張沐林

ZHANG Mu-lin

廣州市環(huán)境衛(wèi)生機(jī)械設(shè)備廠(chǎng)有限公司 廣東廣州 510450

1 前言

餐廚垃圾車(chē)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(zhuān)用作業(yè)汽車(chē)[1]。隨著生活垃圾分類(lèi)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(chē)的需求量每年逐步增加， 餐廚垃圾車(chē)將成為生活垃圾分類(lèi)處理前端收運(yùn)不可缺少的車(chē)型。餐廚垃圾車(chē)如圖1所示。

目前國(guó)內(nèi)餐廚垃圾車(chē)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(chē)的作業(yè)效率，而且，隨著國(guó)內(nèi)各城市對(duì)餐廚垃圾管理的執(zhí)法力度加大，迫切要求車(chē)輛安裝稱(chēng)重系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)收運(yùn)餐廚垃圾的計(jì)重收費(fèi)、信息儲(chǔ)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(duì)這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，便于科學(xué)管理。針對(duì)這種需求，本文介紹了一種自動(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)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(chē)

2 結(jié)構(gòu)介紹

2.1 總體結(jié)構(gòu)

自動(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)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(chēng)重機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)控制裝置組成。

自動(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)提桶裝置通常設(shè)置在餐廚垃圾車(chē)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(dòng)，油缸推動(dòng)鏈輪上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)鏈條帶動(dòng)傾倒機(jī)構(gòu)進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，包括上升、上翻、傾倒、下翻、下降等5個(gè)過(guò)程。由于在翻轉(zhuǎn)、傾倒過(guò)程中，質(zhì)量誤差大，故稱(chēng)重時(shí)取上升和下降過(guò)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(chē)箱體上，油缸裝于導(dǎo)軌固定架底端，鏈條通過(guò)油缸連接導(dǎo)軌固定架、翻轉(zhuǎn)架和升降架，油缸升降帶動(dòng)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(dòng)；升降架安裝在翻轉(zhuǎn)架上；稱(chēng)重機(jī)構(gòu)安裝在升降架上，沿豎直方向移動(dòng)，并與升降架共同隨翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同步移動(dòng)；當(dāng)垃圾桶掛至稱(chēng)重機(jī)構(gòu)，稱(chēng)重機(jī)構(gòu)帶動(dòng)垃圾桶上升至預(yù)定位置時(shí)，稱(chēng)重機(jī)構(gòu)的信號(hào)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(guò)數(shù)據(jù)控制裝置的自動(dòng)稱(chēng)重控制操作實(shí)現(xiàn)了全程無(wú)需人工手動(dòng)操作，自動(dòng)計(jì)量出垃圾桶裝載垃圾提升過(guò)程中毛重、倒料后空桶返回下降過(guò)程中的皮重，并自動(dòng)計(jì)算凈重，從而完成一個(gè)完整的自動(dòng)稱(chēng)重過(guò)程。

2.2 自動(dòng)稱(chēng)重機(jī)構(gòu)

自動(dòng)稱(chēng)重機(jī)構(gòu)包括：內(nèi)框架、掛板、底座、稱(chēng)重傳感器、傳力架、鉤桶板和緩沖拉簧，自動(dòng)稱(chēng)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(guò)導(dǎo)輪沿翻轉(zhuǎn)架升降移動(dòng)，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(chēng)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(chē)上時(shí)，啟動(dòng)裝置，垃圾桶離開(kāi)地面，垃圾桶的所有質(zhì)量作用于稱(chēng)重傳感器，傳感器將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，傳輸給垃圾車(chē)專(zhuān)用儀表，當(dāng)上升至限位開(kāi)關(guān)時(shí)，垃圾車(chē)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(chē)內(nèi)，原路返回，當(dāng)?shù)竭_(dá)原限位開(kāi)關(guān)處時(shí)，又記錄一次瞬間質(zhì)量，記為皮重，垃圾車(chē)專(zhuān)用儀表自動(dòng)將兩次質(zhì)量做減法，記為一次質(zhì)量過(guò)程，并輸出顯示垃圾的凈重。

圖2 自動(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)提桶裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 自動(dòng)稱(chēng)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(dòng)讀卡器。稱(chēng)重機(jī)構(gòu)的稱(chēng)重信號(hào)傳輸至中央處理器進(jìn)行運(yùn)算，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)GPS模塊和GPRS模塊進(jìn)行餐廚垃圾車(chē)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(dòng)讀卡器，便于自動(dòng)識(shí)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(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)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(mǎn)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(mǎn)足提升65 L圓形膠桶的掛桶總成，故對(duì)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(chē)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(guò)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(guò)在其導(dǎo)軌固定架的上端合適位置安裝一個(gè)接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)加速運(yùn)行的提桶裝置上升感應(yīng)到接近開(kāi)關(guān)，此時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)減速，當(dāng)垃圾傾倒入餐廚車(chē)投料口后提桶裝置下翻，下翻后感應(yīng)到接近開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)加速下降，在整個(gè)提桶過(guò)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(chēng)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(dòng)等原因造成傳感器非線(xiàn)性的問(wèn)題及人為等因素造成超差不精確的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)速度和加速度的補(bǔ)償，從而提高稱(chēng)重精度，可保證稱(chēng)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(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)提桶裝置的功能不僅能實(shí)現(xiàn)垃圾單桶稱(chēng)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(chē)通過(guò)GPS系統(tǒng)定位，將定位信息和稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)通過(guò)GPRS發(fā)送給監(jiān)控平臺(tái)。

在監(jiān)控平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)：

a、車(chē)輛定位以及車(chē)輛運(yùn)行軌跡查詢(xún)。通過(guò)設(shè)定，可查詢(xún)每一輛車(chē)的運(yùn)行軌跡，具體到每條街道；

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

c、可按用戶(hù)、車(chē)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(yǔ)

自動(dòng)稱(chēng)重的餐廚垃圾車(chē)提桶裝置全程無(wú)需人工操作，稱(chēng)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(lèi)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(lèi)似需要自動(dòng)稱(chēng)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。