論智能垃圾分揀系統的研究

賈粟

摘 要：地球是人類賴以生存的家園，但隨著經濟迅速增長和人民生活水平的提高，生活垃圾的產量呈現逐年遞增趨勢，而且污染環境的有害性、復雜性日益增大。雖然垃圾分類在我國已經提倡很多年了，但是在實際操作過程中，仍存在諸多問題。智能垃圾分揀系統項目的設計，是基于一種生活垃圾小區內自動分揀的設計。它主要是包括管道輸送裝置、集中收集裝置、定量輸送裝置、分揀機構、分揀后輸送裝置五大部分。以下是對智能垃圾分揀系統的內容介紹，希望能讓更多的人了解到它的實用價值和操作原理。

關鍵詞：垃圾分類 管道輸送 自動分揀

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2019）05-0-01

隨著低碳生活、愛護地球、節約型社會建設的倡導，人民對環境污染問題的關注度越來越高。地球本身的自然資源就是有限的，如果人民能夠將垃圾進行分類投放、回收、加工、循環再利用，那能夠節約資源、降低污染、產生經濟效益的同時，為捍衛我們共同的家園美麗和健康邁出積極的一大步。這也符合我國環境友好型和資源節約型社會的創建目標，提高資源利用效率，實現人與自然和諧相處的實踐落地。

一、智能垃圾分揀研究背景

縱觀當今居民對垃圾分類投放和回收再利用的意識尚且淡薄。多數人并不清楚垃圾到底應該怎樣從源頭上進行分類投放。這就使得垃圾被人隨意丟棄，分類垃圾箱幾乎是形同虛設，未能起到政府投放分類垃圾箱的預期效果。其實，世界上本來沒有垃圾，垃圾知識是放錯了地方的資源。據不完全統計，全世界每年垃圾增長率在以8.42%的速度增長，而中國垃圾增長率高達10%以上。中國的城市生活垃圾堆存量累積達70多億噸，其中通過無害化處理的約占三分之二，剩余三分之一的垃圾被簡單壓縮后直接填埋地下，侵占土地大約5億平方米，垃圾已經成為社會發展的一大惡瘤。

二、智能垃圾分揀系統的工作原理

小區住戶對自家產生的生活垃圾，按照可回收垃圾和不可回收垃圾進行簡單分類。然后投放到對應的室內垃圾輸送管道出口，簡單分類后的垃圾通過輸送管道出口進入到管道輸送裝置，在重力作用下，流經管道下滑至集中收集裝置。集中收集裝置內設有與下水管道聯通的網框結構。該結構可實現將垃圾內的污水等液體物質過濾排出。此時，定量輸送裝置會根據輸送器的體積和重量，每次將固定的垃圾提升輸送至分揀機構。分揀機構根據磁鐵吸附原理，將金屬物質進行分揀。然后利用金屬的導電性，對導電和非導電金屬進行分揀。剩余的可回收垃圾，再進行統一的回收處理。分揀機構完成的垃圾，再通過輸送帶，分別輸送到指定的存放位置。

三、五大裝置的工藝設計

1.管道輸送裝置

根據住宅樓的結構，自上而下設置管道輸送裝置，每戶設置入口裝置，下端連接到集中收集裝置，當住戶需要丟棄生活垃圾時，打開自家的管道輸送入口，按照標識將可回收與不可回收垃圾放入相應的入口，管道輸送裝置將簡單分類的生活垃圾依靠重力輸送到集中收集裝置內，高層管道內根據高度設置機械緩沖機構。在模擬樓房內設計兩條垂直管道，底部通過彎頭、管路輸送到集中收集裝置內，彎頭采用3D打印直接成型，管道采用鋁塑膜粘合制作。

