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嘉諾撒聖方濟各學校-垃圾壓縮
管理员 管理员 2019-06-28 10:37:38
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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


步骤1 步骤1
介紹 - 背景與目標


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。

 

步骤2 步骤2
方法 - 產品設計和使用技術


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: 

projectImage


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: 


projectImage


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。

 

projectImage
projectImage


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: 


projectImage


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


步骤3 步骤3
產品演示


(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。 


projectImage


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。


projectImage

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。

projectImage

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。 


projectImage
步骤4 步骤4
物料清單(BOM)和成本估算
projectImage
步骤5 步骤5
總結

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。 

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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