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基本信息
- 項目名稱：
- 非接觸式全自動多功能環(huán)衛(wèi)車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高及環(huán)保意識的增強，城鄉(xiāng)居住地生活垃圾的收集與處理問題越來越受到重視，尤其是可回收與不可回收垃圾的分類清理將成為推動社會文明發(fā)展的必然產(chǎn)物；目前大多數(shù)城市的散堆垃圾，垃圾桶內(nèi)垃圾仍是人工清理，一是容易傳染疾病，嚴(yán)重威脅環(huán)衛(wèi)工人的身體健康 ; 二是工作效率低 , 容易產(chǎn)生二次染。 其次，我國大多數(shù)城市的散堆垃圾和垃圾桶垃圾都未分類投放和分類清理回收，垃圾混合現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這就為垃圾處理帶來了一系列問題：一是堆積如山的混合垃圾在進行分類處理時，工作量大，耗能高，成本高，效率低，造成能源浪費。二是大部分有害垃圾未進行分類處理直接填埋，對環(huán)境造成了永久性污染。針對這個問題，我們設(shè)計了非接觸式全自動多功能環(huán)衛(wèi)車，非接觸式全自動多功能環(huán)衛(wèi)車解決了這一系列問題，是具有科技含量和環(huán)保理念的新型產(chǎn)品，對垃圾進行全自動分類回收處理，從源頭上解決了這一問題。從而提高人們的環(huán)保意識，推進城市環(huán)境衛(wèi)生朝著規(guī)范化方向發(fā)展。 本環(huán)衛(wèi)車?yán)脵C械手取代手工作業(yè)，對散堆垃圾和垃圾桶垃圾進行全自動清理，以液壓為動力，采用機電液一體化技術(shù)，借助機、電、液自動控制系統(tǒng)和監(jiān)控裝置，全部實現(xiàn)自動化作業(yè)。該車集散堆垃圾、垃圾捅自動清理、壓縮、自卸、密封、垃圾分類處理、分類回收等多項功能于一體。前支臂工作系統(tǒng)主要是把垃圾桶的垃圾進行分類清理回收；后支臂機械抓斗工作系統(tǒng)主要是對垃圾堆進行抓取清理，并配合后垃圾斗聯(lián)合使用，提高工作效率；車廂內(nèi)置壓縮裝置，實現(xiàn)反復(fù)壓縮，提高垃圾裝載運輸效率；可回收垃圾，從車廂側(cè)面卸載，不可回收垃圾從車廂后部卸載；垃圾的清理與運輸實現(xiàn)全部密封，清潔衛(wèi)生。 本環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計有利于實現(xiàn)城市生活垃圾投放分類化和無害化的目標(biāo)，符合當(dāng)今世界環(huán)保建設(shè)的需要，它的推廣和普及將會給城市生活垃圾的處理帶來一次技術(shù)性的革命。 技術(shù)參數(shù):載重5t，車廂容積18m3，前支臂抓舉重量100kg，后支臂抓取重量50kg，后垃圾斗提升重量200kg，垃圾桶直徑400mm，高900mm，垃圾清理效率為50桶/小時。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、工作原理 該車工作 系統(tǒng)都是以液壓為動力，通過電磁閥、節(jié)流閥和行程開關(guān)等對動作進行控制，實現(xiàn)安全、可靠地完成各種動作。 1.1前機械手 前機械手主要是將可回收垃圾桶的垃圾和不可回收垃圾桶的垃圾分別進行清理。開始工作前，先自動打開車廂頂部的密封蓋，工作支臂緩慢放下，前爪張開，支臂伸出，前爪抓緊垃圾桶后，支臂上升處于垂直位置后，回轉(zhuǎn)電機驅(qū)動支臂旋轉(zhuǎn)一定角度使垃圾桶到達車廂頂部，利用翻轉(zhuǎn)電機把垃圾桶旋轉(zhuǎn)180o，將垃圾倒入可回收或不可回收車廂內(nèi)，然后，前爪再反向旋轉(zhuǎn)180o，桶蓋由于重力作用自動合上，支臂返回，把垃圾桶放回原位，支臂收攏。此時，車廂頂部的密封蓋關(guān)閉，完成了垃圾桶自動清理的全過程。 1.2后支臂抓斗 在工作時，首先把后支臂提升，把抓斗從垃圾斗內(nèi)伸出，然后旋轉(zhuǎn)一定角度到垃圾堆的上方，打開抓斗，支臂下放抓取垃圾后，支臂提升并旋轉(zhuǎn)到垃圾斗的上方，抓斗打開將垃圾放入垃圾斗內(nèi)，重復(fù)循環(huán)上述動作，直到把垃圾裝完為止。 