是启动力矩较小。
反之，绕线式结构复杂，成本增加，运行可靠性降低，维护费用增加，但是启动力矩较大。75KW以下的电动机绝大部份是鼠笼式电动机，大型电动机转子一般采用绕线式。
减速器部分的设计：在常规设备中，一般不需要这么高的转速，需要搭配减速机使用。电机+减速机=减速电机。减速机的作用：1.减速的同时提高转矩2.减速的同时降低负载惯量3.提高旋转稳定性。
在机械设计工作中，更重要的是对减速电机的选型。市场上电机的品牌有很多，对应的产品特性、尺寸规格、型号代码等不尽相同，但总体上大同小异。掌握一到三种主流品牌的电机选型，对于普通的设备设计工作已够用。
伺服电机部分设计：主要是其对电动机控制作用
伺服电机也称为执行电机，在控制系统中用作执行元件，将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，以驱动控制对象。最大的特点：有控制电压时转子立即旋转，无控制电压时转子立即停转。方向和转速是由控制电压的方向和大小决定的。编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器可以把角位移（码盘）或直线位移（码尺）转换成电信号按照工作原理编码器可分为增量式编码器绝对式编码器将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小每一个位置对应一个确定的数字码，其示值只与测量的起始和终止位置有关，与测量的中间过程无关。
红外线感应部分的设计：人体红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器。人体都有恒定的体温，一般在36~37度，所以会发出特定波长的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的红外线而进行工作的。
人体发射的9.5um红外线通过菲涅尔镜片增强聚集到红外感应源上，红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内长时间无动作，开关将自动延时关闭负载。
当人拿着口罩靠近投放口处，进入到红外线区域内，红外传感器的探头接收到人手释放的红外线时，通过菲涅尔镜片将其聚焦在热释电元件上，该元件上的电荷平衡被打破，向外释放电荷，红外传感器所连电路通过对 其电荷的检测得知有人类存在，便控制开关处于“开”的状态，完成人体感应。
红外感应的特点：1、超低功耗设计，可以串联在灯具照明回路，单极性控制。2、起控照度可调节：如逆时针调节，可使开关在光照更强的环境照度下启动；如顺时针调节，可使开关在光照更弱的环境照度下启动。3、延时时间可调节：调节范围 约20秒～6分钟。如逆时针调节，则延时时间变短；顺时针调节，则延时时间变长。
紫外线消毒部分的设计：口罩收集箱体内壁上端安装有紫外线消毒装置，紫外线消毒灯在紫外线UV-C波段内，其中250-270nm范围内杀菌力最强。由于汞的共振谱线为2537A，这种杀菌管能产生253.7nm的紫外线，使细菌和病毒DNA和RNAV发生变性，细胞不能繁殖。紫外线消毒灯对任何细菌或病毒都有效，集中高强度紫外线在短时间内即可杀菌。放入口罩后开始消毒，红色“消毒中”指示灯亮起，消毒完成后绿色“消毒完成”指示灯亮起，提示消毒完成，消毒过程控制在35-40分钟之间。
二、设计说明
产品为一种一次性医疗口罩回收回收消毒压缩装置。当人们用完一次性医用口罩时，手拿口罩放在投入口外，红外自动感应装置会自动识别，投入口的入口会自动打开，人手扔入口罩，当人们完成投递时，投入口的门会自动关闭，此时整套动作完成投递。回收箱内会有独立的手机口罩箱体，内置医疗回收塑料袋，用于存储投放进来的口罩，以便于整体回收拿出。由于每个人在口罩在佩戴过程中都会产生一定的细菌，病毒，流感等，容易造成污染，如果处理不好，后果十分严重，所以本装置还可以对回收收集来的口罩进行杀菌消毒，箱体内壁上会有紫外线消毒装置。紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA (脱氧核糖核酸)或RNA (核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和 (或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。. 紫外线消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死。. 目前能够输出足够的UVC强度用于工程消毒的只有人工汞（合金）灯光源。. 紫外线杀菌灯灯管是由石英玻璃制成，汞灯根据点亮后的灯管内汞蒸气压的不同和紫外线输出强度的不同，分为三种：低压低强度汞灯、中压高强度汞灯和低压高强度汞灯。根据一只一次性口罩的材料组成，是由 1克无纺布（两层无纺布构成）+0.5克过滤纸+0.2克橡胶皮筋+0.3克铝塑条组成 ，如果按照一只一个包装计算，一只口罩外面还有1.8克的塑料包装袋。
