智能型地埋式垃圾桶的设计与应用

摘  要：目前，传统垃圾运收模式存在成本高，收运工作不及时，收运效率低，垃圾收集箱故障多及检修不及时等问题。针对以上众多难题，本文提出一种智能型地埋式垃圾桶，以此来实现对垃圾的实时化监控，在提升工作效率的同时降低了运行成本。本文对智能型地埋式垃圾桶的设计及应用进行详细分析，智能型地埋式垃圾桶的应用有效解决了城市垃圾收集难的问题。

关键词：智能型;地埋式垃圾桶;设计;应用分析

中图分类号：H122  文献标识码：A  文章编号：2096-6903（2019）02-0000-00

目前在城市及农村道路上摆放的塑料垃圾桶一般设有桶盖，但是由于个人的垃圾投放习惯不同，经常出现垃圾桶盖未关闭的情况，该情况的出现往往容易引起雨水浸泡垃圾桶或者垃圾漫天飞等现象的发生，因此对环境造成了极大污染。针对以上极端现象，需要解决的问题有：垃圾浸泡、垃圾飘飞、垃圾桶被吹倒、垃圾收运不及时等问题。为了解决以上问题，本文提出一种埋于地下、固定式、带密闭翻转盖、可实时检测垃圾重量同时可及时通知环卫部门进行垃圾收集的智能型地埋式垃圾桶。

1 智能型地埋式垃圾桶的构造

智能型地埋式垃圾桶主要由大盖总成、箱体总成、控制系统、外部装饰四大部分构成，其连接形式如下：箱体总成与大盖总成一侧进行铰接，可在0～92°内转动。控制系统通过螺栓或者支架安装在大盖和外桶内壁上，装饰部件通过螺钉紧固在外桶外壁上，其各部分的具体构造如下所示：

（1）大盖总成主要由大盖和天窗机构焊合而成。如图1所示，其中大盖主要由支撑横梁、盖板、锁组成，锁主要用于大盖关闭时的锁紧。在大盖中部设置有投料口，其设计采用天窗的结构。

天窗机构主要部件有：拱形天窗固定件、弧形旋转盖板、扇形连接件、阻尼销及扭簧等。在拱形天窗固定件中设置有矩形开口，在其内侧安装由弧形旋转盖板、把手和扇形连接件拼焊而成的构件。当构件打开时，在扭簧的作用下产生旋转压缩变形，构件关闭时，在阻尼销和扭簧的反弹力作用下，缓慢下降，从而避免速度过快而伤害到投料手。在大盖底端与箱体内侧均设置有氮气弹簧连接座以及链条连接座，氮气弹簧连接座与链条连接座都装设氮气弹簧以及防护链条。当大盖上抬时，氮气弹簧有往上的推力作用，起到助力的作用，当大盖翻轉至氮气弹簧的极限行程时，链条被绷紧此时起到拉力的作用，从而使大盖旋转角度稳定在92°左右。

（2）箱体总成主要由箱体本体和各安装附属件装配而成。在箱体内部，四角位置安装有内桶导向角钢，导向角钢的上部与桶体上框架连接，下部与桶底底板连接。在箱体中还设置有安全支架、安全踏板、配重块、链轮、升降链条及限位滚轮等部件。安全板及安装支架用于支撑内桶。在安全支架的四个对角安装有链条安装座，其中升降链条的一端与安全支架相连，另一端与配重块相连，中间通过链轮进行力传递。当垃圾回收内桶被吊起时，由于配重块质量超过安全板质量，安全升降机构在限位滚轮的限位范围内缓慢升起，直至到达限定位置，此时对应安全板的位置位于垃圾回收桶顶端。当垃圾回收内桶被放入时，垃圾回收内桶和安全板重于配重块，安全升降机构也会在限位滚轮的限位范围内降至箱体底端，如图2所示。

