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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 非接觸式全自動(dòng)多功能環(huán)衛(wèi)車
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，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(dòng)社會(huì)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(guó)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(jìn)行分類處理時(shí)，工作量大，耗能高，成本高，效率低，造成能源浪費(fèi)。二是大部分有害垃圾未進(jìn)行分類處理直接填埋，對(duì)環(huán)境造成了永久性污染。針對(duì)這個(gè)問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了非接觸式全自動(dòng)多功能環(huán)衛(wèi)車，非接觸式全自動(dòng)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(duì)垃圾進(jìn)行全自動(dòng)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(shí)，推進(jìn)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(jī)械手取代手工作業(yè)，對(duì)散堆垃圾和垃圾桶垃圾進(jìn)行全自動(dòng)清理，以液壓為動(dòng)力，采用機(jī)電液一體化技術(shù)，借助機(jī)、電、液自動(dòng)控制系統(tǒng)和監(jiān)控裝置，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。該車集散堆垃圾、垃圾捅自動(dòng)清理、壓縮、自卸、密封、垃圾分類處理、分類回收等多項(xiàng)功能于一體。前支臂工作系統(tǒng)主要是把垃圾桶的垃圾進(jìn)行分類清理回收；后支臂機(jī)械抓斗工作系統(tǒng)主要是對(duì)垃圾堆進(jìn)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(shí)現(xiàn)反復(fù)壓縮，提高垃圾裝載運(yùn)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(yùn)輸實(shí)現(xiàn)全部密封，清潔衛(wèi)生。 本環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)有利于實(shí)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(huì)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(shí)。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、工作原理 該車工作 系統(tǒng)都是以液壓為動(dòng)力，通過電磁閥、節(jié)流閥和行程開關(guān)等對(duì)動(dòng)作進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)安全、可靠地完成各種動(dòng)作。 1.1前機(jī)械手 前機(jī)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(jìn)行清理。開始工作前，先自動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)支臂旋轉(zhuǎn)一定角度使垃圾桶到達(dá)車廂頂部，利用翻轉(zhuǎn)電機(jī)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(dòng)合上，支臂返回，把垃圾桶放回原位，支臂收攏。此時(shí)，車廂頂部的密封蓋關(guān)閉，完成了垃圾桶自動(dòng)清理的全過程。 1.2后支臂抓斗 在工作時(shí)，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(dòng)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(duì)同等規(guī)格液壓缸的作用下，垃圾斗自動(dòng)上升，達(dá)到限定位置時(shí)，垃圾斗翻轉(zhuǎn)，頂開后門窗蓋板，垃圾自動(dòng)倒入不可回收車廂內(nèi)，然后，垃圾斗自動(dòng)翻轉(zhuǎn)并下降，完成一次散堆垃圾清理動(dòng)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(jìn)行反復(fù)，累積壓縮，提高垃圾裝載運(yùn)輸效率。 1.5可回收與不可回收垃圾自動(dòng)卸載 自動(dòng)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(yùn)輸?shù)嚼荆▓?chǎng)），后卸式車廂后蓋自動(dòng)打開，用液壓缸及推板把垃圾從車廂內(nèi)推出，完成自動(dòng)卸載。然后，推板返回原位，后蓋自動(dòng)關(guān)閉。側(cè)卸式車廂側(cè)門在液壓缸的作用下自動(dòng)打開，利用連桿滑輪機(jī)構(gòu)將側(cè)卸式車廂底板拉傾斜45°，垃圾自動(dòng)卸載，側(cè)門自動(dòng)關(guān)閉，完成自動(dòng)卸載過程。 2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該車分為兩部分：一部分是以汽車底盤為運(yùn)輸行走機(jī)構(gòu)，另一部分是作業(yè)工作機(jī)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(kuò)大活動(dòng)范圍。在車廂的后蓋上，安裝一套機(jī)械抓斗，用來清理散堆垃圾，車廂后蓋同時(shí)安裝有垃圾斗，將機(jī)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(shí)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(yùn)動(dòng)完成垃圾卸載工作。車廂頂部自動(dòng)開啟、關(guān)閉密封蓋，保證了垃圾在清理與運(yùn)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(dòng)的清理工作。 為了與該車配套，我們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)，垃圾桶容積:0.13m3。后支臂抓斗擺角為180o，縱向工作長(zhǎng)度2.1m,橫向工作長(zhǎng)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(shí)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.作品設(shè)計(jì)、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(dòng)強(qiáng)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(duì)此問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了非接觸式全自動(dòng)多功能環(huán)衛(wèi)車，對(duì)散堆垃圾和垃圾桶垃圾進(jìn)行全自動(dòng)分類回收，降低處理成本，提高工作效率。 2.創(chuàng)新點(diǎn) 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(xiàng)功能于一體，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。 2.2垃圾自動(dòng)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(yùn)用機(jī)械手對(duì)散堆垃圾和垃圾桶垃圾進(jìn)行全自動(dòng)清理，減輕了環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)械手的動(dòng)作原理分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)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(dòng)打開等動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)布置及動(dòng)作的連動(dòng)性。 3.1.3車廂內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置，壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.1.4液壓泵（氣）的連動(dòng)控制方式，保證各種動(dòng)作的自動(dòng)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(shí)，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(jìn)性
