廢舊電池回收箱的新型結構設計

李鍶寧+梁笑霏+盧朋儒

摘 要：文章主要對廢舊電池回收箱的新型結構進行了分析與設計，通過合理的機械結構對電池進行鑒別，并且采用光電開關檢測電池的掉落，利用舵機驅動傳動系統，最終使小物品從電池箱內掉落，做到廢舊電池的“有償回收”。

關鍵詞：廢舊電池；新型結構；有償回收

引言

如今，化學電池在我國廣泛應用，成為人們生活的必備品。然而，大部分人在使用化學電池之后選擇隨意丟棄，而不是進行統一處理，這便導致大量化學電池以各種方式進入環境當中，對環境造成污染，影響著人類的健康。目前，我國對廢電池的回收問題一直沒有相應的政策法規，廢電池回收工作完全靠消費者個人的環保意識，沒有任何的經濟補償，是一種環保義舉。在此背景下，作者嘗試對新型廢舊干電池回收箱進行研究，將“環保義舉”變為“有償回收”，在很大程度上提高人們回收電池的興趣，以此來減少廢棄電池對環境的影響。

1 電池回收箱的結構總體設計

傳統的電池箱常常只是一個箱體，放置在人流較多的場所角落，用來回收各種型號的電池。新型的回收箱，加入了傳動與控制系統，當電池從電池孔落入時，觸動激光開關，在電池箱的底部會掉落出一個小物品，以此作為回收電池的回饋。電池回收箱為有償回收，在結構上主要有三個任務：電池鑒別、傳感器與傳動裝置，如圖1。

1.1 傳感器的選擇

根據總體方案，傳感器的作用是檢測是否有電池掉落，并且在檢測到有電池掉落時會發出信號，觸動光電開關，驅動電機轉動，因此傳感器采用激光傳感器。本題目中采用E18-D80NK NPN三線常開光電開關，電源電壓5V，檢測距離3-80cm。

1.2 電機的選擇

電機在傳動系統中起著驅動的作用，電機軸帶動撥片（如圖2）轉動一定的角度，將預先儲存在電池箱內的小物品掃落至出口，因此電機采用舵機。舵機可以通過程序連續控制其轉角，實現一定角度的轉向功能。其工作流程為：控制信號→控制電路板→電機轉動→齒輪組減速→舵盤轉動→位置反饋電位計→控制電路板反饋。本結構中采用5g舵機P0050，電壓4.8V-6.0V，速度0.10s（0.08s）。

2 電池投放部分結構設計

電池投放部分作為電池回收過程的第一步驟，在投放過程中實現對電池的鑒別。整個電池投放結構分為兩部分，投放口的大小與電池的直徑大小相等。第一部分是管狀，長度與電池長度相等。第二部分為軌道式，兩條軌道具有一定的距離，能夠托住電池，比電池小的物體就會從軌道中間的縫隙中掉落直至電池箱外。電池順利通過鑒別結構，才會繼續下落觸動激光傳感器。

電池鑒別完全采用機械結構的方式，結構簡單，只要軌道間距設置合理可以完全起到鑒別電池的作用，比電池大的無法投入至投放口，比電池小的會在軌道部分掉落出去，工作可靠，故障率較低，成本較低。電池箱中共三個電池回收口，分別對應7號、5號與1號電池。

3 結束語

本題目是在做了大量的前期調研的基礎上，基于實用性與創新性對電池回收裝置做了設計與改進。在電池鑒別部分采用機械裝置，結構簡單，安全可靠；在控制部分基于單片機，采用光電開關控制舵機，進而控制小物品的掉落，實現“有償回收”。該回收箱適合安裝在商場、學校、車站等人流量較大場所，采用“有償回收”的方式可以讓群眾更積極的參與到電池回收的隊伍中來，增強公眾的環保意識。

參考文獻

[1]胡瑤玫，楊學坤，易運池.干電池有償回收裝置的研究[J].硅谷，2013（16）：17-18.

[2]左沖.廢舊電池的危害及回收利用[J].化工管理，2016（17）：257.