論智能垃圾分揀系統(tǒng)的研究

賈粟

摘 要：地球是人類賴以生存的家園，但隨著經(jīng)濟(jì)迅速增長和人民生活水平的提高，生活垃圾的產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，而且污染環(huán)境的有害性、復(fù)雜性日益增大。雖然垃圾分類在我國已經(jīng)提倡很多年了，但是在實(shí)際操作過程中，仍存在諸多問題。智能垃圾分揀系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，是基于一種生活垃圾小區(qū)內(nèi)自動(dòng)分揀的設(shè)計(jì)。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(jī)構(gòu)、分揀后輸送裝置五大部分。以下是對智能垃圾分揀系統(tǒng)的內(nèi)容介紹，希望能讓更多的人了解到它的實(shí)用價(jià)值和操作原理。

關(guān)鍵詞：垃圾分類 管道輸送 自動(dòng)分揀

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2019）05-0-01

隨著低碳生活、愛護(hù)地球、節(jié)約型社會(huì)建設(shè)的倡導(dǎo)，人民對環(huán)境污染問題的關(guān)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?qū)⒗M(jìn)行分類投放、回收、加工、循環(huán)再利用，那能夠節(jié)約資源、降低污染、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，為捍衛(wèi)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(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會(huì)的創(chuàng)建目標(biāo)，提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的實(shí)踐落地。

一、智能垃圾分揀研究背景

縱觀當(dāng)今居民對垃圾分類投放和回收再利用的意識(shí)尚且淡薄。多數(shù)人并不清楚垃圾到底應(yīng)該怎樣從源頭上進(jìn)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(shè)，未能起到政府投放分類垃圾箱的預(yù)期效果。其實(shí)，世界上本來沒有垃圾，垃圾知識(shí)是放錯(cuò)了地方的資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(dá)10%以上。中國的城市生活垃圾堆存量累積達(dá)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(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的一大惡瘤。

二、智能垃圾分揀系統(tǒng)的工作原理

小區(qū)住戶對自家產(chǎn)生的生活垃圾，按照可回收垃圾和不可回收垃圾進(jìn)行簡單分類。然后投放到對應(yīng)的室內(nèi)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(jìn)入到管道輸送裝置，在重力作用下，流經(jīng)管道下滑至集中收集裝置。集中收集裝置內(nèi)設(shè)有與下水管道聯(lián)通的網(wǎng)框結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)將垃圾內(nèi)的污水等液體物質(zhì)過濾排出。此時(shí)，定量輸送裝置會(huì)根據(jù)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(jī)構(gòu)。分揀機(jī)構(gòu)根據(jù)磁鐵吸附原理，將金屬物質(zhì)進(jìn)行分揀。然后利用金屬的導(dǎo)電性，對導(dǎo)電和非導(dǎo)電金屬進(jìn)行分揀。剩余的可回收垃圾，再進(jìn)行統(tǒng)一的回收處理。分揀機(jī)構(gòu)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(shè)計(jì)

1.管道輸送裝置

根據(jù)住宅樓的結(jié)構(gòu)，自上而下設(shè)置管道輸送裝置，每戶設(shè)置入口裝置，下端連接到集中收集裝置，當(dāng)住戶需要丟棄生活垃圾時(shí)，打開自家的管道輸送入口，按照標(biāo)識(shí)將可回收與不可回收垃圾放入相應(yīng)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(nèi)，高層管道內(nèi)根據(jù)高度設(shè)置機(jī)械緩沖機(jī)構(gòu)。在模擬樓房內(nèi)設(shè)計(jì)兩條垂直管道，底部通過彎頭、管路輸送到集中收集裝置內(nèi)，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(jié)構(gòu)，它是與市政垃圾儲(chǔ)運(yùn)車對接的;又包括了可回收垃圾存放單元，并設(shè)置污水排放口，將垃圾附帶中的污水排出，采用密閉結(jié)構(gòu)，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(cè)板和內(nèi)部導(dǎo)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(gè)漏斗式槽狀結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，將集中收集裝置內(nèi)的生活垃圾提升到后端的分揀機(jī)構(gòu)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(jī)和直流電機(jī)組合作為動(dòng)力，采用傾斜圓轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)，圓轉(zhuǎn)盤上沿邊緣均布設(shè)計(jì)圓孔，每個(gè)圓孔只能容納一個(gè)模擬小球，圓轉(zhuǎn)盤安裝支架后壁也同為圓形傾斜結(jié)構(gòu)，設(shè)有與圓轉(zhuǎn)盤開孔位置相同的溝槽，作為提升導(dǎo)向槽，圓形高點(diǎn)作為導(dǎo)向槽末端開孔，將提升上來的小球漏出，后端設(shè)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)入分揀機(jī)構(gòu)。