1.3組合使用垃圾斗 待垃圾斗裝滿垃圾后，在一對同等規(guī)格液壓缸的作用下，垃圾斗自動上升，達到限定位置時，垃圾斗翻轉(zhuǎn)，頂開后門窗蓋板，垃圾自動倒入不可回收車廂內(nèi)，然后，垃圾斗自動翻轉(zhuǎn)并下降，完成一次散堆垃圾清理動作。 1.4壓縮 當(dāng)后垃圾斗將散堆垃圾導(dǎo)入車廂后，緊貼車廂后蓋的壓縮版在液壓缸作用下，將垃圾進行反復(fù)，累積壓縮，提高垃圾裝載運輸效率。 1.5可回收與不可回收垃圾自動卸載 自動卸載分兩套系統(tǒng)一套是后卸式，一套是側(cè)卸式。后卸式卸載不可回收垃圾，側(cè)卸式卸載可回收垃圾。 車廂內(nèi)裝滿垃圾后，運輸?shù)嚼荆▓觯?，后卸式車廂后蓋自動打開，用液壓缸及推板把垃圾從車廂內(nèi)推出，完成自動卸載。然后，推板返回原位，后蓋自動關(guān)閉。側(cè)卸式車廂側(cè)門在液壓缸的作用下自動打開，利用連桿滑輪機構(gòu)將側(cè)卸式車廂底板拉傾斜45°，垃圾自動卸載，側(cè)門自動關(guān)閉，完成自動卸載過程。 2、結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)參數(shù) 2.1結(jié)構(gòu)特點 該車分為兩部分：一部分是以汽車底盤為運輸行走機構(gòu)，另一部分是作業(yè)工作機構(gòu)；在總體布置上，采用1：3容積車廂，兩套工作支臂，后垃圾斗，壓縮板，卸載板，密封蓋，監(jiān)控裝置。車廂根據(jù)可回收與不可回收垃圾排放量按體積比1：3劃分。在駕駛室與車廂的結(jié)合部，安裝一套工作支臂，左右都可以清理垃圾桶的垃圾，便于觀察和操作，這種布置方式減小了車體寬度，提高了通行能力，工作支臂采用伸縮式結(jié)構(gòu)，以減小車體的高度，擴大活動范圍。在車廂的后蓋上，安裝一套機械抓斗，用來清理散堆垃圾，車廂后蓋同時安裝有垃圾斗，將機械手多次抓取的垃圾一次性傾倒入車廂，兩者組合使用，效率高、能耗低。垃圾壓縮板安裝在不可回收車廂內(nèi)，與車廂后蓋緊密相接，實現(xiàn)散堆垃圾反復(fù)壓縮并保證垃圾傾倒干凈徹底。卸載板分別置于可回收與不可回收車廂內(nèi)，分別以旋轉(zhuǎn)和水平運動完成垃圾卸載工作。車廂頂部自動開啟、關(guān)閉密封蓋，保證了垃圾在清理與運輸過程中不造成二次污染。頂部安裝有監(jiān)控裝置以便駕駛員在駕駛室就能完成垃圾全自動的清理工作。 為了與該車配套，我們設(shè)計制造了配套垃圾桶。該桶桶蓋最大張角為 88o ，桶高為 0.9m, 直徑為 0.4m, 容積為 0.1m3 。 2.2技術(shù)參數(shù) 載重5t，車廂容積18m3，前支臂的擺角為120o，垃圾桶的最小抓取距離（離車體邊緣）⒈6m，最大抓取距離⒊5m，抓舉重量為100kg，垃圾桶清理效率為50桶/小時，垃圾桶容積:0.13m3。后支臂抓斗擺角為180o，縱向工作長度2.1m,橫向工作長度4 5m。斗容:0.3m3，后支臂抓取重量為50kg。后垃圾斗提升重量為200kg，垃圾桶直徑0.4m，高0.9m，垃圾清理效率為50桶/小時。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.作品設(shè)計、發(fā)明目的和基本思路 目前城市的環(huán)境衛(wèi)生還比較差 , 很多城市的散堆垃圾、垃圾桶垃圾仍然是手工清理，這不僅加大了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度，而且容易傳染疾病，嚴(yán)重威脅環(huán)衛(wèi)工人的身體健康 ; 工作效率低 , 容易產(chǎn)生二次污染。 城市散堆垃圾和垃圾桶垃圾都未分類投放，垃圾混合現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這就為垃圾分類處理帶來了一系列問題，針對此問題，我們設(shè)計了非接觸式全自動多功能環(huán)衛(wèi)車，對散堆垃圾和垃圾桶垃圾進行全自動分類回收，降低處理成本，提高工作效率。 2.