2.集中收集裝置

連接管道輸送裝置既包括了不可回收垃圾容器結構，它是與市政垃圾儲運車對接的;又包括了可回收垃圾存放單元，并設置污水排放口，將垃圾附帶中的污水排出，采用密閉結構，防止異味飄散。收集模擬生活垃圾小球的裝置，主要包括兩側板和內部導向斜板，都采用木板切割而成，通過插接方式組合在一起，形成一個漏斗式槽狀結構，底部與定量輸送裝置連接。

3.定量輸送裝置

定量輸送裝置是提升輸送的結構，將集中收集裝置內的生活垃圾提升到后端的分揀機構入口。提升輸送模擬生活垃圾小球的裝置，采用微型齒輪減速機和直流電機組合作為動力，采用傾斜圓轉盤設計，圓轉盤上沿邊緣均布設計圓孔，每個圓孔只能容納一個模擬小球，圓轉盤安裝支架后壁也同為圓形傾斜結構，設有與圓轉盤開孔位置相同的溝槽，作為提升導向槽，圓形高點作為導向槽末端開孔，將提升上來的小球漏出，后端設有導向槽，導入分揀機構。

4.分揀機構

分揀機構是由四部分組成：支架、導向盤、旋轉齒盤、動力部分。前端連接定量輸送裝置，將輸送來的生活垃圾進行分類，構根據磁鐵吸附原理將鐵質金屬進行分揀，再利用金屬的導電性對其他的金屬進行分揀;剩余的可回收垃圾再進行統一的回收處理。

支架為木板裁切十字交叉結構，固定在模擬機構底板上;導向盤為圓型結構分為上下兩層結構，設計有內外兩條導向槽，槽內裝有磁鐵，用來分揀鐵球，上導向盤設有圓形進料口;旋轉齒盤為轉動的齒輪結構，內孔套在導向盤圓柱上，外沿齒與動力齒輪咬合傳動。當旋轉到磁鐵位置時，因受磁吸作用，鐵質金屬被吸引到外側導向槽，隨著旋轉齒盤運動到外側的出料口。非鐵質金屬則不被吸引，會沿著內導向槽運動到內導向槽出料口排出。動力部分采用微型齒輪減速機和直流馬達組合，與旋轉齒盤通過齒輪傳動，帶動旋轉齒盤運轉。

5.分揀后輸送裝置

分揀機構分揀完成的各類生活垃圾輸送到指定的存放位置，等待回收利用。輸送分揀機構分揀完成的模擬小球，采用皮帶輸送結構，木板作為框架，動力部分采用微型齒輪減速機和直流馬達組合，直接驅動帶輪帶動皮帶運轉。

結語

本項目設計基于一種生活垃圾小區內自動分揀的設計，既可以實現生活垃圾的不落地收集，也能滿足分類回收需求。智創無止境，不容否認只要是技術創新，就意味著不斷地迭代更新、優化升級。本系統設計未來改進的方向在此歸納三點：①減小模擬小球分揀的錯誤率，提高分揀準確性;②增加非導磁小球的分揀功能，提高垃圾分揀的實際應用性;③改善傳動結構，增加系統運轉的穩定性。

通過以上的設計論述表明，智能垃圾分揀系統是攻克垃圾有效分類和資源回收再利用的關鍵技術核心。該系統能夠很大程度上提高了傳統垃圾處理中無法實現的有效分類，但是每種技術都有著更高的發展空間，相信該技術在未來會發展得更加成熟，才能更好地為人們提供舒適的生活環境，流浪地球時代的我們，才會擁有美麗的家園。

參考文獻

[1]洪慧蘭，趙虹，劉澤軍.我國城市生活垃圾收集和運輸模式的研究[J].中國環境科學學會學術年會論文集，2012年：2321-2324.

[2]劉寧寧，簡曉斌.國內外城市生活垃圾處理現狀及思考[J].技術與市場，2009，16（1）：63-64.

[3]張英明，尚曉波，李開明.城市生活垃圾處理技術現狀與管理對策[J].生態環境學報，2011，20（2）：389-396.