筷子錫紙包裝機的研究及可行性分析

吳柯依 劉名利 楊文迪

[摘 要]如今一次性物品使用廣泛，帶來方便也帶來災難。為了減少竹子以及樹木等生產一次性筷子的原料，提高一次性筷子的使用次數和衛生是當務之急。無論是一次性筷子還是普通筷子，通過對其包裹，使得普通筷子更加衛生，簡化清潔流程，使得一次性筷子可以循環使用，達到節能減排目的。本裝置通過設計一個能夠用錫紙對筷子進行包裹的裝置，從而達到減少一次性筷子使用的目的。通過實驗表明，無論是一次性筷子還是消毒筷子都可以進行包裹，在使用的同時，清洗起來更加快捷方便，具有很好的市場應用前景。

[關鍵詞]一次性筷子；錫紙；便捷；節能減排

[中圖分類號]TB486 [文獻標識碼]A

1 項目背景及研究意義

現如一次性筷子的使用量逐漸增多，對于消毒的筷子來說，一次性筷子的方便性占領了整個市場，使得在一些便利場合里面，消毒的筷子由于不便使用，清潔難度以及清洗消毒不干凈等原因，讓消毒筷子得不到青睞。2013年我國竹制一次性筷子進口金額為15千美元，2014年我國竹制一次性筷子進口金額為52千美元，總體需求上漲。

它帶給我們方便的同時，也帶來了自然的災難。一次性筷子大部分由木材制成，一旦市場呈現出一次性筷子的需求量大，利潤與災難同行：大量樹木被砍，泥土和水分流失嚴重，地球綠化率不斷減低，環境的二氧化碳不能得到很好的循環利用等不利影響會產生。如今除開用木材制成一次性筷子之外，還有一些惡劣的黑心商家通過把使用后的一次性筷子用硫酸和漂白劑消毒和漂白，以此繼續銷售給買家，讓一些危害人類健康的一次性筷子重新流入市場中，這不但對我們身體造成極大的影響，而且對環境污染也造成無形的傷害。特別是高校等具有飯堂的學校里面，對一次性筷子的供求量日益增多，每天一次性筷子的使用量相當龐大，該產品具有很大的發揮空間。因此，需要研究一個能夠對筷子進行包裹的機器來解決上面提及的問題，這個產品具有很大的市場前景。

我們設計了本作品剛好可以解決上述提及的問題，可以解決消毒筷子難以清洗的問題和一次性筷子使用一次便失效的問題。這樣的一款對筷子進行包裹的裝置，無論是一次性筷子還是消毒筷子都可以進行包裹，在使用的同時，清洗起來更加快捷方便，這樣不僅能夠減少對一次性筷子的依賴性，而且還保護了我們身體，同時也保護了環境，實現一定的節能減排效果。

2 項目的創新之處

（1）減少制作一次性筷子原料，節能減排。

（2）不需頻繁購買一次性筷子，可以直接使用清洗后的一次性筷子。

3 項目的研究內容和研究目標

3.1 主要研究內容

（1）圓筒滾動，形成圓周運動，使得在錫紙裝載裝置上的錫紙呈薄片狀進入進擊口，完成單層的螺旋式包裹。

（2）螺旋式轉抓，通過螺旋式轉抓可以完成對筷子的螺旋式旋轉空心圓柱，使得套進筷子的使用段。

（3）三角爪，利用三角形的平衡不可變原理以及爪的固定能力，使得筷子的使用段被夾緊裝置夾緊，在旋轉包裹裝置對筷子進行螺旋式旋轉包裹時能夠保持一定的穩定性，保證包裹的正常進行。

3.2 項目研究目標

本項目通過設計一個能夠用錫紙對筷子進行包裹的裝置。該裝置主要由夾緊裝置、旋轉包裹裝置、錫紙裝載裝置、錫紙進給裝置以及信息提醒模塊的五大部分組成。將筷子進行夾緊并把錫紙包裹在筷子下方，實現對筷子使用部位的包裹。在完成包裹的同時，包裹在筷子的錫紙在卸載時通過推動錫紙便能完成脫離工序，實現錫紙和筷子分離。

4 項目研究的實施方案及擬采取研究方法和技術路線

4.1 項目研究的實施方案

該裝置主要由夾緊裝置、旋轉包裹裝置、錫紙裝載裝置、錫紙進給裝置以及信息提醒模塊的五大部分組成。具有抓緊和松開筷子的使用段；把錫紙按一定量進行進給；把錫紙旋轉，包裹在筷子的使用段；包裹在筷子使用段的錫紙能夠便捷地脫離筷子等功能。其中信息提醒模塊是有一個簡易的紅色和綠色警示燈組成，來傳達完成和進行中的意思。

最初錫紙裝載裝置先向進給口進行進給錫紙，然后錫紙進給裝置把錫紙包裹在筷子下方，旋轉包裹裝置把筷子下方的錫紙進行螺旋式旋轉，形成旋轉空心圓柱，擱置在裝置里面。接著筷子放入圓柱孔，夾緊裝置將筷子進行夾緊，把旋轉空心圓柱錫紙套在其筷子的使用段，旋轉裝置再啟動，使錫紙和筷子形成一定的緊密接觸，完成對筷子使用部位的旋轉包裹。在完成包裹的同時，包裹在筷子的錫紙在卸載時通過推動錫紙便能完成脫離工序，實現錫紙和筷子分離，保持筷子一定的清潔度，使得筷子的清理變得簡單快捷，讓一次性筷子的使用次數增加，同時也讓消毒筷子的使用可靠性增加，節省了一次性筷子的同時，還節約了清洗筷子的成本，提高了消毒筷子和一次性筷子的使用率，減少了一次性筷子的浪費，節省能源和保護環境，達到綠色環保的功能。

4.2 擬采取的研究方法

為了將本裝置的模型制作出來，分析得出相關數據。

（1）通過互聯網查閱筷子的不同尺寸，錫紙的厚度以及硬度等各種強度和硬度條件。

（2）查實不同旋轉結構的可行性設計，保證錫紙的強度和硬度下完成螺旋式旋轉成空心圓柱。

（3）實踐理論正確的進給量和進給速度，保證在形成螺旋式旋轉空心圓柱時不產生多余浪費的余料。

（4）電路設計。通過altium進行模擬、調試并演示信息提供模塊的功能。

（5）加工實物和整合所有功能，結合理論和實踐分析檢驗成果。

5 可行性分析

錫紙包裹可行性從兩個方面進行分析：（1）原理上：通過對所需結構的簡單分析，利用各種機械結構來設計本產品。在原理上能夠實現對筷子的夾緊松開、錫紙的裝載和進給以及錫紙對筷子的螺旋包裹。（2）工藝上、經濟上：電路組成元件簡單，機械結構基本上沒有采用復雜結構，加工制造比較容易，同時經濟成本也會較低，效益高。

[參考文獻]

[1] 華凱.餐具 筷子包裝機[J].現代營銷（創富信息版），2010（02）.

[2] 胡瑋琳，陸峰.“木箸”筷子系列包裝[J].包裝世界，2018（01）.