創(chuàng)新點 2.1該車集散堆垃圾、垃圾捅清理、壓縮、自卸、密封、垃圾分類處理、分類回收等多項功能于一體，全部實現(xiàn)自動化作業(yè)。 2.2垃圾自動清理、分類回收的全過程在該車作業(yè)中一次完成，大大減少了垃圾處理中間環(huán)節(jié)，降低成本。 2.3運用機械手對散堆垃圾和垃圾桶垃圾進行全自動清理，減輕了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度，改善作業(yè)條件，提高工作效率。 3.技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)指標(biāo) 3.1技術(shù)關(guān)鍵： 3.1.1前后機械手的動作原理分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、動作的靈敏性及可靠性。 3.1.2后垃圾斗的提升、翻轉(zhuǎn)、垃圾入口處密封蓋的自動打開等動作的實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)布置及動作的連動性。 3.1.3車廂內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置，壓縮機構(gòu)的壓縮方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3.1.4液壓泵（氣）的連動控制方式，保證各種動作的自動性和連慣性。 3.2技術(shù)指標(biāo)：該車的垃圾清理效率為50桶/小時，載重量5t，車廂容積18m3，前支臂抓舉重量100kg，后支臂提升重量200kg。
科學(xué)性、先進性
- 1.與現(xiàn)有產(chǎn)品比較 目前，市場上還未有垃圾分類處理回收車，現(xiàn)有的環(huán)衛(wèi)車只能應(yīng)用于混合垃圾裝運，功能單一，不能滿足垃圾分類回收的要求。全自動節(jié)能型多功能環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計，將機械手的動作原理巧妙的應(yīng)用于本環(huán)衛(wèi)車上，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、提升、翻轉(zhuǎn)等各種動作，完成垃圾桶垃圾的機械化自動清理。環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度和作業(yè)條件大大改善。在車廂后部設(shè)計安裝散堆垃圾自動清理機構(gòu)（后機械手），工作范圍大，適應(yīng)性強，工作條件不受任何限制，垃圾清理干凈、徹底，不留死角。車廂內(nèi)垃圾可進行壓縮和自卸，機械化程度高。本作品填補了國內(nèi)外散堆垃圾、垃圾桶自動清理設(shè)備和垃圾分類回收設(shè)備的空白。 2.技術(shù)經(jīng)濟分析 本設(shè)備垃圾桶的清理效率是人工的10倍，散堆垃圾的清理效率是人工的30倍，垃圾自動清理、分類回收處理的全過程在該車作業(yè)中一次完成，減少了垃圾處理中間環(huán)節(jié)，垃圾處理能耗降低了40％。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1. 作品在中南地區(qū)港澳特區(qū)第三屆大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計與制造大賽獲一等獎。 2. 作品在2008年取得第一批湖南省大學(xué)生研究學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目（一萬元經(jīng)費支持）。 3. 作品正在科技廳等相關(guān)部門進行技術(shù)結(jié)果鑒定。
作品所處階段
