一种餐厅餐具残渣清理机

贺可涛 朱林 刘蒙生 徐柏发 石建辉

【摘 要】现今高校、医院和工厂等大型食堂餐具的回收分类除渣方式主要为设有专门的收残处，饭后可将餐具里的残渣倒入残渣桶里，将碗盘分类放置在相应的容器桶里。但该分类除渣系统存在以下缺点：劳动力需求量大，效率低。本文所述为针对学校、工厂、医院等大型场所餐厅设计的一种餐厅餐具残渣清理机，可以实现餐具回收、餐具初步清洁、装置内部清洁、残渣固液分离、自动换箱和蓝牙报警六大功能。最终实现对餐具和残渣的初步处理。

【关键词】餐厅;残渣分类处理;STC89C52单片机;无线蓝牙传输

中图分类号： R155.6 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）02-0046-002

0 前言

现今高校、医院和工厂等大型食堂餐具的回收分类除渣方式主要为设有专门的收残处，饭后可将餐具里的残渣倒入残渣桶里，将碗盘分类放置在相应的容器桶里。

但该分类除渣系统存在以下缺点：劳动力需求量大。高校、医院和工厂等大型食堂需要花费大量的人力财力对学生或员工的餐具进行收集处理。另一方面效率低。當前食堂的现状往往难以及时将餐具分类处理，平均每个员工每餐回收400个餐具，特别是就餐高峰时期，聚集性过强，导致剩菜无法及时清理、餐具的大量堆积、无处可放等问题，且极易出现就餐完毕人员排队交餐具、造成通道拥挤。

随着餐厅自动化程度的提高和管理系统的不断完善，机器势必会代替人工。餐具自动收集与残渣处理是实现餐厅自动化重要的一步，将垃圾进行固液分离的机器势必会适应市场需求，促进餐厅自动化发展。

1 餐厅餐具残渣清理机的主要结构

餐厅餐具残渣清理机结构上主要包括机器框架、控制中心、餐具收集系统、残渣清洁系统、内部清洁系统、固液分离系统、自动换箱系统和无线蓝牙报警系统。

（1）机器框架是由铝型材加工制造而成的机器框架和由亚克力板加工制作而成机器外壳。

控制中心由STC89C52单片机（STC89C52单片机电路图如图1所示），L298N电机驱动板，两个数显降压模块与一个蓝牙主机（蓝牙模块电路图如图2所示）构成。

（2）餐具收集系统主要由红外检测装置，传送带结构，C形弯道，双线桥结构，及末端餐具收集箱组成。红外检测装置位于传送带入口处;传送带结构位于机器最上方;C形弯道位于传送带结构下方，是一种上下端开口，内部中空的结构;双线桥结构位于C形弯道下方;餐具收集箱位于双线桥结构出口处下方，为上面开放，下面有底的箱体。

（3）残渣清理系统主要由水泵，水管，喷油座与竹节喷嘴组成。喷油座固定于机器内部角铝支架之上;竹节喷嘴可弯曲变形，由喷油座伸至双线桥中间。这部分装置简称下清洁装置。

（4）内部清洗清洗系统主要由水泵、漏斗清洗水管、水管、喷油座和扁嘴喷头组成。喷油座、扁嘴喷头和部分水管组成了上清洁装置，扁嘴喷头对准C形弯道上端开口;漏斗清洗水管固定于收集漏斗四周，漏斗清洗水管上均匀分布喷水的孔。

（5）固液分离系统主要是由收集漏斗、外壁管道、绞龙电机、绞龙、支架、滑轨、固体残渣收集箱和液体收集装置组成。收集漏斗位于双线桥结构的正下方;外壁管道置于收集漏斗正下方，上端开口，并正对收集漏斗下端开口;绞龙置于外壁管道中，依靠绞龙电机带动旋转;外壁管道、电机、绞龙和支架组成了固液分离结构，固液分离结构一端高一端低;固体残渣收集箱置于固液分离结构高端外壁管道下方;液体收集装置置于固液分离结构低端外壁管道下方;滑轨位于固液分离装置下方。

