劉珂，刁鵬飛，陳穎，胡海洋，田洪岳，蔣順勇

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 新型智能垃圾桶的研究背景

隨著我國(guó)城市人口的逐漸集中和人們生活水平的提高，垃圾排放量和垃圾清運(yùn)量也在逐年增加[1]，垃圾桶是人們生活中“藏污納垢”的容器，也是社會(huì)文明的一種折射。多數(shù)垃圾桶都有蓋，以防垃圾的異味四散；有些垃圾桶可以以腳踏開(kāi)啟；家居的垃圾桶多數(shù)放于廚房，以便放置廚余垃圾。

公共垃圾桶設(shè)置在道路邊，方便行人使用，由于垃圾長(zhǎng)期堆積會(huì)產(chǎn)生有毒氣體與病菌，影響市容市貌，因此對(duì)垃圾進(jìn)行統(tǒng)一回收處理有利于保護(hù)環(huán)境。然而，目前所使用的大部分公共垃圾桶結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在使用過(guò)程中不能自動(dòng)將內(nèi)部垃圾打包，且每次工人清理垃圾時(shí)還需要一個(gè)個(gè)地將門(mén)打開(kāi)取出垃圾后再關(guān)閉，操作較為復(fù)雜，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了垃圾桶的使用效率。因此，設(shè)計(jì)一款性能優(yōu)良、智能化的公共垃圾桶顯得尤為重要，有助于改善這些問(wèn)題，但垃圾桶若過(guò)于智能化，不但會(huì)增加成本，而且實(shí)用性也不強(qiáng)[2]。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一款具備自動(dòng)打包套袋、清潔內(nèi)壁功能的新型智能垃圾桶，以提高環(huán)衛(wèi)工人的工作效率。

2 新型智能垃圾桶的設(shè)計(jì)理念

該新型智能垃圾桶由箱體、打包裝置、清潔裝置3 個(gè)部分組成。通過(guò)打包裝置將垃圾袋塑封并推出新型智能垃圾桶后，清潔裝置將消毒液擠入桶內(nèi)并對(duì)垃圾桶內(nèi)壁進(jìn)行清潔及烘干，既減少了異味的散發(fā)，又減輕了環(huán)衛(wèi)工人的負(fù)擔(dān)。圖1 為新型智能垃圾桶的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 新型智能垃圾桶的整體結(jié)構(gòu)示意圖

3 新型智能垃圾桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 新型智能垃圾桶的整體結(jié)構(gòu)與打包裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第93 頁(yè)圖2 為新型智能垃圾桶的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖；第93 頁(yè)圖3 為新型智能垃圾桶的打包裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖；第93 頁(yè)圖4 為新型智能垃圾桶的清潔裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖。該垃圾桶包括箱體，箱體的頂端外壁通過(guò)螺釘連接有太陽(yáng)能電池板[3]，箱體的頂部?jī)?nèi)壁安裝有蓄電池，太陽(yáng)能電池板與蓄電池相連接。箱體的頂部?jī)?nèi)壁通過(guò)螺釘連接有垃圾袋盒，垃圾袋盒的底端外壁固接有固定框，固定框一側(cè)的一邊內(nèi)壁安裝有電機(jī)，電機(jī)輸出軸的一端通過(guò)聯(lián)軸器連接有螺紋桿，螺紋桿的兩側(cè)外壁均套接有套管，固定框的兩側(cè)內(nèi)壁均滑動(dòng)連接有熱壓板[4]，熱壓板均與套管相連接，熱壓板的頂端外壁均通過(guò)螺釘連接有刀片（見(jiàn)圖3）。箱體的底部?jī)?nèi)壁設(shè)置有滑軌，滑軌的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有電動(dòng)小車(chē)，電動(dòng)小車(chē)頂端的另一側(cè)外壁通過(guò)螺釘連接有隔板，箱體的頂部?jī)?nèi)壁安裝有液壓缸。液壓缸活塞桿的一端通過(guò)螺釘連接有環(huán)形板，環(huán)形板的內(nèi)壁安裝有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)位于垃圾袋盒的正上方（見(jiàn)圖4）。箱體底部的一側(cè)外壁開(kāi)設(shè)有出料孔，出料孔與隔板的高度相適配，出料孔的內(nèi)壁安裝有折疊門(mén)。箱體頂部的另一側(cè)外壁開(kāi)設(shè)有進(jìn)料孔，進(jìn)料孔的頂部?jī)?nèi)壁活動(dòng)連接有開(kāi)合板，進(jìn)料孔位于垃圾袋盒的上方。