（3）智能型垃圾桶中使用的传感器有：湿温传感器、位置传感器、称重传感器、料位传感器。位置传感器装在大盖和投料口上，能够对大盖、投料口的启闭进行实时监测。湿温传感器和料位传感器装在天窗机构的凹槽内，湿温传感器可实时监测桶内的温度，当温度过高时，发出警报信号。料位传感器可实时监测内桶的垃圾高度，当垃圾堆放到一定高度时，将爆满信号发回监控中心。称重传感器装在箱体内壁的称重支架上，实现实时监测内桶中的垃圾重量变化，当达到设置的爆满值时将爆满信息发回监控中心。

（4）箱体外部装饰部件主要有：防腐板、铝型材、方通管、连接板等。方通管和连接板主要用于固定铝型材，在铝型材的凹槽中镶嵌防腐板，此种结构使得垃圾回收桶箱体总体构造更为牢固，同时也起到美化作用。此外还能有效的将箱体本体与外部隔开，有效降低了箱体表面面漆被破坏的风险，提高了桶体的寿命。

2 智能型地埋式垃圾桶的工作原理

智能型地埋式垃圾桶的工作原理如图3所示：

（1）投料作业：地埋式垃圾桶处于正常运行状态时，转动投料口，投料口上弧形旋转盖板被施加一定推力，当垃圾丢入到投料口之后，弧形旋转盖板在阻尼销以及扭簧作用下，投料口缓慢关闭。

（2）开盖作业：使用三角钥匙打开大盖锁，左右两侧对大盖产生往上的推力作用，此时氮气弹簧为大盖提供动力，从而使拉桶盖更省力，当氮气弹簧伸到极限位置时，保护链条拉住大盖，使大盖停止翻转。

（3）吊桶作业：使用吊臂将地埋式垃圾桶内的内桶吊起，此时安全板在配重块的重力作用下，沿着导向角钢往上滑动，直至内桶吊出。此时安全板到达限位位置，处于静止状态;

（4）放桶作业：倾倒完内桶垃圾后，使用吊臂将内桶放置于安全板上，安全板在内桶的重量作用下，沿着导向角钢往下滑动。当内桶支耳位于称重支架位置时，垃圾回收内桶就不再向下运动，此时其落于称重传感器之上;

（5）关盖作业：左右两侧给大盖往下抬起的作用力，此时，氮气弹簧会为大盖提供关盖动力，当氮气弹簧缩到极限位置时，使用三角钥匙关闭大盖锁。

3 智能型地埋式垃圾桶的优势

（1）与传统垃圾桶相比，智能型地埋式垃圾桶埋于地下，由于其六面封闭，重量较重，且仅设有投料口以及大盖开启机构，因此可以有效地避免暴雨以及大风天气导致的垃圾漫天飞现象，亦可防止垃圾桶周围的脏乱差现象。

（2）智能型垃圾桶的投料口采用圆弧形的提翻结构，圆弧板与导轨间的配合间隙在5mm左右，因此能够有效的防止雨水往桶内飘落。同时提翻机构中加装了阻尼轴及扭簧，投料口弧形旋转盖板推开间隔约5s后，盖板会自动缓慢关闭。此缓冲结构对老人、儿童以及残疾人投放垃圾时更方便安全，同时更具有人性化。

（3）智能型垃圾桶中设有智能传感装置，能够实时对桶内的湿度、温度、体积及质量等信息进行收集，并通过4G网络反馈给监控中心。该智能传感装置即解决了垃圾桶满桶后无人收集的问题，又解决了垃圾桶未满，垃圾车收集转运的综合判断调度问题。通过智能监测系统，可以提高垃圾车的转运效率，降低运营成本，降低车辆运行中有害物质的排放。同时，还可依靠温度检测以及远程视频系统进行监控，有效地避免火灾等事故的发生。

