论智能垃圾分拣系统的研究

贾粟

摘 要：地球是人类赖以生存的家园，但随着经济迅速增长和人民生活水平的提高，生活垃圾的产量呈现逐年递增趋势，而且污染环境的有害性、复杂性日益增大。虽然垃圾分类在我国已经提倡很多年了，但是在实际操作过程中，仍存在诸多问题。智能垃圾分拣系统项目的设计，是基于一种生活垃圾小区内自动分拣的设计。它主要是包括管道输送装置、集中收集装置、定量输送装置、分拣机构、分拣后输送装置五大部分。以下是对智能垃圾分拣系统的内容介绍，希望能让更多的人了解到它的实用价值和操作原理。

关键词：垃圾分类 管道输送 自动分拣

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1003-9082（2019）05-0-01

随着低碳生活、爱护地球、节约型社会建设的倡导，人民对环境污染问题的关注度越来越高。地球本身的自然资源就是有限的，如果人民能够将垃圾进行分类投放、回收、加工、循环再利用，那能够节约资源、降低污染、产生经济效益的同时，为捍卫我们共同的家园美丽和健康迈出积极的一大步。这也符合我国环境友好型和资源节约型社会的创建目标，提高资源利用效率，实现人与自然和谐相处的实践落地。

一、智能垃圾分拣研究背景

纵观当今居民对垃圾分类投放和回收再利用的意识尚且淡薄。多数人并不清楚垃圾到底应该怎样从源头上进行分类投放。这就使得垃圾被人随意丢弃，分类垃圾箱几乎是形同虚设，未能起到政府投放分类垃圾箱的预期效果。其实，世界上本来没有垃圾，垃圾知识是放错了地方的资源。据不完全统计，全世界每年垃圾增长率在以8.42%的速度增长，而中国垃圾增长率高达10%以上。中国的城市生活垃圾堆存量累积达70多亿吨，其中通过无害化处理的约占三分之二，剩余三分之一的垃圾被简单压缩后直接填埋地下，侵占土地大约5亿平方米，垃圾已经成为社会发展的一大恶瘤。

二、智能垃圾分拣系统的工作原理

小区住户对自家产生的生活垃圾，按照可回收垃圾和不可回收垃圾进行简单分类。然后投放到对应的室内垃圾输送管道出口，简单分类后的垃圾通过输送管道出口进入到管道输送装置，在重力作用下，流经管道下滑至集中收集装置。集中收集装置内设有与下水管道联通的网框结构。该结构可实现将垃圾内的污水等液体物质过滤排出。此时，定量输送装置会根据输送器的体积和重量，每次将固定的垃圾提升输送至分拣机构。分拣机构根据磁铁吸附原理，将金属物质进行分拣。然后利用金属的导电性，对导电和非导电金属进行分拣。剩余的可回收垃圾，再进行统一的回收处理。分拣机构完成的垃圾，再通过输送带，分别输送到指定的存放位置。

三、五大装置的工艺设计

1.管道输送装置

根据住宅楼的结构，自上而下设置管道输送装置，每户设置入口装置，下端连接到集中收集装置，当住户需要丢弃生活垃圾时，打开自家的管道输送入口，按照标识将可回收与不可回收垃圾放入相应的入口，管道输送装置将简单分类的生活垃圾依靠重力输送到集中收集装置内，高层管道内根据高度设置机械缓冲机构。在模拟楼房内设计两条垂直管道，底部通过弯头、管路输送到集中收集装置内，弯头采用3D打印直接成型，管道采用铝塑膜粘合制作。

2.集中收集装置

连接管道输送装置既包括了不可回收垃圾容器结构，它是与市政垃圾储运车对接的;又包括了可回收垃圾存放单元，并设置污水排放口，将垃圾附带中的污水排出，采用密闭结构，防止异味飘散。收集模拟生活垃圾小球的装置，主要包括两侧板和内部导向斜板，都采用木板切割而成，通过插接方式组合在一起，形成一个漏斗式槽状结构，底部与定量输送装置连接。

3.定量輸送装置

定量输送装置是提升输送的结构，将集中收集装置内的生活垃圾提升到后端的分拣机构入口。提升输送模拟生活垃圾小球的装置，采用微型齿轮减速机和直流电机组合作为动力，采用倾斜圆转盘设计，圆转盘上沿边缘均布设计圆孔，每个圆孔只能容纳一个模拟小球，圆转盘安装支架后壁也同为圆形倾斜结构，设有与圆转盘开孔位置相同的沟槽，作为提升导向槽，圆形高点作为导向槽末端开孔，将提升上来的小球漏出，后端设有导向槽，导入分拣机构。

4.分拣机构

分拣机构是由四部分组成：支架、导向盘、旋转齿盘、动力部分。前端连接定量输送装置，将输送来的生活垃圾进行分类，构根据磁铁吸附原理将铁质金属进行分拣，再利用金属的导电性对其他的金属进行分拣;剩余的可回收垃圾再进行统一的回收处理。

支架为木板裁切十字交叉结构，固定在模拟机构底板上;导向盘为圆型结构分为上下两层结构，设计有内外两条导向槽，槽内装有磁铁，用来分拣铁球，上导向盘设有圆形进料口;旋转齿盘为转动的齿轮结构，内孔套在导向盘圆柱上，外沿齿与动力齿轮咬合传动。当旋转到磁铁位置时，因受磁吸作用，铁质金属被吸引到外侧导向槽，随着旋转齿盘运动到外侧的出料口。非铁质金属则不被吸引，会沿着内导向槽运动到内导向槽出料口排出。动力部分采用微型齿轮减速机和直流马达组合，与旋转齿盘通过齿轮传动，带动旋转齿盘运转。

5.分拣后输送装置

分拣机构分拣完成的各类生活垃圾输送到指定的存放位置，等待回收利用。输送分拣机构分拣完成的模拟小球，采用皮带输送结构，木板作为框架，动力部分采用微型齿轮减速机和直流马达组合，直接驱动带轮带动皮带运转。

结语

本项目设计基于一种生活垃圾小区内自动分拣的设计，既可以实现生活垃圾的不落地收集，也能满足分类回收需求。智创无止境，不容否认只要是技术创新，就意味着不断地迭代更新、优化升级。本系统设计未来改进的方向在此归纳三点：①减小模拟小球分拣的错误率，提高分拣准确性;②增加非导磁小球的分拣功能，提高垃圾分拣的实际应用性;③改善传动结构，增加系统运转的稳定性。

通过以上的设计论述表明，智能垃圾分拣系统是攻克垃圾有效分类和资源回收再利用的关键技术核心。该系统能够很大程度上提高了传统垃圾处理中无法实现的有效分类，但是每种技术都有着更高的发展空间，相信该技术在未来会发展得更加成熟，才能更好地为人们提供舒适的生活环境，流浪地球时代的我们，才会拥有美丽的家园。

参考文献

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