自動封口垃圾桶的設計與研究

（安徽三聯學院 安徽 合肥 230601）

0.引言

垃圾桶是學校、醫院、賓館、家庭等場所不可缺少的環衛設施。傳統的垃圾桶，大部分是無蓋的，這樣容易污染環境、滋生病毒、傳播疾病。特別是在醫院，醫療垃圾具有直接或間接感染性、毒性以及其他危害性 (如：病理性、損傷性、藥物性、化學性)，不宜長期暴露在流動的空氣中；尤其在化驗室，裝有殘余血液的針筒暴露在無蓋垃圾桶中，很容易導致在扔垃圾的時候血液飛濺，污染環境。

當然，市面上還存在一種腳踏式垃圾桶，它有蓋，能避免垃圾與空氣直接接觸，但是這種垃圾桶多半容積小，常在家庭或辦公室中使用，并且它要手動將垃圾袋封口，再換上新的垃圾袋以備下次使用，因此，人們還是與垃圾有間接接觸。在醫院、公共場所等一些環境下，我們要盡量避免人與垃圾有直接或間接地接觸，因此，研制出有蓋的自動封口垃圾桶具有實際意義和社會價值。

1.結構設計

本文所設計垃圾桶的結構如下圖1，2，3所示，外筒(1)底部中心設置有支架(10)，支架上端與內筒(2)相連。外筒上部設置有桶蓋(5)，桶蓋與連桿(6)的上端連接，連桿下端與踏板Ⅰ(8)連接。

外筒內的側面上部設有水平設置的收口機構 （3）、封口機構（4）。其中收口機構（3）包括一組滾柱槽Ⅰ（32）、兩根滾柱Ⅰ(31)、兩個彈簧Ⅰ（33），滾柱槽橫向設置于外筒側面上部，兩根滾柱的兩端分別設置于兩個側面的滾柱槽上，通過兩個彈簧連接于外筒內的側面上部。其中封口機構（4）包括一組滾柱槽Ⅱ（42）、兩根滾柱Ⅱ（41）、兩個彈簧Ⅱ（44），所述滾柱槽位于收口機構的滾柱槽正下方，兩根滾柱的兩端分別設置于兩個側面的滾柱槽上，通過兩個彈簧連接于外筒內的側面上部。

在機構側面設置有電熱元件（43），即電熱棒，它通過電線連接于電機（9）。封口機構下方還設有垂直設置的踏柱槽（13），其中由上到下固定安裝有踩柱Ⅰ（11）、踩柱Ⅱ(12)，踏柱槽一端連接于水平設置的踏板Ⅱ(7)，踏板延伸到外筒外部，繩子Ⅰ(14)的兩端分別固定于兩個滾柱Ⅰ(31)的頂端，繩子中間繞在踩柱Ⅰ（11）上，繩子Ⅱ(15)的兩端分別固定于兩個滾柱Ⅱ（41）的頂端，繩子中間繞在踩柱Ⅱ(12)上。

圖1 結構示意圖左視圖

圖2 未封口結構示意圖

圖3 封口結構示意圖

2.工作原理

本垃圾桶在對垃圾袋打包換袋處理時，踩壓踏板Ⅱ，收口機構和封口機構運動，收口機構首先將垃圾袋上端收口，便于封口，再利用封口機構上的兩根滾柱Ⅱ相對相向運動并最終合并在一起，相互抵靠，從而將垃圾袋收口并自動封口，踩壓踏板Ⅰ，可用于開啟垃圾桶桶蓋。垃圾袋封口后從垃圾桶中取出扔掉，更換新的垃圾袋。

具體工作過程如下，垃圾袋設置于不銹鋼內筒中，將袋邊固定在兩根滾柱Ⅰ上使袋口展開，收口機構通過繩子Ⅰ連接于踏柱槽，封口機構也通過繩子Ⅱ連接于踏柱槽，由于繩子Ⅰ、繩子Ⅱ長度一定，當踏板Ⅱ被向下壓時，使得繩子向下移動進而帶動兩根滾柱Ⅱ相對相向運動并最終合并在一起。滾柱Ⅱ設置于滾柱槽Ⅱ內并沿限定方向移動，電熱元件電熱棒通過導線與電機連接形成回路。使用時，開啟電機加熱電熱元件，從而將袋口加熱而粘合實現對垃圾袋的封口。完成封口后，由于彈簧Ⅰ、彈簧Ⅱ作用，滾柱Ⅰ、滾柱Ⅱ自動回彈，回復到展開狀態，垃圾桶用于再次裝袋使用。

踏板Ⅰ用于垃圾桶開蓋，外筒上部設置有桶蓋，桶蓋與連桿的上端連接，連桿下端與踏板Ⅰ連接，當踩壓踏板時，根據杠桿原理，連桿頂開桶蓋，當松開踏板Ⅰ時，桶蓋合攏。垃圾桶上的踏板Ⅰ與踏板Ⅱ分別用于控制垃圾桶開蓋和垃圾袋封口。因此，此垃圾桶封口質量可靠，可以減少垃圾異味散發，也避免人與垃圾有直接或間接地接觸，避免細菌感染，具有衛生、環保、成本低的特點。

3.結語

隨著經濟社會的快速發展和人們物質生活水平的提高，人們的購買力大大增長，物質需求也日益增多。本文利用機械原理設計出一款具有自動熱封口功能的垃圾桶，以減少人與垃圾接觸，盡量避免細菌感染。其結構簡單、成本較低、使用方便，有廣闊的市場前景。這款垃圾桶從機械機構設計處入手，能夠大幅降低智能垃圾桶成本，且根據其獨立自動封口裝置設計，可與現有普通垃圾桶結合，進一步擴大研究成果的使用面。通過此創新型設計，可使人們放開雙手，為未來人們的生活帶來更多便捷與舒適。