校園廢舊圖書智能回收設(shè)備

徐有超　史鵬林　楊旭　王雨薇　包婉蓉

摘要：現(xiàn)如今，人們對(duì)圖書的需求量日益增長(zhǎng)，但是對(duì)書籍利用率普遍不高，以我國(guó)學(xué)生為例，書籍利用率僅為六成左右，大約五成的書籍是可以循環(huán)利用的。因?yàn)閲?guó)內(nèi)沒有統(tǒng)一的回收方式或再利用的方案辦法，大多數(shù)情況下書本得不到再次利用，蘊(yùn)含知識(shí)的書籍成為生活垃圾。在美國(guó)、德國(guó)、日本等諸多發(fā)達(dá)國(guó)家都有學(xué)校在進(jìn)行教材的循環(huán)使用，我們國(guó)家包括上海在內(nèi)的許多城市，也在學(xué)校開始試點(diǎn)推廣教材的循環(huán)使用。很多學(xué)者也進(jìn)行了一些圖書分類和識(shí)別技術(shù)的研究，其中張帆等提出了一種圖書回收裝置，它由圖書輸送機(jī)構(gòu)、圖書檢測(cè)裝置和夾書機(jī)構(gòu)組成。但大部分學(xué)者將注意力集中于圖書館的管理系統(tǒng)中，并沒有對(duì)二手圖書的回收進(jìn)行相應(yīng)的研究。由于目前在售的大部分圖書都貼有條形碼，條形碼能夠在計(jì)算機(jī)中反饋出圖書的分類信息，因此借助于條形碼技術(shù)設(shè)計(jì)一套廢舊圖書的智能回收裝置具有一定實(shí)踐性。

關(guān)鍵詞：綠色;可持續(xù)發(fā)展

目前，人們對(duì)圖書的需求量日益增長(zhǎng)，但是對(duì)書籍利用率普遍不高。以我國(guó)學(xué)生為例，書籍利用率僅為六成左右，大約五成的書籍是可以循環(huán)利用的。早在2007年，我國(guó)農(nóng)村初中和小學(xué)教材，全部實(shí)行免費(fèi)供應(yīng)，在義務(wù)教育階段農(nóng)村教科書全部由國(guó)家買單。學(xué)生使用結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行回收，循環(huán)使用。但是在高中、大學(xué)階段沒有相關(guān)政策制度，并且國(guó)內(nèi)沒有統(tǒng)一的回收方式或再利用的方案辦法，大多數(shù)情況下同學(xué)們的二手教材得不到再次利用，蘊(yùn)含知識(shí)的書籍成為生活垃圾。

在美國(guó)、德國(guó)、日本等諸多發(fā)達(dá)國(guó)家的大部分學(xué)校都在進(jìn)行教材的循環(huán)使用，我們國(guó)家包括上海在內(nèi)的許多城市也開始嘗試推廣教材的循環(huán)使用，但是目前對(duì)于圖書的回收大部分還是依靠人力，沒有一種簡(jiǎn)單省力的圖書回收裝置。由于目前在售的大部分圖書都有條形碼，條形碼能夠在計(jì)算機(jī)中反饋出圖書的分類信息，因此借助于條形碼技術(shù)設(shè)計(jì)一套廢舊圖書的智能回收裝置可以較好的解決我們國(guó)家在圖書回收這方面的一大難題。

在這個(gè)圖書循環(huán)使用的大趨勢(shì)下，新型圖書回收裝置的設(shè)計(jì)研發(fā)可以彌補(bǔ)中國(guó)在圖書回收上的巨大欠缺，設(shè)計(jì)合理的“回收裝置”可以做到資源利用最大化。并且這種新型機(jī)構(gòu)不同于其他的裝置（需要拍照上傳，關(guān)注公眾號(hào)，認(rèn)證一些個(gè)人信息），只需要掃描條形碼即可完成回收工作，在動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則方面極大的減少了操作者的動(dòng)作數(shù)量，這也是在我國(guó)可實(shí)行可開拓的合理回收裝置。

