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(jī)械設(shè)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(yùn)輸?shù)奶胤N結(jié)構(gòu)專用作業(yè)汽車[1]。隨著生活垃圾分類處理工作的進(jìn)一步深化，餐廚垃圾將進(jìn)行單獨(dú)投放、收集和運(yùn)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(yùn)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(cè)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(guān)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(shí)現(xiàn)對收運(yùn)餐廚垃圾的計(jì)重收費(fèi)、信息儲存、發(fā)送、打印、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，能夠及時(shí)計(jì)量出各桶的垃圾量，匯總每個(gè)收集點(diǎn)的垃圾總量，并對這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，便于科學(xué)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?cái)⑹銎浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

圖1 餐廚垃圾車

2 結(jié)構(gòu)介紹

2.1 總體結(jié)構(gòu)

自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由導(dǎo)軌固定架、油缸、鏈條、升降架、翻轉(zhuǎn)架、稱重機(jī)構(gòu)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(shè)置在餐廚垃圾車的箱體右側(cè)前端，可配用120 L、240 L、圓形65 L等規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)塑料垃圾桶，采用鏈條傳動，油缸推動鏈輪上下運(yùn)動，通過鏈條帶動傾倒機(jī)構(gòu)進(jìn)行上下運(yùn)動和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，包括上升、上翻、傾倒、下翻、下降等5個(gè)過程。由于在翻轉(zhuǎn)、傾倒過程中，質(zhì)量誤差大，故稱重時(shí)取上升和下降過程的質(zhì)量進(jìn)行分析處理，得到最終的質(zhì)量。

導(dǎo)軌固定架安裝在餐廚垃圾車箱體上，油缸裝于導(dǎo)軌固定架底端，鏈條通過油缸連接導(dǎo)軌固定架、翻轉(zhuǎn)架和升降架，油缸升降帶動翻轉(zhuǎn)架和升降架上下升降；翻轉(zhuǎn)架安裝在導(dǎo)軌固定架上，可縱向翻轉(zhuǎn)并沿豎直方向移動；升降架安裝在翻轉(zhuǎn)架上；稱重機(jī)構(gòu)安裝在升降架上，沿豎直方向移動，并與升降架共同隨翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同步移動；當(dāng)垃圾桶掛至稱重機(jī)構(gòu)，稱重機(jī)構(gòu)帶動垃圾桶上升至預(yù)定位置時(shí)，稱重機(jī)構(gòu)的信號輸出至數(shù)據(jù)控制裝置并進(jìn)行垃圾質(zhì)量運(yùn)算。通過數(shù)據(jù)控制裝置的自動稱重控制操作實(shí)現(xiàn)了全程無需人工手動操作，自動計(jì)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(jì)算凈重，從而完成一個(gè)完整的自動稱重過程。

2.2 自動稱重機(jī)構(gòu)

自動稱重機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)示意圖如圖3所示。內(nèi)框架固定在升降架上通過導(dǎo)輪沿翻轉(zhuǎn)架升降移動，內(nèi)框架的側(cè)面設(shè)置掛板，掛板固定在傳力架上，內(nèi)框架設(shè)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(dāng)垃圾桶掛至垃圾車上時(shí)，啟動裝置，垃圾桶離開地面，垃圾桶的所有質(zhì)量作用于稱重傳感器，傳感器將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑐鬏斀o垃圾車專用儀表，當(dāng)上升至限位開關(guān)時(shí)，垃圾車儀表記錄下瞬間質(zhì)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(dāng)?shù)竭_(dá)原限位開關(guān)處時(shí)，又記錄一次瞬間質(zhì)量，記為皮重，垃圾車專用儀表自動將兩次質(zhì)量做減法，記為一次質(zhì)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(jié)構(gòu)示意圖

圖3 自動稱重機(jī)構(gòu)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(jī)、自動讀卡器。稱重機(jī)構(gòu)的稱重信號傳輸至中央處理器進(jìn)行運(yùn)算，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過GPS模塊和GPRS模塊進(jìn)行餐廚垃圾車定位并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；顯示儀表和打印機(jī)接收質(zhì)量數(shù)值并顯示、打印，方便實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?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(shí)現(xiàn)快速、高效率的操作。

3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)自動稱重的餐廚垃圾車提桶裝置時(shí)，有以下細(xì)節(jié)需要特別注意。

3.1 廣泛適用性的實(shí)現(xiàn)

提桶裝置的設(shè)計(jì)提升質(zhì)量一般不小于300 kg，掛桶高度不大于810 mm，掛板應(yīng)既滿足裝載120 L、240 L規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)在掛板前設(shè)有緩沖裝置，可減少垃圾桶的沖擊力，保護(hù)垃圾桶不變形和損壞。

3.2 翻轉(zhuǎn)減速裝置

大部分的餐廚垃圾處理中心遠(yuǎn)離市區(qū)，為節(jié)約收運(yùn)成本，集中型收運(yùn)模式應(yīng)運(yùn)而生。集中型收運(yùn)模式要求餐廚垃圾車的裝載量大，且收集時(shí)工作效率高，因此，作為上料功能的提桶裝置必須運(yùn)行速度快。為了保證整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，整個(gè)運(yùn)行過程采用分段變速運(yùn)行，上升、下降加速，上翻、傾倒、下翻設(shè)置減速裝置。

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

3.3 精準(zhǔn)的稱重傳感器

采用箱式傳感器，運(yùn)用低通濾波技術(shù)、分段式標(biāo)定方法等精準(zhǔn)算法，解決傳感器的噪聲干擾、重復(fù)性差和安裝、運(yùn)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(shí)現(xiàn)速度和加速度的補(bǔ)償，從而提高稱重精度，可保證稱重精度小于±2%。

3.4 實(shí)時(shí)監(jiān)控和科學(xué)管理的實(shí)現(xiàn)

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

在監(jiān)控平臺，可以實(shí)現(xiàn)：

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

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

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

4 結(jié)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(shí)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(yùn)輸?shù)牟豢扇鄙俚募夹g(shù)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(shè)備上，有廣泛的應(yīng)用前景。