嘉諾撒聖方濟各學校-垃圾壓縮 简单

香港理工大學 工業及系統工程系 

The Hong Kong Polytechnic University 

Department of Industrial and System Engineering 

全港中小學產品設計大賽2018-19 

Hong Kong Product Design Makeathon2018-19 

項目名稱:垃圾壓縮

項目編號:P8

學校名稱:嘉諾撒聖方濟各學校 St. Francis’ Canossian School

組别*:小學組 Primary

項目組别*:環保或節能產品Eco-friendly or Energy Saving

背景

如許多已發展都市，香港的廢物量隨 著經濟的起飛而每年持續遞增。就以都市廢物為例，在環保署成立的1986年至今，平均每年都有增長。為此，環境局向立法會提交都市固體廢物收費條例草案，希望明年審議並通過，最快2020年底實施。雖然建議中的垃圾袋只需1.1元，收費不高。但對對某些人仍會感到壓力，而且我們覺得塑膠垃圾袋每人用少一個，對環境就少一分傷害。所以我們希望製造一件產品可以做到源頭減廢。

目標

是次專題的目標是希望設計一件能把日常生活中的垃圾壓縮的產品，從而節省垃圾箱的空間，同時亦可減少使用塑膠垃圾袋的數量。

產品的主要開發對象是一般巿民或物業管理公司，希望能減少塑膠垃圾袋的用量外，同時減少購買塑膠垃圾袋的支出。

i. Product Design

產品設計 (Conceptual design drawing or photos概念設計圖或照片)

為了有效地開發產品，我們選擇了以下3個領域作研究：

1. 哪一種方法能將垃圾壓縮？ 我們初期構思有兩種壓縮的方法，第一種是真空壓縮，第二種是擠壓法。

真空壓縮：

我們試過以家中的真空衣物收納袋做測試，發覺它的壓縮效果雖然理想，但壓縮後要立即封口，否則袋中的衣物會變回原來的大小。所以我們相信這種方法並不適合應用在我們的產品中。

擠壓法：

我們用學校的碎紙機內的碎紙以擠壓方法作測試，發現效果理想，第一次擠壓可以減少碎紙差不多一半的體積，雖然每多擠壓多一次，可壓縮的空間越少，但效果仍算理想，故我們決定使用擠壓法來設計產品。

2. 是否所有垃圾都可以壓縮？ 我們嘗試以生活常見的廢物用擠壓方式作測試，以下是我們的觀察結果：

註：因衛生問題，我們不考慮以廚餘作測試。

3. 每一類垃圾需要用多大的力度才能壓縮？

因我們沒有正式的儀器作測試，故我們只能以個人感覺判斷，以下是我們的實驗結果：

根據以上實驗觀察顯示， 每類廢物都能以壓縮的方法，減少垃圾箱內的存儲空間，特別是紙張可以較少的力度來壓縮，但又不會像衣物容易回彈。因此，我們決定針對紙張類的廢物來製作產品。

設計初型

我們曾試過利用3D打印技術設計垃圾箱的初型，但因我們想方便人們使用，一按便能打開和關閉垃圾箱，故我們最後決定以巿面的垃圾箱進行改裝。

產品操作

我們在巿面選擇了合適的垃圾箱後，便開始設計垃圾箱的操作方法。以下是產品的操作流程：

ii. Techniques 技術

(Technologies and tools you used to produce the product 生產產品的技術和工具)

依照產品的功能我們嘗試在巿面找合適的工具來製作產品，最終選用了以下的工具：

1. Micro:bit

2. 伺服馬達

3. 齒輪組

4. 以3D打印技術製作擠壓板

(Demonstration of working principle and functions介紹工作原理和產品功能)

首先打開垃圾箱內的系統後，系統會處於待機狀態。

我們打開垃圾箱時micro:bit會利用它本身的光感應器偵測到垃圾箱已被打開，然後將狀態儲存在micro:bit內。

當垃圾箱關閉時光感應器的數值就變小，同時micro:bit會控制伺服馬達將擠壓板向下壓來達到壓縮的較果。

壓縮過程結束後擠壓板會自動返回原位待機。

i. Techniques 技術

(Technologies and tools you used to produce the product 生產產品的技術和工具)

製作垃圾箱的系統時，我們選用了micro:bit作為主控制器，它的優點是它本身已內置幾種感應器。

我們利用了micro:bit的光感應器偵測垃圾箱的打開和闗閉狀態，然後透程式紀錄狀態的變化，當micro:bit偵測到垃圾箱增有打開及關閉動作，就會透過程式控制伺服馬達推動擠壓板進行壓縮。

我們很高興能把課堂學到的知識運用產品上，雖然過程中我們遇到不小困難，例如未能找到合適的齒輪，擠壓板未能壓到達垃圾箱的底部。 但我們沒有放棄，不斷嘗試不同的齒輪組合，雖然未達到我們預期的效果，但從中我們學會了少許有關齒輪比例的知識，真是獲益不少。 最後，雖然我們這次製作的產品只是概念產品，但我們希望透過這件產品能提高人們對環保和源頭減廢意識，而且我們亦深信如果能把這概念製成真正的產品，雖然節約的只是一個小小的垃圾箱袋，也必定能為源頭減廢盡一份力。