- 樣機制作已基本完成，已進入修改完善階段 。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 目前正在與湖南環(huán)衛(wèi)機械廠洽談準(zhǔn)備技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 ，模型 ，圖紙 ，磁盤 ，現(xiàn)場演示 ，圖片 ，錄像 ，樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.使用說明和適應(yīng)范圍 本環(huán)衛(wèi)車，主要用于街道、小區(qū)等地的垃圾堆和垃圾桶的清理。利用機械手、機械抓斗和自動分類裝置實現(xiàn)垃圾桶、垃圾堆、自動清理、垃圾分類、壓縮、自卸、密封運輸?shù)榷囗椆δ堋? 2.技術(shù)特點和優(yōu)勢 2.1將機械手的動作原理巧妙運用于本環(huán)衛(wèi)車上，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、提升、翻轉(zhuǎn)等各種動作，實現(xiàn)自動化作業(yè)。 2.2在車廂后部設(shè)計安裝散堆垃圾自動抓裝機構(gòu)（后機械手）和垃圾斗提升機構(gòu)，機械手工作范圍大，適應(yīng)性強，垃圾清理干凈、徹底，不留死角。提升機構(gòu)將垃圾斗自動提升、翻轉(zhuǎn)將垃圾倒入車廂內(nèi)，完成全自動作業(yè)過程。 2.3車廂內(nèi)對垃圾分類存放,并進行壓縮和自卸，機械化程度高。 3.市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測 據(jù)預(yù)測到2010年要清運的城市垃圾在3.4億噸以上，而且還以每年8%的速度遞增。國家規(guī)定每萬人需配備２臺環(huán)衛(wèi)車輛，目前僅僅達到１臺／萬人，全國大約有40%環(huán)衛(wèi)器具、車輛等需要更新，每年約有1000萬噸城鎮(zhèn)垃圾需要分類處理。所以該車市場前景和經(jīng)濟效益十分可觀。
同類課題研究水平概述
- 國外研究現(xiàn)狀： 國外環(huán)衛(wèi)車輛還沒有提出全自動分類處理的概念，目前澳大利亞、日本、有半自動環(huán)衛(wèi)車輛，根據(jù)我們所查閱的資料，目前國外的環(huán)衛(wèi)設(shè)備基本上有如下幾種：側(cè)壁式垃圾車、擺臂式垃圾車等。 側(cè)壁式垃圾車等主要是采用側(cè)壁鏈輪、鏈條結(jié)構(gòu)用人工將垃圾桶移到提升架上，通過提升機構(gòu)將垃圾桶提升、翻轉(zhuǎn)自卸完成垃圾清理，然后垃圾桶下放靠人工移回原位，基本上屬于半自動作業(yè)。 擺臂式垃圾車主要是用于垃圾斗的轉(zhuǎn)運作用，垃圾斗可自動吊上吊下。該車的特點是貨斗與車體分開，能實現(xiàn)一臺車與多個貨斗聯(lián)合作業(yè)，循環(huán)運輸，充分提高了車輛的運輸能力，特別適用于短途運輸，如環(huán)衛(wèi)部門對城鎮(zhèn)垃圾的清理、運輸?shù)?。為了不使裝載的輕飄貨物在運輸中飄落，此車型可設(shè)計成全封閉結(jié)構(gòu)。但這些設(shè)備都解決不了散堆垃圾和垃圾桶垃圾的自動清理問題，滿足不了環(huán)衛(wèi)工人的要求。 國內(nèi)研究水平： 目前的環(huán)衛(wèi)設(shè)備主要有掃路車、吸污車、灑水車、壓縮式垃圾車等。 掃路車主要是以清掃路面垃圾為主，改變了人工清掃路面垃圾的現(xiàn)狀，通過吸入式傳送方式將垃圾吸入箱體，結(jié)構(gòu)簡單易維修，該設(shè)備廣泛適用于城市道路、廣場、機場、港口、高速公路及大型廠礦的清潔保潔作業(yè)。 吸污車廣泛適用于雨水井、檢查井、沉淀井及各種溝渠內(nèi)的污泥、糞便或石油化工廠污水池淤積物的抽吸、裝運和排卸。 灑水車主要用于大中小型城市路面沖洗，樹木、綠化帶、草坪綠化，道路、廠礦企業(yè)施工建設(shè)，高空建筑沖洗。 目前國內(nèi)外散堆垃圾及垃圾桶的全自動清理設(shè)備還處于空白，市場上還未出現(xiàn)相應(yīng)的對垃圾進行分類回收的環(huán)衛(wèi)車，垃圾的清理仍然是人工作業(yè)。 以上是國內(nèi)外同類產(chǎn)品的情況，因此我們根據(jù)全新的垃圾清理概念和作業(yè)方式和人們對新事物的接受、認(rèn)同過程，設(shè)計研制了全自動垃圾分類清理車。隨著全自動環(huán)衛(wèi)處理車步入市場。無論從技術(shù)性、先進性、安全性、可靠性及工作效率，無疑會具有強大的市場競爭力。
