自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置

張沐林

ZHANG Mu-lin

廣州市環(huán)境衛(wèi)生機械設備廠有限公司 廣東廣州 510450

1 前言

餐廚垃圾車是裝備有密封裝置和清洗系統(tǒng)等，用于餐廚垃圾的收集和運輸?shù)奶胤N結構專用作業(yè)汽車[1]。隨著生活垃圾分類處理工作的進一步深化，餐廚垃圾將進行單獨投放、收集和運輸，餐廚垃圾車的需求量每年逐步增加， 餐廚垃圾車將成為生活垃圾分類處理前端收運不可缺少的車型。餐廚垃圾車如圖1所示。

目前國內(nèi)餐廚垃圾車主要以右側提桶裝置上料，推板卸料或后傾自卸為主，并附帶清洗系統(tǒng)等功能，其中提桶裝置作為主要的功能部件，其性能的好壞、操作的方便性關系到餐廚垃圾車的作業(yè)效率，而且，隨著國內(nèi)各城市對餐廚垃圾管理的執(zhí)法力度加大，迫切要求車輛安裝稱重系統(tǒng)，以實現(xiàn)對收運餐廚垃圾的計重收費、信息儲存、發(fā)送、打印、實時監(jiān)控等功能，能夠及時計量出各桶的垃圾量，匯總每個收集點的垃圾總量，并對這些信息進行數(shù)據(jù)化處理，便于科學管理。針對這種需求，本文介紹了一種自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置，著重敘述其結構和設計注意事項。

圖1 餐廚垃圾車

2 結構介紹

2.1 總體結構

自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置結構如圖2所示，主要由導軌固定架、油缸、鏈條、升降架、翻轉架、稱重機構和數(shù)據(jù)控制裝置組成。

自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置通常設置在餐廚垃圾車的箱體右側前端，可配用120 L、240 L、圓形65 L等規(guī)格的標準塑料垃圾桶，采用鏈條傳動，油缸推動鏈輪上下運動，通過鏈條帶動傾倒機構進行上下運動和翻轉運動，包括上升、上翻、傾倒、下翻、下降等5個過程。由于在翻轉、傾倒過程中，質量誤差大，故稱重時取上升和下降過程的質量進行分析處理，得到最終的質量。

導軌固定架安裝在餐廚垃圾車箱體上，油缸裝于導軌固定架底端，鏈條通過油缸連接導軌固定架、翻轉架和升降架，油缸升降帶動翻轉架和升降架上下升降；翻轉架安裝在導軌固定架上，可縱向翻轉并沿豎直方向移動；升降架安裝在翻轉架上；稱重機構安裝在升降架上，沿豎直方向移動，并與升降架共同隨翻轉機構同步移動；當垃圾桶掛至稱重機構，稱重機構帶動垃圾桶上升至預定位置時，稱重機構的信號輸出至數(shù)據(jù)控制裝置并進行垃圾質量運算。通過數(shù)據(jù)控制裝置的自動稱重控制操作實現(xiàn)了全程無需人工手動操作，自動計量出垃圾桶裝載垃圾提升過程中毛重、倒料后空桶返回下降過程中的皮重，并自動計算凈重，從而完成一個完整的自動稱重過程。

2.2 自動稱重機構

自動稱重機構包括：內(nèi)框架、掛板、底座、稱重傳感器、傳力架、鉤桶板和緩沖拉簧，自動稱重機構示意圖如圖3所示。內(nèi)框架固定在升降架上通過導輪沿翻轉架升降移動，內(nèi)框架的側面設置掛板，掛板固定在傳力架上，內(nèi)框架設置底座，稱重傳感器與底座和傳力架共同裝配在一起，掛板的上部固接鉤桶板，緩沖拉簧的一端固接在內(nèi)框架上，另一端連接升降架。

當垃圾桶掛至垃圾車上時，啟動裝置，垃圾桶離開地面，垃圾桶的所有質量作用于稱重傳感器，傳感器將質量信號轉變?yōu)殡娦盘枺瑐鬏斀o垃圾車專用儀表，當上升至限位開關時，垃圾車儀表記錄下瞬間質量值，記為毛重，提桶裝置繼續(xù)上升，并將垃圾倒入車內(nèi)，原路返回，當?shù)竭_原限位開關處時，又記錄一次瞬間質量，記為皮重，垃圾車專用儀表自動將兩次質量做減法，記為一次質量過程，并輸出顯示垃圾的凈重。