該設(shè)備由以下部分組成：進(jìn)書系統(tǒng)、識(shí)別傳感器、傳動(dòng)裝置、回收書箱、控制系統(tǒng)、其他回收裝置等組成。

本設(shè)備的具體工作流程是：首先把書放在待識(shí)別區(qū)域（2），當(dāng)有書放入時(shí)，條形碼識(shí)別器（8）開始工作，掃描書籍背面的條形碼，然后通過(guò)條形碼得到的信息傳遞給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)控制分揀板的運(yùn)動(dòng)。此時(shí)擋板（7）開始下降，利用重力書籍掉落在一塊能上下移動(dòng)的運(yùn)輸板（6）上，當(dāng)運(yùn)輸板上有書時(shí)，感應(yīng)機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)，運(yùn)輸動(dòng)力啟動(dòng)，將其移動(dòng)到最上方時(shí)，運(yùn)輸板的一邊被控制住，另一邊繼續(xù)上升，達(dá)到一定傾斜角度，書籍滑落到分揀板（3），通過(guò)剛才得到的分揀板的運(yùn)動(dòng)，分揀板通過(guò)底端滑塊開始運(yùn)動(dòng)，滑塊到達(dá)控制系統(tǒng)給定的指定位置后，分揀板開始向左或向右翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)一定角度，書籍便會(huì)自動(dòng)落到回收的書箱（4）。書籍掉落后，所有運(yùn)動(dòng)裝置回到最初狀態(tài)。其他回收裝置（5）用于回收一些廢舊紙張以及破損書籍等。

該設(shè)備的識(shí)別系統(tǒng)建立在條形碼識(shí)別技術(shù)，控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，裝置內(nèi)部動(dòng)力采用小功率電機(jī)，內(nèi)部分揀系統(tǒng)建立在光敏電阻以及重力式傳動(dòng)等技術(shù)上，在使用該設(shè)備之前需要對(duì)每個(gè)書箱收集的書籍進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)被回收書籍進(jìn)行識(shí)別時(shí)，條形碼識(shí)別器將識(shí)別信號(hào)傳遞給PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別信號(hào)對(duì)每個(gè)控制版給出具體的操作命令。當(dāng)書箱收集滿時(shí)，書箱內(nèi)的傳感器（光學(xué)傳感器、距離傳感器）將信號(hào)傳給PLC系統(tǒng)，該設(shè)備不再收集該類圖書，具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)本文不做過(guò)多講解。

該設(shè)備的書箱進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，底面采用斜坡式設(shè)計(jì)，當(dāng)書籍從分揀板滑落后，利用重力將書籍整齊的擺放在書箱內(nèi)。該設(shè)備后面同時(shí)設(shè)計(jì)了兩個(gè)小門，當(dāng)回收書箱收集到一定數(shù)量時(shí)，管理人員可以從該設(shè)備后面的小門取出書箱，取走書籍。

本回收設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：能夠利用條形碼識(shí)別技術(shù)對(duì)廢舊書籍實(shí)行分類，通過(guò)內(nèi)部分揀設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效地將廢舊圖書智能統(tǒng)一回收。同時(shí)該設(shè)備在前排擁有一個(gè)小柜，供同學(xué)們放置廢舊紙張以及破損書籍。該設(shè)備同時(shí)大小適中，可廣泛分布于校園內(nèi)，通過(guò)資金激勵(lì)方式鼓勵(lì)大家將廢舊圖書投放進(jìn)該設(shè)備，將節(jié)能減排的環(huán)保理念植根于工作和生活中。這對(duì)于落實(shí)我國(guó)的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有深遠(yuǎn)的意義。

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作者簡(jiǎn)介：徐有超（1997），男，河北唐山人，本科，研究方向：工業(yè)工程;史鵬林（1997），男，天津人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì);楊旭（1998），男，遼寧本溪人，本科，研究方向：工業(yè)工程;王雨薇（1997），男，遼寧丹東人，本科，研究方向：工業(yè)工程;包婉蓉（1998），女，遼寧撫順人，本科，研究發(fā)向：機(jī)械制造。