自动垃圾回收分类箱

孔庆蕊,王大志

摘要：本设计解决了人们在集体活动时会产生大量饮料瓶且乱扔乱放这一环境问题，该设计由控制系统、基于安培力的扫描分拣系统、箱体和微信小程序APP组成。基于安培力的扫描分拣通过检测进入箱体的饮料瓶否为金属来反馈给控制系统，实现对塑料瓶与易拉罐的分拣。回收机适合放置于商场、学校、居民区等人流量较大的公共场所。用户通过手机扫描屏幕上方的二维码，参与活动来获得一定的奖励，从而引导人们自觉回收饮料瓶。

关键词：垃圾回收；自动分类；环保；反馈奖励

引言

自动垃圾回收分类箱的设计响应了国家对于保护生态环境的号召，引导人们保护环境、节约资源，为了家园的绿水青山做出一份贡献。该项目还能将赚取的一部分收入捐助经济困难的家庭，使该项目更具有公益性。对于改进国内生活垃圾回收、规范生活资源的二次利用将起到一定的推动作用。同时，这种回收方式新颖，容易激发人们的兴趣，能起到比较好的回收效果。

随着教育的普及，国民素质都有所提高，如今各种饮料瓶随意弃置成为主要污染来源。废弃的饮料瓶进入垃圾箱后和别的生活垃圾参杂在一起，并不能有效地利用和分解，造成资源的浪费，而且需要经过人工分拣从而造成资金的浪费，并且有些并不能人工去分拣。小部分饮料瓶进入自然环境后难以降解会带来的长期的深层次环境问题。这些现状使我们对于饮料瓶回收的研究迫在眉睫。

1项目研究

1.1市场分析

目前市场已有的饮料瓶分类回收箱大多仅可分类，没有奖励投放的机制。一些现有的分类箱安装有电感式接近开关，虽然可以对金属进行检测，但对其它材料并不能进行检测，但通过与光电传感器相配合，可以对金属和非金属进行分类。经过实验验证装置工作时，电感式接近开关和光电传感器能够满足装置的要求。

1.2结构作用

压扁机构通过对塑料瓶进行粉碎处理，对易拉罐进行压扁处理，使回收机能够容纳更多的塑料瓶瓶与易拉罐，提高机体的工作效率，减少人工回收的次数。

1.3物品使用方式

箱体上方的屏幕显示微信小程序APP的二维码，同时语音模块提示用户进行下一步操作。用户可以在小程序APP中了解到有关该设计所涉及的奖励活动与公益活动，了解到这些经济困难的家庭并帮助改善他们的基本生活。

1.4单片机电路的设计

单片机电路主要实现对投入废品的检测、数量显示等功能，其硬件电路主要传感器及检测电路、语音及闪烁提示、打印机、显示电路及电源等几部分组成，其组成框图如12所示。

图2 系统组成框图

1.5节约环保

节约在后期完善改进后，以太阳能板模块发电为主，节约电能，使得该设计更低碳环保。并且可与饮料售货机相结合，实现贩卖、分拣一体化。奖励机制可采用在APP中计积分的模式，当积分达到一定数量时用户可进行提现。

2技术路线

该装置以水力、太阳能为动力，通过电机带动切割压缩部分分解压缩瓶体，电机需要较大动力，并为例节省箱体体积，尽量选取较小电机。瓶体进行切割之前，会对条形码进行扫描，应保证瓶体扫描时条形码正对扫描器。手机扫描返利二维码获得奖励金，机器要与厂商合作，将饮料瓶回收后的部分价值转换为奖励金。

该设计以水力、太阳能为动力，摆脱对城市电网的依赖，减轻电网负载；运用基于安培力的扫描分拣系统，将金属瓶与非金属瓶分拣，实现不同材质不同处理；垃圾箱内装有切割压缩机构，会对瓶体进行分解压缩，压缩后的体积不足原先的1/3,极大地节约了箱体内的空间，提高了存放数量，减少对垃圾箱的回收清理次数，节约了人力物力，同时是对于饮料瓶的粗加工，减轻垃圾回收站的劳动量；箱内对于分拣切割压缩完成的饮料瓶分别进行存放，减轻人工分拣的劳动量，提高工作效率；垃圾箱通过在入口处扫描瓶体条形码，通过扫描后得知商品瓶体价值，并通过二维码生成系统将瓶体价值的部分通过付款二维码显示出来，使用者可使用支付宝、微信收取奖励金，通过投放饮料瓶返利调动人们保护环境积极性。

采用金属检测器实现对金属易拉罐与塑料瓶的检测，数据通过芯片进行比较处理，最后通过分拣系统完成对不同材质的饮料瓶的筛选。用户将饮料瓶放进入口，金属检测器检测进入箱体的饮料瓶否为金属来反馈给控制系统，通过电机控制的挡板来实现对塑料瓶与易拉罐的分拣。用户通过手机扫描屏幕上方的二维码，参与活动来获得一定的奖励。机体既可接入电网，又可利用太阳能，提供该机体正常工作时所需电力，并且使用三维建模软件验证了该样机实施的完整性和可行性。技术路线图如图2所示。

图2 技术路线图

3国、内外研究现状和发展动态

在国内，随着我国对垃圾分类回收的重视程度越来越高，市面上出现了诸多自动分类回收装置。自动垃圾回收分类箱就是这样一款采用“智能回收终端+大数据运营平台”模式的新型回收装置，其有效地提高了百姓对于垃圾分类回收的积极性。但从人机工程学的角度分析,其设计上仍存在一些不合理之处，需要进行改良。

现如今国外并没有制造出类似“分拣+互联网”的分类箱，自动分类箱具有很大的市场前景，更重要的是具有公益性，可以帮助有一定困难的家庭，为了家园的绿水青山做出一份贡献。

4总结

本产品为一款饮料瓶自动分类箱，主要放置于人流量大且运动时间较长的场所，尤其是学校操场、体育场馆以及其他运动场所。在集体活动时人们会产生大量饮料瓶，为解决这一迫切问题设计了这一款自动分类箱。该设计由控制系统、基于安培力的扫描分拣系统、箱体和微信小程序APP组成。分拣系统通过检测进入箱体的饮料瓶否为金属来反馈给控制系统，实现对塑料瓶与易拉罐的分拣。用户通过手机扫描屏幕上方的二维码，参与活动来获得一定的奖励，从而引导人们自觉回收饮料瓶，倡导保护环境。另外，将赚取的一部分收入捐赠给生活困难的家庭，使该设计更具公益性。

孔庆蕊（2003－）,女,山东省泰安市人,研究方向：机器人工程。