基于Solidworks的餐具回收清洗一体机设计

刘智豪 徐梦婷 万宏强 高磊 高圆博

摘  要：针对食堂、餐厅就餐后餐具回收清洗过程繁琐，投入大量劳动力的问题，基于Solidworks软件设计了一款餐具回收清洗一体机，由输送机构、残食清理机构、清洗机构等几部分构成。可实现对餐具内残食清理、餐具清洗、餐具收纳功能。该设备可代替人工进行餐具回收清洗，具有良好的经济性和广阔的应用前景。

关键词：Solidworks;餐具收集;餐具清洗;餐具整理

中图分类号：TS972.2文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）30-0030-03

Abstract： This paper analyzes the problem of cumbersome and wasteful tableware recycling and cleaning process after dining in restaurants and restaurants. Based on Solidworks software， a tableware recycling and washing machine is designed， which consists of several parts， such as conveying mechanism， residual food cleaning mechanism and cleaning mechanism. The utility model can realize the functions of cleaning the residual food in the tableware， cleaning the tableware， and storing the tableware. The equipment can replace manual cleaning and washing of tableware， and has good economy and broad application prospects.

Keywords： Solidworks; tableware collection; tableware cleaning; tableware finishing

引言

餐具清洗、整理一体机发展较快，餐具清洗机已经成为宾馆、饭店和家庭必备的厨房用品，普及率不断提高，并向系列化、组合化方向发展[1-2]。食堂、餐厅就餐后餐具回收清洗过程大多采用人工进行，速度慢、效率低、工作量大[3-4]，有时因食堂的管理不当或者工人的疲惫疏忽导致餐具清洗不净，不仅浪费了劳动力，清洗效率也大大降低。市场现有大量的以洗碗机为主流的餐具清洗装置[5-7]，但具备餐具分类、食物残渣回收等多功能的设备较少。为了克服现有技术的不足，本文设计了一款餐具回收清洗一体机，让残食与餐具尽快完成分离，加快餐具的分类，用餐者也能拥有一个更好的饮食环境。

1 整机设计

餐具回收清洗一体机主要由机架、餐具收集部分、餐具清洗部分、餐具整理部分等组成。

餐具收集部分由餐具进料滑板箱组成，电动机驱动输送带运动，带动餐具运动，当碗、筷、盘到达安放在进料的滑板箱上面的时候，较小的餐具如勺子等会从开有纵横槽的空隙中落下，有序的进入同步输送线上。

餐具清洗部分由清洗水箱和滚筒刷组成，水箱能够形成一个封闭的空间，利用水泵打出高压水对餐具进行清洗，滚筒刷架在水箱之上，电机带动滚筒刷，配合高压水柱能够有效的清洗餐具上的食物残留。

餐具整理部分由输送线、分选挡板以及餐具分类箱组成，餐具完成清洗之后沿同步带输送线继续运输，由于同步带输送线与后面的输送线之间存在一定的间隙，较细长的筷子和勺子会从这个缝隙内自动掉落，到达筷子分类箱。在后续的输送线上，大的餐具会被分选挡板的斜面集中到输送线侧面继续运动，直至自动滑落至大餐具分类箱。小的餐具在输送线的带动下继续传输，直至滑落至小餐具分类箱。自此餐具的收集、清洗、整理完成。如图1所示为餐具回收清洗一体机总体设计图，图2所示为餐具回收清洗一体机具体工作流程。

2 各部件设计

2.1 收集、清洗部分设计

该部分主要由机架组件、链轮、主传动轴Ⅰ、链条Ⅰ、进料滑板箱、清洗水箱组件、滚筒刷组件、同步带Ⅱ、电机组件和同步带Ⅲ组成。其结构如图3所示。功能实现方法：传送功能由传动轴及链轮实现;清洗部分由清洗水箱和滚筒刷组件实现。

2.1.1 传送部件

传送部件主要由机架、步进电机、主动滚筒、从动滚筒、输送带组成，其组件及其功能如表1所示。

2.1.2 清洗部件

主要实现清洗功能：利用清洗水箱打出高压水对餐具进行清洗，利用滚筒刷清洗餐具表面残余。

清洗水箱由同步带输送线、水箱，喷水管组成。同步带输送线主要完成餐具在其上面的运输，水箱能够形成一个封闭的空间，利用水泵打出高压水对餐具进行清洗。

滚筒刷架在水箱之上，内配有毛刷滚轴。电机带动滚筒刷，配合高压水柱能够有效的清洗餐具上的食物残留，滚筒刷的旋转速度为50r/min。如图4所示为喷水管，图5所示为滚筒刷三维模型。

2.2 收集部分设计

餐具收集机构中主要由传动轴、输送轴、分选挡板、主传动轴Ⅱ、滑板、小餐具回收箱、翻动块、大同步轮、同步带Ⅰ、大餐具回收箱及筷子回收箱组成。餐具收集机构如图6所示。

该部分主要实现分类与收集功能：利用同步带输送线与输送带之间的间隙，分离出筷子勺子等小餐具;利用分选挡板分离大小餐具。

由于同步带输送线与后面的输送带之间存在一定的间隙，较细长的筷子和汤勺会从这个缝隙内自动掉落，直至掉进筷子回收箱。剩余餐具继续由输送线进行输送，大的餐具会被分选挡板的斜面集中到输送线侧面继续运动，自动滑落至大餐具分类箱。小的餐具在主传动轴Ⅱ的带动下继续传输，到达滑板并沿着滑板滑落至小餐具回收箱，至此餐具收集过程完成。为保证传动效率，餐具在输送线上传送速度设计为0.3m/s。分选板距离传送带表面高度约为40mm。

2.3 机架设计

机架主要起支撑作用，机器的其他部分通常都是固定在框架上面的。机架作为参考，以确保组件之间的准确无误相对的方位，从而使得整个机器融合为一个整体。机架需要耐高温，耐低温和耐腐蚀生锈。材质选择使用304的不锈钢的型材，尺寸大小是40×40×2mm。如图7所示为机架结构图，尺寸大小是2680mm×760mm×900mm。

3 结论

本餐具回收清洗一体机结构简单，运动平稳，功能全面，为企业、学校等餐厅提供了一台良好的餐具清洁设备，也为开发洗碗机市场的发展探索提供了一种思路。该设备通过两个输送带、残食清理机构、餐具清洗机构和餐具整理分类机构四大部分相互配合实现餐具收集、清洗、整理三大功能，是一种切实可行的设计方案，解决了目前学校、企业难以及时将餐具清洗及分类处理的難题，通过自动化设备代替人工，从速度和精度两方面满足生活需求，具有较大的商用市场，具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]曹建猛，刘敬，王占瑞，等.全自动餐具分类回收一体机的设计[J].机电工程技术，2020，49（01）：7-8+95.

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[3]汪刘一，陈佳森，高育滨，等.食堂自助餐具回收清洗系统[J].电子制作，2015（02）：50-51.

[4]陈斌赫，张志杰，庄田，等.碗筷餐盘清洗装置的设计[J].科技创新与应用，2019（05）：41-42.

[5]贺可涛，朱林，刘蒙生，等.一种餐厅餐具残渣清理机[J].科技视界，2019（02）：46-47.

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