圖2 自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置結構示意圖

圖3 自動稱重機構示意圖

2.3 數(shù)據(jù)控制裝置

數(shù)據(jù)控制裝置包括中央處理器、GPS模塊和GPRS模塊、顯示儀表、打印機、自動讀卡器。稱重機構的稱重信號傳輸至中央處理器進行運算，將模擬信號轉換成數(shù)字信號，通過GPS模塊和GPRS模塊進行餐廚垃圾車定位并進行數(shù)據(jù)傳遞；顯示儀表和打印機接收質量數(shù)值并顯示、打印，方便實時監(jiān)控數(shù)據(jù)；中央處理器的輸入端連接有自動讀卡器，便于自動識別，實現(xiàn)快速、高效率的操作。

3 設計注意事項

設計自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置時，有以下細節(jié)需要特別注意。

3.1 廣泛適用性的實現(xiàn)

提桶裝置的設計提升質量一般不小于300 kg，掛桶高度不大于810 mm，掛板應既滿足裝載120 L、240 L規(guī)格的標準塑料垃圾桶，又可以選掛滿足提升65 L圓形膠桶的掛桶總成，故對垃圾桶夾持要可靠，垃圾桶傾倒角度不小于50°，確保垃圾桶內(nèi)不殘留垃圾；同時在掛板前設有緩沖裝置，可減少垃圾桶的沖擊力，保護垃圾桶不變形和損壞。

3.2 翻轉減速裝置

大部分的餐廚垃圾處理中心遠離市區(qū)，為節(jié)約收運成本，集中型收運模式應運而生。集中型收運模式要求餐廚垃圾車的裝載量大，且收集時工作效率高，因此，作為上料功能的提桶裝置必須運行速度快。為了保證整個機構運行平穩(wěn)、可靠，整個運行過程采用分段變速運行，上升、下降加速，上翻、傾倒、下翻設置減速裝置。

減速裝置是通過在其導軌固定架的上端合適位置安裝一個接近開關，當加速運行的提桶裝置上升感應到接近開關，此時系統(tǒng)開始自動減速，當垃圾傾倒入餐廚車投料口后提桶裝置下翻，下翻后感應到接近開關，系統(tǒng)開始自動加速下降，在整個提桶過程高效運行的同時確保桶在傾倒時平穩(wěn)緩慢，垃圾不外灑。

3.3 精準的稱重傳感器

采用箱式傳感器，運用低通濾波技術、分段式標定方法等精準算法，解決傳感器的噪聲干擾、重復性差和安裝、運動等原因造成傳感器非線性的問題及人為等因素造成超差不精確的問題，實現(xiàn)速度和加速度的補償，從而提高稱重精度，可保證稱重精度小于±2%。

3.4 實時監(jiān)控和科學管理的實現(xiàn)

自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置的功能不僅能實現(xiàn)垃圾單桶稱重，同時也能實現(xiàn)實時監(jiān)控和科學管理，餐廚垃圾車通過GPS系統(tǒng)定位，將定位信息和稱重數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)送給監(jiān)控平臺。

在監(jiān)控平臺，可以實現(xiàn)：

a、車輛定位以及車輛運行軌跡查詢。通過設定，可查詢每一輛車的運行軌跡，具體到每條街道；

b、對所有管轄的餐廚垃圾車進行統(tǒng)一管理監(jiān)控，可查詢每一輛車的運輸情況，并以報表格式輸出。

c、可按用戶、車輛和日期制作報表，統(tǒng)計城市的垃圾產(chǎn)生量，作為科學管理的依據(jù)。

4 結語

自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置全程無需人工操作，稱重精度高，實用性好、提高了工作效率，已經(jīng)成為生活垃圾分類中餐廚垃圾運輸?shù)牟豢扇鄙俚募夹g之一。該裝置也可用于類似需要自動稱重的具有上升下降功能的其他設備上，有廣泛的應用前景。