自动封口垃圾桶的设计与研究

（安徽三联学院 安徽 合肥 230601）

0.引言

垃圾桶是学校、医院、宾馆、家庭等场所不可缺少的环卫设施。传统的垃圾桶，大部分是无盖的，这样容易污染环境、滋生病毒、传播疾病。特别是在医院，医疗垃圾具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性 (如：病理性、损伤性、药物性、化学性)，不宜长期暴露在流动的空气中；尤其在化验室，装有残余血液的针筒暴露在无盖垃圾桶中，很容易导致在扔垃圾的时候血液飞溅，污染环境。

当然，市面上还存在一种脚踏式垃圾桶，它有盖，能避免垃圾与空气直接接触，但是这种垃圾桶多半容积小，常在家庭或办公室中使用，并且它要手动将垃圾袋封口，再换上新的垃圾袋以备下次使用，因此，人们还是与垃圾有间接接触。在医院、公共场所等一些环境下，我们要尽量避免人与垃圾有直接或间接地接触，因此，研制出有盖的自动封口垃圾桶具有实际意义和社会价值。

1.结构设计

本文所设计垃圾桶的结构如下图1，2，3所示，外筒(1)底部中心设置有支架(10)，支架上端与内筒(2)相连。外筒上部设置有桶盖(5)，桶盖与连杆(6)的上端连接，连杆下端与踏板Ⅰ(8)连接。

外筒内的侧面上部设有水平设置的收口机构 （3）、封口机构（4）。其中收口机构（3）包括一组滚柱槽Ⅰ（32）、两根滚柱Ⅰ(31)、两个弹簧Ⅰ（33），滚柱槽横向设置于外筒侧面上部，两根滚柱的两端分别设置于两个侧面的滚柱槽上，通过两个弹簧连接于外筒内的侧面上部。其中封口机构（4）包括一组滚柱槽Ⅱ（42）、两根滚柱Ⅱ（41）、两个弹簧Ⅱ（44），所述滚柱槽位于收口机构的滚柱槽正下方，两根滚柱的两端分别设置于两个侧面的滚柱槽上，通过两个弹簧连接于外筒内的侧面上部。

在机构侧面设置有电热元件（43），即电热棒，它通过电线连接于电机（9）。封口机构下方还设有垂直设置的踏柱槽（13），其中由上到下固定安装有踩柱Ⅰ（11）、踩柱Ⅱ(12)，踏柱槽一端连接于水平设置的踏板Ⅱ(7)，踏板延伸到外筒外部，绳子Ⅰ(14)的两端分别固定于两个滚柱Ⅰ(31)的顶端，绳子中间绕在踩柱Ⅰ（11）上，绳子Ⅱ(15)的两端分别固定于两个滚柱Ⅱ（41）的顶端，绳子中间绕在踩柱Ⅱ(12)上。

图1 结构示意图左视图

图2 未封口结构示意图

图3 封口结构示意图

2.工作原理

本垃圾桶在对垃圾袋打包换袋处理时，踩压踏板Ⅱ，收口机构和封口机构运动，收口机构首先将垃圾袋上端收口，便于封口，再利用封口机构上的两根滚柱Ⅱ相对相向运动并最终合并在一起，相互抵靠，从而将垃圾袋收口并自动封口，踩压踏板Ⅰ，可用于开启垃圾桶桶盖。垃圾袋封口后从垃圾桶中取出扔掉，更换新的垃圾袋。

具体工作过程如下，垃圾袋设置于不锈钢内筒中，将袋边固定在两根滚柱Ⅰ上使袋口展开，收口机构通过绳子Ⅰ连接于踏柱槽，封口机构也通过绳子Ⅱ连接于踏柱槽，由于绳子Ⅰ、绳子Ⅱ长度一定，当踏板Ⅱ被向下压时，使得绳子向下移动进而带动两根滚柱Ⅱ相对相向运动并最终合并在一起。滚柱Ⅱ设置于滚柱槽Ⅱ内并沿限定方向移动，电热元件电热棒通过导线与电机连接形成回路。使用时，开启电机加热电热元件，从而将袋口加热而粘合实现对垃圾袋的封口。完成封口后，由于弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ作用，滚柱Ⅰ、滚柱Ⅱ自动回弹，回复到展开状态，垃圾桶用于再次装袋使用。

踏板Ⅰ用于垃圾桶开盖，外筒上部设置有桶盖，桶盖与连杆的上端连接，连杆下端与踏板Ⅰ连接，当踩压踏板时，根据杠杆原理，连杆顶开桶盖，当松开踏板Ⅰ时，桶盖合拢。垃圾桶上的踏板Ⅰ与踏板Ⅱ分别用于控制垃圾桶开盖和垃圾袋封口。因此，此垃圾桶封口质量可靠，可以减少垃圾异味散发，也避免人与垃圾有直接或间接地接触，避免细菌感染，具有卫生、环保、成本低的特点。

3.结语

随着经济社会的快速发展和人们物质生活水平的提高，人们的购买力大大增长，物质需求也日益增多。本文利用机械原理设计出一款具有自动热封口功能的垃圾桶，以减少人与垃圾接触，尽量避免细菌感染。其结构简单、成本较低、使用方便，有广阔的市场前景。这款垃圾桶从机械机构设计处入手，能够大幅降低智能垃圾桶成本，且根据其独立自动封口装置设计，可与现有普通垃圾桶结合，进一步扩大研究成果的使用面。通过此创新型设计，可使人们放开双手，为未来人们的生活带来更多便捷与舒适。