圖2 新型智能垃圾桶的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖

圖3 新型智能垃圾桶的打包裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖

圖4 新型智能垃圾桶的清潔裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖

當(dāng)需要使用新型智能垃圾桶時(shí)，風(fēng)機(jī)對(duì)垃圾袋盒進(jìn)行吹風(fēng)，造成箱體內(nèi)外的壓強(qiáng)差，使得垃圾袋盒中的無(wú)斷點(diǎn)式垃圾袋被推出并貼附在箱體內(nèi)壁上，垃圾被投入到垃圾袋內(nèi)；當(dāng)垃圾袋裝滿后工人需要清理時(shí)，按壓按鈕，電機(jī)作用帶動(dòng)螺紋桿旋轉(zhuǎn)，兩側(cè)的熱壓板帶動(dòng)刀片對(duì)垃圾袋進(jìn)行按壓，當(dāng)垃圾袋被封閉后刀片將垃圾袋切斷，垃圾袋落在電動(dòng)小車(chē)上被送出。

3.2 新型智能垃圾桶的清潔裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

環(huán)形板的外壁均活動(dòng)連接有毛刷，毛刷均與風(fēng)機(jī)相連接（見(jiàn)圖4）。箱體的頂端外壁通過(guò)螺釘連接有太陽(yáng)能電池板，箱體的頂部?jī)?nèi)壁安裝有蓄電池，太陽(yáng)能電池板與蓄電池相連接。箱體頂部的兩側(cè)內(nèi)壁均通過(guò)螺釘連接有燈座，燈座的底端外壁均通過(guò)螺紋連接有紫外線燈[5]。箱體的一側(cè)外壁通過(guò)螺釘連接有消毒液盒，消毒液盒底端的另一側(cè)外壁設(shè)置有出液管，出液管與箱體相連接，出液管的外壁卡箍卡接有水閥。

垃圾被送出后，消毒液盒內(nèi)的消毒液通過(guò)出液管進(jìn)入箱體，液壓缸作用控制環(huán)形板下降，風(fēng)機(jī)帶動(dòng)毛刷旋轉(zhuǎn)對(duì)箱體內(nèi)進(jìn)行清理，同時(shí)紫外線燈對(duì)箱體進(jìn)行消毒，太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)，提高續(xù)航能力，完成了新型智能垃圾桶的使用過(guò)程。

4 新型智能垃圾桶的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)設(shè)置箱體、固定框、電機(jī)、熱壓板、刀片、電動(dòng)小車(chē)、隔板和風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)作用對(duì)垃圾袋盒進(jìn)行吹風(fēng)，造成箱體內(nèi)外的壓強(qiáng)差，使得垃圾袋盒中的無(wú)斷點(diǎn)式垃圾袋被推出并貼附在箱體內(nèi)壁上，垃圾被投入到垃圾袋內(nèi)；當(dāng)垃圾袋裝滿后工人需要清理時(shí)，按壓按鈕，電機(jī)作用帶動(dòng)螺紋桿旋轉(zhuǎn)，兩側(cè)的熱壓板帶動(dòng)刀片對(duì)垃圾袋進(jìn)行按壓，當(dāng)垃圾袋被封閉后刀片將垃圾袋切斷，垃圾袋落在電動(dòng)小車(chē)上被送出；當(dāng)垃圾投入到該新型智能垃圾桶內(nèi)后，被垃圾袋收納，且垃圾袋裝滿后通過(guò)電機(jī)和熱壓板打包，刀片將其切斷，電動(dòng)小車(chē)配合隔板自動(dòng)將其送出，不需要工人從內(nèi)部取出，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了垃圾桶的使用效率。

通過(guò)設(shè)置消毒液盒、紫外線燈和毛刷，垃圾被送出后消毒液盒內(nèi)的消毒液通過(guò)出液管進(jìn)入箱體，液壓缸作用控制環(huán)形板下降，風(fēng)機(jī)帶動(dòng)毛刷旋轉(zhuǎn)對(duì)箱體內(nèi)進(jìn)行清理，同時(shí)紫外線燈對(duì)箱體進(jìn)行消毒，防止垃圾桶內(nèi)細(xì)菌滋生。

通過(guò)設(shè)置有太陽(yáng)能電池板和蓄電池，太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)，提高垃圾桶的續(xù)航能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)公共垃圾的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一款集自動(dòng)打包套袋、清潔內(nèi)壁功能為一體的新型智能垃圾桶，降低了清潔人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了垃圾桶異味的散發(fā)，提高了垃圾桶的使用效率。