一種分類回收垃圾車的設(shè)想

□ 徐維錚 □ 劉春正 □ 徐 波 □ 鄭衛(wèi)剛

1.武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院 武漢 430063

2.武漢理工大學(xué) 工程實(shí)訓(xùn)中心 武漢 430063

城市是自然資源的重要消費(fèi)者，同時(shí)也是污染和廢棄物的主要產(chǎn)生者。近年來(lái)，隨著全球可利用資源日益減少，人們?cè)趯ふ倚沦Y源的過(guò)程中，也逐步認(rèn)識(shí)到城市垃圾資源的可利用性，并力圖實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。城市垃圾的分類消納處理，直接關(guān)系到城市的形象、居民的身心健康、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，是世界各國(guó)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)課題之一。

西方發(fā)達(dá)國(guó)家在城市垃圾分類回收方面已取得明顯的環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益，而國(guó)內(nèi)的城市垃圾主要還是集中堆放處理。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，垃圾種類多樣化，垃圾產(chǎn)生的速度加快，未來(lái)的垃圾分類回收必然要求高效化、精細(xì)化。為此，我們查閱文獻(xiàn)［1］，設(shè)想了一種可分類回收金屬罐、塑料瓶、廢電池及廢玻璃的垃圾車。

1 模型的建構(gòu)和動(dòng)態(tài)仿真

針對(duì)垃圾分類回收，按照?qǐng)D1的流程，利用SolidWorks軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。

圖1 垃圾車回收垃圾流程

整個(gè)回收流程的動(dòng)態(tài)仿真可見(jiàn)圖2～圖7。

圖2 垃圾車到達(dá)指定地點(diǎn)

圖3 機(jī)械臂抓取垃圾筒

圖4 將垃圾倒入回收箱中

圖5 將垃圾筒放回原處

圖6 回收箱體伸出倒垃圾

圖7 底部箱體接收落下的垃圾

2 新型垃圾車

新型垃圾車整體外形如圖8所示。圖中a，b，c，d分別表示4個(gè)回收箱，用來(lái)分類回收垃圾，采用液壓拉桿系統(tǒng)控制箱體的伸出與收回，車體頂部的機(jī)械手臂用于抓舉垃圾桶，結(jié)合激光精確定位系統(tǒng)進(jìn)行操作。工人只需操縱車上操作平臺(tái)上的按鈕就可實(shí)現(xiàn)垃圾的回收與卸載。

圖8 垃圾車整體外形

設(shè)想的新型垃圾車主要收集金屬罐、塑料瓶、廢電池、廢玻璃4類可回收垃圾，其它的垃圾不收集。車廂體采用4層設(shè)計(jì)方案，每一層回收一類垃圾。

每層的回收箱體，采用液壓拉桿裝置驅(qū)動(dòng)。回收箱體的兩側(cè)各安裝4根液壓拉桿，其收縮范圍可達(dá)回收箱體長(zhǎng)度的一半，回收箱底板下表面也安裝有一個(gè)拉桿結(jié)構(gòu)，控制這個(gè)回收箱體的伸出和收回。回收箱體前后兩端安裝有弧形面的推板，兩側(cè)的4根液壓拉桿，中間的2根作用在兩個(gè)弧形推板上，運(yùn)行時(shí)，作用在不同推板上的拉桿沿著設(shè)定的槽道運(yùn)動(dòng)，并且收縮方向相反。

圖9 和圖10為回收箱結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單示意圖。圖中的1、2、3、4、5為液壓拉桿， 主要用于控制回收箱體的運(yùn)動(dòng)。回收箱體由底板7和側(cè)板6組成，底板7由最下層底板和回收箱最里邊的壁面構(gòu)成，側(cè)板6由其余的3個(gè)壁面構(gòu)成。側(cè)板是沿著底板上的滑軌運(yùn)動(dòng)的。拉桿1和4控制側(cè)板6的運(yùn)動(dòng)，拉桿2和3分別控制推板11和10的運(yùn)動(dòng)。8和9為拉桿運(yùn)動(dòng)的滑槽。

圖9 回收箱體的側(cè)面示意圖

圖10 回收箱體的俯視示意圖

裝載垃圾時(shí)：先由拉桿5伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)回收箱體整體推出半個(gè)回收箱體的長(zhǎng)度；當(dāng)垃圾倒入之后，利用拉桿2拉動(dòng)弧形推板11運(yùn)動(dòng)，將垃圾緩慢推到回收箱體的內(nèi)部，壓緊后固定，以充分利用空間和減少垃圾車運(yùn)動(dòng)時(shí)垃圾晃動(dòng)，之后，拉桿5收縮將回收箱體收回到車廂內(nèi)部，即完成一次垃圾的裝載。

卸載垃圾時(shí)：首先，拉桿1和4同時(shí)伸長(zhǎng)，拉桿5保持靜止，拉桿2和3處于拉伸狀態(tài)，此時(shí)推板10推動(dòng)垃圾和上部的3個(gè)側(cè)面一起向外運(yùn)動(dòng)，使垃圾脫離底板，自由落入指定的處理箱；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到回收箱體一半長(zhǎng)度時(shí)，拉桿1和4停止運(yùn)行，由拉桿3收縮運(yùn)行，推動(dòng)弧形推板10繼續(xù)將剩余的垃圾推出，以實(shí)現(xiàn)垃圾的完全卸載。

箱體底部的運(yùn)行，主要靠滑軌來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖中沒(méi)有標(biāo)示）。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于垃圾分類很多，比較復(fù)雜，有可回收和不可回收的垃圾，有生活垃圾和工業(yè)垃圾等，而我們的想法，在現(xiàn)實(shí)生活中尚未實(shí)現(xiàn)，提出上述的設(shè)想并用軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，是希望能給大型企業(yè)或者該領(lǐng)域的學(xué)者提供參考思路。

［1］ 李克勤,胡來(lái)王容.斜盤式錐齒少齒差行星傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)［J］ .湖北工學(xué)院學(xué)報(bào),2001,16（4）:59-60.

［2］ 湖北工學(xué)院機(jī)械傳動(dòng)研究室.斜盤式錐差行星傳動(dòng)研究鑒定報(bào)告［R］.武漢:湖北工學(xué)院,1999.

［3］ 胡來(lái)王容.行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1997.