- 1.與現(xiàn)有產(chǎn)品比較 目前，市場(chǎng)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(yùn)，功能單一，不能滿足垃圾分類回收的要求。全自動(dòng)節(jié)能型多功能環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)，將機(jī)械手的動(dòng)作原理巧妙的應(yīng)用于本環(huán)衛(wèi)車上，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、提升、翻轉(zhuǎn)等各種動(dòng)作，完成垃圾桶垃圾的機(jī)械化自動(dòng)清理。環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)條件大大改善。在車廂后部設(shè)計(jì)安裝散堆垃圾自動(dòng)清理機(jī)構(gòu)（后機(jī)械手），工作范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)，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(jìn)行壓縮和自卸，機(jī)械化程度高。本作品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外散堆垃圾、垃圾桶自動(dòng)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(jì)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(dòng)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(jiǎng)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(jì)與制造大賽獲一等獎(jiǎng)。 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(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（一萬元經(jīng)費(fèi)支持）。 3. 作品正在科技廳等相關(guān)部門進(jìn)行技術(shù)結(jié)果鑒定。
作品所處階段
- 樣機(jī)制作已基本完成，已進(jìn)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(jī)械廠洽談準(zhǔn)備技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 ，模型 ，圖紙 ，磁盤 ，現(xiàn)場(chǎng)演示 ，圖片 ，錄像 ，樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 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(jī)械手、機(jī)械抓斗和自動(dòng)分類裝置實(shí)現(xiàn)垃圾桶、垃圾堆、自動(dòng)清理、垃圾分類、壓縮、自卸、密封運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)功能。 2.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 2.1將機(jī)械手的動(dòng)作原理巧妙運(yùn)用于本環(huán)衛(wèi)車上，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、提升、翻轉(zhuǎn)等各種動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。 2.2在車廂后部設(shè)計(jì)安裝散堆垃圾自動(dòng)抓裝機(jī)構(gòu)（后機(jī)械手）和垃圾斗提升機(jī)構(gòu)，機(jī)械手工作范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)，垃圾清理干凈、徹底，不留死角。提升機(jī)構(gòu)將垃圾斗自動(dòng)提升、翻轉(zhuǎn)將垃圾倒入車廂內(nèi)，完成全自動(dòng)作業(yè)過程。 2.3車廂內(nèi)對(duì)垃圾分類存放,并進(jìn)行壓縮和自卸，機(jī)械化程度高。 3.市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 據(jù)預(yù)測(cè)到2010年要清運(yùn)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(guó)家規(guī)定每萬人需配備２臺(tái)環(huán)衛(wèi)車輛，目前僅僅達(dá)到１臺(tái)／萬人，全國(guó)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(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)外研究現(xiàn)狀： 國(guó)外環(huán)衛(wèi)車輛還沒有提出全自動(dòng)分類處理的概念，目前澳大利亞、日本、有半自動(dòng)環(huán)衛(wèi)車輛，根據(jù)我們所查閱的資料，目前國(guó)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(jī)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(dòng)作業(yè)。 擺臂式垃圾車主要是用于垃圾斗的轉(zhuǎn)運(yùn)作用，垃圾斗可自動(dòng)吊上吊下。該車的特點(diǎn)是貨斗與車體分開，能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)車與多個(gè)貨斗聯(lián)合作業(yè)，循環(huán)運(yùn)輸，充分提高了車輛的運(yùn)輸能力，特別適用于短途運(yùn)輸，如環(huán)衛(wèi)部門對(duì)城鎮(zhèn)垃圾的清理、運(yùn)輸?shù)取榱瞬皇寡b載的輕飄貨物在運(yùn)輸中飄落，此車型可設(shè)計(jì)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(dòng)清理問題，滿足不了環(huán)衛(wèi)工人的要求。 國(guó)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(jiǎn)單易維修，該設(shè)備廣泛適用于城市道路、廣場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、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(yùn)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(guó)內(nèi)外散堆垃圾及垃圾桶的全自動(dòng)清理設(shè)備還處于空白，市場(chǎng)上還未出現(xiàn)相應(yīng)的對(duì)垃圾進(jìn)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(guó)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(duì)新事物的接受、認(rèn)同過程，設(shè)計(jì)研制了全自動(dòng)垃圾分類清理車。隨著全自動(dòng)環(huán)衛(wèi)處理車步入市場(chǎng)。無論從技術(shù)性、先進(jìn)性、安全性、可靠性及工作效率，無疑會(huì)具有強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
