一种分类回收垃圾车的设想

□ 徐维铮 □ 刘春正 □ 徐 波 □ 郑卫刚

1.武汉理工大学 交通学院 武汉 430063

2.武汉理工大学 工程实训中心 武汉 430063

城市是自然资源的重要消费者，同时也是污染和废弃物的主要产生者。近年来，随着全球可利用资源日益减少，人们在寻找新资源的过程中，也逐步认识到城市垃圾资源的可利用性，并力图实现“变废为宝”。城市垃圾的分类消纳处理，直接关系到城市的形象、居民的身心健康、社会经济的可持续发展，是世界各国普遍关注的热点课题之一。

西方发达国家在城市垃圾分类回收方面已取得明显的环保经济效益，而国内的城市垃圾主要还是集中堆放处理。随着中国经济的发展，垃圾种类多样化，垃圾产生的速度加快，未来的垃圾分类回收必然要求高效化、精细化。为此，我们查阅文献［1］，设想了一种可分类回收金属罐、塑料瓶、废电池及废玻璃的垃圾车。

1 模型的建构和动态仿真

针对垃圾分类回收，按照图1的流程，利用SolidWorks软件进行动态仿真。

图1 垃圾车回收垃圾流程

整个回收流程的动态仿真可见图2～图7。

图2 垃圾车到达指定地点

图3 机械臂抓取垃圾筒

图4 将垃圾倒入回收箱中

图5 将垃圾筒放回原处

图6 回收箱体伸出倒垃圾

图7 底部箱体接收落下的垃圾

2 新型垃圾车

新型垃圾车整体外形如图8所示。图中a，b，c，d分别表示4个回收箱，用来分类回收垃圾，采用液压拉杆系统控制箱体的伸出与收回，车体顶部的机械手臂用于抓举垃圾桶，结合激光精确定位系统进行操作。工人只需操纵车上操作平台上的按钮就可实现垃圾的回收与卸载。

图8 垃圾车整体外形

设想的新型垃圾车主要收集金属罐、塑料瓶、废电池、废玻璃4类可回收垃圾，其它的垃圾不收集。车厢体采用4层设计方案，每一层回收一类垃圾。

每层的回收箱体，采用液压拉杆装置驱动。回收箱体的两侧各安装4根液压拉杆，其收缩范围可达回收箱体长度的一半，回收箱底板下表面也安装有一个拉杆结构，控制这个回收箱体的伸出和收回。回收箱体前后两端安装有弧形面的推板，两侧的4根液压拉杆，中间的2根作用在两个弧形推板上，运行时，作用在不同推板上的拉杆沿着设定的槽道运动，并且收缩方向相反。

图9 和图10为回收箱结构的简单示意图。图中的1、2、3、4、5为液压拉杆， 主要用于控制回收箱体的运动。回收箱体由底板7和侧板6组成，底板7由最下层底板和回收箱最里边的壁面构成，侧板6由其余的3个壁面构成。侧板是沿着底板上的滑轨运动的。拉杆1和4控制侧板6的运动，拉杆2和3分别控制推板11和10的运动。8和9为拉杆运动的滑槽。

图9 回收箱体的侧面示意图

图10 回收箱体的俯视示意图

装载垃圾时：先由拉杆5伸长驱动回收箱体整体推出半个回收箱体的长度；当垃圾倒入之后，利用拉杆2拉动弧形推板11运动，将垃圾缓慢推到回收箱体的内部，压紧后固定，以充分利用空间和减少垃圾车运动时垃圾晃动，之后，拉杆5收缩将回收箱体收回到车厢内部，即完成一次垃圾的装载。

卸载垃圾时：首先，拉杆1和4同时伸长，拉杆5保持静止，拉杆2和3处于拉伸状态，此时推板10推动垃圾和上部的3个侧面一起向外运动，使垃圾脱离底板，自由落入指定的处理箱；当运动到回收箱体一半长度时，拉杆1和4停止运行，由拉杆3收缩运行，推动弧形推板10继续将剩余的垃圾推出，以实现垃圾的完全卸载。

箱体底部的运行，主要靠滑轨来实现（图中没有标示）。

3 结束语

由于垃圾分类很多，比较复杂，有可回收和不可回收的垃圾，有生活垃圾和工业垃圾等，而我们的想法，在现实生活中尚未实现，提出上述的设想并用软件进行动态仿真，是希望能给大型企业或者该领域的学者提供参考思路。

［1］ 李克勤,胡来王容.斜盘式锥齿少齿差行星传动装置的设计特点［J］ .湖北工学院学报,2001,16（4）:59-60.

［2］ 湖北工学院机械传动研究室.斜盘式锥差行星传动研究鉴定报告［R］.武汉:湖北工学院,1999.

［3］ 胡来王容.行星传动设计与计算［M］.北京:煤炭工业出版社，1997.