4.分揀機(jī)構(gòu)

分揀機(jī)構(gòu)是由四部分組成：支架、導(dǎo)向盤、旋轉(zhuǎn)齒盤、動(dòng)力部分。前端連接定量輸送裝置，將輸送來的生活垃圾進(jìn)行分類，構(gòu)根據(jù)磁鐵吸附原理將鐵質(zhì)金屬進(jìn)行分揀，再利用金屬的導(dǎo)電性對其他的金屬進(jìn)行分揀;剩余的可回收垃圾再進(jìn)行統(tǒng)一的回收處理。

支架為木板裁切十字交叉結(jié)構(gòu)，固定在模擬機(jī)構(gòu)底板上;導(dǎo)向盤為圓型結(jié)構(gòu)分為上下兩層結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)有內(nèi)外兩條導(dǎo)向槽，槽內(nèi)裝有磁鐵，用來分揀鐵球，上導(dǎo)向盤設(shè)有圓形進(jìn)料口;旋轉(zhuǎn)齒盤為轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔套在導(dǎo)向盤圓柱上，外沿齒與動(dòng)力齒輪咬合傳動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)到磁鐵位置時(shí)，因受磁吸作用，鐵質(zhì)金屬被吸引到外側(cè)導(dǎo)向槽，隨著旋轉(zhuǎn)齒盤運(yùn)動(dòng)到外側(cè)的出料口。非鐵質(zhì)金屬則不被吸引，會(huì)沿著內(nèi)導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng)到內(nèi)導(dǎo)向槽出料口排出。動(dòng)力部分采用微型齒輪減速機(jī)和直流馬達(dá)組合，與旋轉(zhuǎn)齒盤通過齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒盤運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.分揀后輸送裝置

分揀機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)分揀完成的模擬小球，采用皮帶輸送結(jié)構(gòu)，木板作為框架，動(dòng)力部分采用微型齒輪減速機(jī)和直流馬達(dá)組合，直接驅(qū)動(dòng)帶輪帶動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)語

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)基于一種生活垃圾小區(qū)內(nèi)自動(dòng)分揀的設(shè)計(jì)，既可以實(shí)現(xiàn)生活垃圾的不落地收集，也能滿足分類回收需求。智創(chuàng)無止境，不容否認(rèn)只要是技術(shù)創(chuàng)新，就意味著不斷地迭代更新、優(yōu)化升級(jí)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)未來改進(jìn)的方向在此歸納三點(diǎn)：①減小模擬小球分揀的錯(cuò)誤率，提高分揀準(zhǔn)確性;②增加非導(dǎo)磁小球的分揀功能，提高垃圾分揀的實(shí)際應(yīng)用性;③改善傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

通過以上的設(shè)計(jì)論述表明，智能垃圾分揀系統(tǒng)是攻克垃圾有效分類和資源回收再利用的關(guān)鍵技術(shù)核心。該系統(tǒng)能夠很大程度上提高了傳統(tǒng)垃圾處理中無法實(shí)現(xiàn)的有效分類，但是每種技術(shù)都有著更高的發(fā)展空間，相信該技術(shù)在未來會(huì)發(fā)展得更加成熟，才能更好地為人們提供舒適的生活環(huán)境，流浪地球時(shí)代的我們，才會(huì)擁有美麗的家園。

參考文獻(xiàn)

[1]洪慧蘭，趙虹，劉澤軍.我國城市生活垃圾收集和運(yùn)輸模式的研究[J].中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2012年：2321-2324.

[2]劉寧寧，簡曉斌.國內(nèi)外城市生活垃圾處理現(xiàn)狀及思考[J].技術(shù)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(shù)現(xiàn)狀與管理對策[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20（2）：389-396.