（6）自动换箱系统主要是由360度舵机、齿轮齿条和滑轨组成。360度舵机与齿轮连接;齿条与滑轨连接;齿轮放于齿条之上，滑轨置于餐具收集箱下。

（7）无线蓝牙报警系统主要由蓝牙从机、arduino和报警灯组成。整个装置放置于远处，蓝牙从机连接arduino，arduino连接报警灯。

2 餐厅餐具残渣清理机的主要功能

餐厅餐具残渣清理机的主要有餐具回收、餐具初步清洁、装置内部清洁、残渣固液分离、自动换箱和蓝牙报警六大功能，具体功能如下：

（1）餐具的收集：就餐人员将餐后餐具放在指定位置，餐具经传送装置弯道和双线桥结构最终到达收集箱内。

（2）残渣的清理：餐具内的残渣通过弯道下方的缺口和双线桥结构中间部分掉入下方收集漏斗内。摇杆电机带动双线桥结构上下前后运动，有震落餐具内的残渣和对餐具下滑进行减速的作用;利用机内水泵，将餐具内的附着的残渣，用高压水流清洗掉。

（3）机器内部的自我清洗：在机器使用后，机器利用机器内的内部清洁水泵，使用高压水流对机内的餐具通道，残渣通道进行清理，保持机器内的清洁，延长机器使用寿命。

（4）残渣固液分离：本机器底部的残渣收集漏斗收集残渣进固液分离装置内，固液分离装置将收集到的食物残渣固液分离，下方滑轨方便更换残渣收集箱，积极响应国家的泔水管理规定，将泔水分类处理，在保证不污染，不浪费的前提下，将泔水回收利用，实现废物循环。

（5）自动换箱：当一个餐具收集箱满后，程序控制自动换箱装置自动更换餐具收集箱，省去了更换收集箱的人力。

（6）蓝牙报警：当餐具收集箱内餐具收集满后机器会通过无线传输装置向管理者终端发送提醒更换信号，及时提醒管理者及时更换餐具收集箱。

3 餐厅餐具残渣清理机的程序设计

应用时，打开电源开关，当红外检测装置检测到餐具时，传送带运动，餐具经传送带、弯道、双线桥最终滑入餐具收集箱内。摇杆电机带动双线桥结构上下前后运动。上述过程进行时，下清洗装置同步运行，对餐具内部进行冲洗。当餐具进入餐具收集箱内，短暂时间内红外检测装置没有检测到餐具时，整个机器停止运动，再经过一段时间，如果红外检测装置还未检测到餐具，上清洗装置和漏斗清洗水管对机器内部进行清洗。当上述程序运行时下边固液分离系统同步运行。当一个餐具收集箱满后，前边所述程序停止运行，360度舵机带动齿轮齿条运动，滑轨移动，完成自动换箱。换箱完成后，前述程序继续运行。当所有餐具收集箱都满后，蓝牙主机给蓝牙从机发射信号，蓝牙从机接收信号传给arduino，arduino控制报警灯闪亮，提醒工作人员更换所有餐具收集箱。换箱完成后按动复位开关，所有程序从头开始运行。

4 结论

本机由控制中心通过程序控制各执行部件自动运行，信号检测，餐具收集，残渣清理，固液分离，自动换箱，无线信号传输等整个运行过程完全脱离人工，无需人员在旁看管，实现了完全自动化。通过红外感应器来控制机器进程;通过计数传感器，检测收集盘子的数量，及时调整收纳餐具的容器;自主编写程序控制蓝牙模块完成主机与从机之间的无线信号传输，进而提醒工作人员换箱子，都体现出本机器的智能化。而且能将泔水回收利用;装置在无人使用时会自动停止运行，绿色节能。成本低，效果好，易推广使用。

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