根据计算，一只口罩的总计重量在3.8-4.2克不等。所以一次性口罩大多都是材质软，质量轻，收集之后的口罩会呈现不规则的堆积方式，因此我们在整个箱体顶部设立了一个压缩箱体内部空间的装置，以此来进行空间的压缩，由于压缩装置的功率比较大，采用太阳能板发电直接无法带动装置进行对口罩的空间压缩，所以我们采用外接220V电压进行外部供电，压缩装置为拱顶在顶部的直线往复运动装置，将行程设定为一个准确固定的值，当口罩收集到一定数量的时候，压缩功能开始工作，对口罩进行压缩，压缩装置我们选取用三相异步电动机带动，通过电机的正反转运动使压缩部分往复运动，从而产生更多的空间进行口罩的继续收集。当口罩收集满之后，可以打开箱体下部的门，将收集的口罩进行打包带走，二次利用。
人体红外感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器。人体都有恒定的体温，一般在36~37度，所以会发出特定波长的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的红外线而进行工作的。
人体发射的9.5um红外线通过菲涅尔镜片增强聚集到红外感应源上，红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内长时间无动作，开关将自动延时关闭负载。
当人拿着口罩靠近投放口处，进入到红外线区域内，红外传感器的探头接收到人手释放的红外线时，通过菲涅尔镜
片将其聚焦在热释电元件上，该元件上的电荷平衡被打破，向外释放电荷，红外传感器所连电路通过对其电荷的检测得知有人类存在，便控制开关处于“开”的状态，完成人体感应。
红外感应的特点：1、超低功耗设计，可以串联在灯具照明回路，单极性控制。
2、起控照度可调节：如逆时针调节，可使开关在光照更强的环境照度下启动；如顺时针调节，可使开关在光照更弱的环境照度下启动。
3、延时时间可调节：调节范围 约20秒～6分钟。如逆时针调节，则延时时间变短；顺时针调节，则延时时间变长。
口罩收集箱体内壁上端安装有紫外线消毒装置，紫外线消毒灯在紫外线UV-C波段内，其中250-270nm范围内
杀菌力最强。由于汞的共振谱线为2537A，这种杀菌管能产生253.7nm的紫外线，使细菌和病毒DNA和RNAV发生变性，细胞不能繁殖。紫外线消毒灯对任何细菌或病毒都有效，集中高强度紫外线在短时间内即可杀菌。
放入口罩后开始消毒，红色“消毒中”指示灯亮起，消毒完成后绿色“消毒完成”指示灯亮起，提示消毒完成，消毒过程控制在35-40分钟之间。
三、产品特色
本次设计的系统以外供电源来提供电机的电力，根据垃圾箱内的废弃口罩的堆积高度来，当达到要求的固定高度电机就会工作，来带动压缩板来进行压缩，丢口罩的门是自动门，当我们想丢口罩的时候把手放在入口们就会自己打开，从而降低了病毒的传染，里面还带有紫外线消毒灯，对口罩进行初步的消毒。该设计可用于小区或者医院等公共场所，对我们用剩下的废弃口罩进行更快捷方便的处理。目前，在新冠疫情的影响下，一次性口罩成为了人们不可缺少的装备，随着口罩使用数量的增加，废弃口罩的回收成了许多人关心的问题，随意丢弃口罩可能会造成二次传染，同时也对生态环境造成了污染，许多动物都被人们随手丢弃的废弃口罩而影响，小鸟的翅膀被口罩缠住，海洋里的海龟被废弃的口罩缠住四条腿等等，给环境带来了巨大的影响；丢进普通的垃圾桶也只是和其他的垃圾混在一起，并没有做到消毒霉菌的操作，这不仅没有处理好废弃口罩的二次利用会可能会对其它的垃圾进行污染。
放眼市场，各种特设功能的垃圾桶可谓五花八门，各种附加的新功能，彰显了个性，也在无形中提高了垃圾桶的档次，市场上的大部分的垃圾桶也有垃圾分类的措施，但它们的分类也只是局限在可回收与不可回收的分支上进行的分类。
