自動(dòng)封口垃圾桶的設(shè)計(jì)與研究

（安徽三聯(lián)學(xué)院 安徽 合肥 230601）

0.引言

垃圾桶是學(xué)校、醫(yī)院、賓館、家庭等場所不可缺少的環(huán)衛(wèi)設(shè)施。傳統(tǒng)的垃圾桶，大部分是無蓋的，這樣容易污染環(huán)境、滋生病毒、傳播疾病。特別是在醫(yī)院，醫(yī)療垃圾具有直接或間接感染性、毒性以及其他危害性 (如：病理性、損傷性、藥物性、化學(xué)性)，不宜長期暴露在流動(dòng)的空氣中；尤其在化驗(yàn)室，裝有殘余血液的針筒暴露在無蓋垃圾桶中，很容易導(dǎo)致在扔垃圾的時(shí)候血液飛濺，污染環(huán)境。

當(dāng)然，市面上還存在一種腳踏式垃圾桶，它有蓋，能避免垃圾與空氣直接接觸，但是這種垃圾桶多半容積小，常在家庭或辦公室中使用，并且它要手動(dòng)將垃圾袋封口，再換上新的垃圾袋以備下次使用，因此，人們還是與垃圾有間接接觸。在醫(yī)院、公共場所等一些環(huán)境下，我們要盡量避免人與垃圾有直接或間接地接觸，因此，研制出有蓋的自動(dòng)封口垃圾桶具有實(shí)際意義和社會(huì)價(jià)值。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)垃圾桶的結(jié)構(gòu)如下圖1，2，3所示，外筒(1)底部中心設(shè)置有支架(10)，支架上端與內(nèi)筒(2)相連。外筒上部設(shè)置有桶蓋(5)，桶蓋與連桿(6)的上端連接，連桿下端與踏板Ⅰ(8)連接。

外筒內(nèi)的側(cè)面上部設(shè)有水平設(shè)置的收口機(jī)構(gòu) （3）、封口機(jī)構(gòu)（4）。其中收口機(jī)構(gòu)（3）包括一組滾柱槽Ⅰ（32）、兩根滾柱Ⅰ(31)、兩個(gè)彈簧Ⅰ（33），滾柱槽橫向設(shè)置于外筒側(cè)面上部，兩根滾柱的兩端分別設(shè)置于兩個(gè)側(cè)面的滾柱槽上，通過兩個(gè)彈簧連接于外筒內(nèi)的側(cè)面上部。其中封口機(jī)構(gòu)（4）包括一組滾柱槽Ⅱ（42）、兩根滾柱Ⅱ（41）、兩個(gè)彈簧Ⅱ（44），所述滾柱槽位于收口機(jī)構(gòu)的滾柱槽正下方，兩根滾柱的兩端分別設(shè)置于兩個(gè)側(cè)面的滾柱槽上，通過兩個(gè)彈簧連接于外筒內(nèi)的側(cè)面上部。

在機(jī)構(gòu)側(cè)面設(shè)置有電熱元件（43），即電熱棒，它通過電線連接于電機(jī)（9）。封口機(jī)構(gòu)下方還設(shè)有垂直設(shè)置的踏柱槽（13），其中由上到下固定安裝有踩柱Ⅰ（11）、踩柱Ⅱ(12)，踏柱槽一端連接于水平設(shè)置的踏板Ⅱ(7)，踏板延伸到外筒外部，繩子Ⅰ(14)的兩端分別固定于兩個(gè)滾柱Ⅰ(31)的頂端，繩子中間繞在踩柱Ⅰ（11）上，繩子Ⅱ(15)的兩端分別固定于兩個(gè)滾柱Ⅱ（41）的頂端，繩子中間繞在踩柱Ⅱ(12)上。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖左視圖

圖2 未封口結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 封口結(jié)構(gòu)示意圖

2.工作原理

本垃圾桶在對(duì)垃圾袋打包換袋處理時(shí)，踩壓踏板Ⅱ，收口機(jī)構(gòu)和封口機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，收口機(jī)構(gòu)首先將垃圾袋上端收口，便于封口，再利用封口機(jī)構(gòu)上的兩根滾柱Ⅱ相對(duì)相向運(yùn)動(dòng)并最終合并在一起，相互抵靠，從而將垃圾袋收口并自動(dòng)封口，踩壓踏板Ⅰ，可用于開啟垃圾桶桶蓋。垃圾袋封口后從垃圾桶中取出扔掉，更換新的垃圾袋。

具體工作過程如下，垃圾袋設(shè)置于不銹鋼內(nèi)筒中，將袋邊固定在兩根滾柱Ⅰ上使袋口展開，收口機(jī)構(gòu)通過繩子Ⅰ連接于踏柱槽，封口機(jī)構(gòu)也通過繩子Ⅱ連接于踏柱槽，由于繩子Ⅰ、繩子Ⅱ長度一定，當(dāng)踏板Ⅱ被向下壓時(shí)，使得繩子向下移動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)兩根滾柱Ⅱ相對(duì)相向運(yùn)動(dòng)并最終合并在一起。滾柱Ⅱ設(shè)置于滾柱槽Ⅱ內(nèi)并沿限定方向移動(dòng)，電熱元件電熱棒通過導(dǎo)線與電機(jī)連接形成回路。使用時(shí)，開啟電機(jī)加熱電熱元件，從而將袋口加熱而粘合實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾袋的封口。完成封口后，由于彈簧Ⅰ、彈簧Ⅱ作用，滾柱Ⅰ、滾柱Ⅱ自動(dòng)回彈，回復(fù)到展開狀態(tài)，垃圾桶用于再次裝袋使用。

踏板Ⅰ用于垃圾桶開蓋，外筒上部設(shè)置有桶蓋，桶蓋與連桿的上端連接，連桿下端與踏板Ⅰ連接，當(dāng)踩壓踏板時(shí)，根據(jù)杠桿原理，連桿頂開桶蓋，當(dāng)松開踏板Ⅰ時(shí)，桶蓋合攏。垃圾桶上的踏板Ⅰ與踏板Ⅱ分別用于控制垃圾桶開蓋和垃圾袋封口。因此，此垃圾桶封口質(zhì)量可靠，可以減少垃圾異味散發(fā)，也避免人與垃圾有直接或間接地接觸，避免細(xì)菌感染，具有衛(wèi)生、環(huán)保、成本低的特點(diǎn)。

3.結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，人們的購買力大大增長，物質(zhì)需求也日益增多。本文利用機(jī)械原理設(shè)計(jì)出一款具有自動(dòng)熱封口功能的垃圾桶，以減少人與垃圾接觸，盡量避免細(xì)菌感染。其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、使用方便，有廣闊的市場前景。這款垃圾桶從機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)處入手，能夠大幅降低智能垃圾桶成本，且根據(jù)其獨(dú)立自動(dòng)封口裝置設(shè)計(jì)，可與現(xiàn)有普通垃圾桶結(jié)合，進(jìn)一步擴(kuò)大研究成果的使用面。通過此創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，可使人們放開雙手，為未來人們的生活帶來更多便捷與舒適。