一種分類回收垃圾車的設想

□ 徐維錚 □ 劉春正 □ 徐 波 □ 鄭衛(wèi)剛

1.武漢理工大學 交通學院 武漢 430063

2.武漢理工大學 工程實訓中心 武漢 430063

城市是自然資源的重要消費者，同時也是污染和廢棄物的主要產(chǎn)生者。近年來，隨著全球可利用資源日益減少，人們在尋找新資源的過程中，也逐步認識到城市垃圾資源的可利用性，并力圖實現(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、社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，是世界各國普遍關(guān)注的熱點課題之一。

西方發(fā)達國家在城市垃圾分類回收方面已取得明顯的環(huán)保經(jīng)濟效益，而國內(nèi)的城市垃圾主要還是集中堆放處理。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，垃圾種類多樣化，垃圾產(chǎn)生的速度加快，未來的垃圾分類回收必然要求高效化、精細化。為此，我們查閱文獻［1］，設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)和動態(tài)仿真

針對垃圾分類回收，按照圖1的流程，利用SolidWorks軟件進行動態(tài)仿真。

圖1 垃圾車回收垃圾流程

整個回收流程的動態(tài)仿真可見圖2～圖7。

圖2 垃圾車到達指定地點

圖3 機械臂抓取垃圾筒

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個回收箱，用來分類回收垃圾，采用液壓拉桿系統(tǒng)控制箱體的伸出與收回，車體頂部的機械手臂用于抓舉垃圾桶，結(jié)合激光精確定位系統(tǒng)進行操作。工人只需操縱車上操作平臺上的按鈕就可實現(xiàn)垃圾的回收與卸載。

圖8 垃圾車整體外形

設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層設計方案，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?；厥障潴w的兩側(cè)各安裝4根液壓拉桿，其收縮范圍可達回收箱體長度的一半，回收箱底板下表面也安裝有一個拉桿結(jié)構(gòu)，控制這個回收箱體的伸出和收回?；厥障潴w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根作用在兩個弧形推板上，運行時，作用在不同推板上的拉桿沿著設定的槽道運動，并且收縮方向相反。

圖9 和圖10為回收箱結(jié)構(gòu)的簡單示意圖。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動。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個壁面構(gòu)成。側(cè)板是沿著底板上的滑軌運動的。拉桿1和4控制側(cè)板6的運動，拉桿2和3分別控制推板11和10的運動。8和9為拉桿運動的滑槽。

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：先由拉桿5伸長驅(qū)動回收箱體整體推出半個回收箱體的長度；當垃圾倒入之后，利用拉桿2拉動弧形推板11運動，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動時垃圾晃動，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：首先，拉桿1和4同時伸長，拉桿5保持靜止，拉桿2和3處于拉伸狀態(tài)，此時推板10推動垃圾和上部的3個側(cè)面一起向外運動，使垃圾脫離底板，自由落入指定的處理箱；當運動到回收箱體一半長度時，拉桿1和4停止運行，由拉桿3收縮運行，推動弧形推板10繼續(xù)將剩余的垃圾推出，以實現(xiàn)垃圾的完全卸載。

箱體底部的運行，主要靠滑軌來實現(xiàn)（圖中沒有標示）。

3 結(jié)束語

由于垃圾分類很多，比較復雜，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)實生活中尚未實現(xiàn)，提出上述的設想并用軟件進行動態(tài)仿真，是希望能給大型企業(yè)或者該領(lǐng)域的學者提供參考思路。

［1］ 李克勤,胡來王容.斜盤式錐齒少齒差行星傳動裝置的設計特點［J］ .湖北工學院學報,2001,16（4）:59-60.

［2］ 湖北工學院機械傳動研究室.斜盤式錐差行星傳動研究鑒定報告［R］.武漢:湖北工學院,1999.

［3］ 胡來王容.行星傳動設計與計算［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1997.