（4）出于吊装安全考虑，设置安全升降机构，在内桶被吊起时，避免了人员掉落桶内的风险，这种设计不但可以确保操作员的自身安全，还可以保证突然闯入人员的安全。在垃圾内桶重量和配重块重量的双重作用下，安全板能够平稳完成升降。另外，在安全板的中部设置可拆卸式网盖，可方便工作人员进入垃圾桶底部进行维修和清理等作业。

（5）内桶导向角钢的设置使内桶上下的滑动能够按照指定的位置进行滑动。这样不仅实现了对内桶的有效保护，并且使内桶上下滑动具有合理限位，可以实现迅速到位，使吊桶作业更自如，快速。

（6）智能型垃圾桶各部件间采用安装式工艺路线，部件的应力变形更小，表面更平整，维修更换配件更便捷，批量化生产程度高。

（7）基于垃圾桶的智能化管理，借助于大数据的云控制中心，可对某一地方或区域的垃圾量进行分类统计，生成各种分类报表，为进一步完善垃圾收集、转运、管理提供数据支撑。同时亦可应用于城市或农村的垃圾分类场景，以实现对各种垃圾的产量监控。

4 智能型地埋式垃圾桶的应用分析

（1）地埋式垃圾桶主要应用在面积广阔的农村及城市地带。其主要与吊装式垃圾车配合使用。如在农村的乡路、村道较狭窄地带，采用普通240L塑料桶进行垃圾收集，垃圾转运车须每天到点收集，转运的频次较高，极易造成交通拥堵，而采用地埋式垃圾桶后，桶的容积为原来的3倍以上，在投放点固定不变的情况下，可2～3天收集一次，降低了收运的频次，同时降低了运输成本。

（2）在城市道路中，地埋式垃圾桶可应用在学校、公司、公园景点、商业中心、绿道、高档别墅区、无地下层的住宅小区等能够进行地下挖掘作业的区域。在城市应用时，均配备智能灯杆系统、监控系统与之组合，以形成完整的信息收集、存儲、发送等渠道。

5 结语

社会在不断发展进步，而垃圾处理也变得愈发困难，如何实现对垃圾的有效科学化收集是现在人们非常重视的一个话题。垃圾问题不仅影响市容市貌，同时会对环境产生严重影响，智能型地埋式垃圾桶通过智能传感装置以及安全升降等功能，能够实时掌握垃圾存量，使垃圾得到及时处理，真正解决垃圾难题，保障人们居住环境。

参考文献

[1]夏琳.一种智能型全埋式垃圾回收桶[P].广东：CN208217578U，2018-12-11.

收稿日期：2019-06-16

作者简介：陈卫（1983—），男，广西南宁人，本科，工程师，研究方向：环卫设备技术。

Design and Application of Intelligent Buried Garbage Bin

陈卫

CHEN Wei

（广西玉柴专用汽车有限公司，广西南宁 530000）

（Guangxi Yuchai Special Vehicle Co.， Ltd.，  Nanning Guangxi  530000）

摘 要：目前，传统垃圾运收模式成本较高，收运工作不够及时，收运效率较低，垃圾收集箱故障不能及时检修，针对众多难题，我们提出了智能地埋式垃圾桶概念，以实现对垃圾的实时化监控，提升工作效率，降低运行成本。本文就对智能型地埋式垃圾桶的设计及应用进行分析，基于此来有效改善城市垃圾收集的难题。

Absrtact： At present， the traditional garbage collection mode has high cost， insufficient collection and transportation in time， low collection and transportation efficiency， and the failure of garbage collection bin can not be repaired in time. To solve the problems， we put forward a new garbage named intelligent buried garbage bin， which can realize real-time monitoring， improve work efficiency and reduce operation costs. In this paper， the design and application of intelligent buried garbage bin are analyzed， the problem of urban garbage collection can be effectively improved by using the intelligent buried garbage bin.

关键词：智能型;地埋式垃圾桶;设计;使用分析

Keywords： Intelligent; buried garbage bin; design;use analysis