校園廢舊圖書智能回收設備

徐有超　史鵬林　楊旭　王雨薇　包婉蓉

摘要：現如今，人們對圖書的需求量日益增長，但是對書籍利用率普遍不高，以我國學生為例，書籍利用率僅為六成左右，大約五成的書籍是可以循環利用的。因為國內沒有統一的回收方式或再利用的方案辦法，大多數情況下書本得不到再次利用，蘊含知識的書籍成為生活垃圾。在美國、德國、日本等諸多發達國家都有學校在進行教材的循環使用，我們國家包括上海在內的許多城市，也在學校開始試點推廣教材的循環使用。很多學者也進行了一些圖書分類和識別技術的研究，其中張帆等提出了一種圖書回收裝置，它由圖書輸送機構、圖書檢測裝置和夾書機構組成。但大部分學者將注意力集中于圖書館的管理系統中，并沒有對二手圖書的回收進行相應的研究。由于目前在售的大部分圖書都貼有條形碼，條形碼能夠在計算機中反饋出圖書的分類信息，因此借助于條形碼技術設計一套廢舊圖書的智能回收裝置具有一定實踐性。

關鍵詞：綠色;可持續發展

目前，人們對圖書的需求量日益增長，但是對書籍利用率普遍不高。以我國學生為例，書籍利用率僅為六成左右，大約五成的書籍是可以循環利用的。早在2007年，我國農村初中和小學教材，全部實行免費供應，在義務教育階段農村教科書全部由國家買單。學生使用結束后統一進行回收，循環使用。但是在高中、大學階段沒有相關政策制度，并且國內沒有統一的回收方式或再利用的方案辦法，大多數情況下同學們的二手教材得不到再次利用，蘊含知識的書籍成為生活垃圾。

在美國、德國、日本等諸多發達國家的大部分學校都在進行教材的循環使用，我們國家包括上海在內的許多城市也開始嘗試推廣教材的循環使用，但是目前對于圖書的回收大部分還是依靠人力，沒有一種簡單省力的圖書回收裝置。由于目前在售的大部分圖書都有條形碼，條形碼能夠在計算機中反饋出圖書的分類信息，因此借助于條形碼技術設計一套廢舊圖書的智能回收裝置可以較好的解決我們國家在圖書回收這方面的一大難題。

在這個圖書循環使用的大趨勢下，新型圖書回收裝置的設計研發可以彌補中國在圖書回收上的巨大欠缺，設計合理的“回收裝置”可以做到資源利用最大化。并且這種新型機構不同于其他的裝置（需要拍照上傳，關注公眾號，認證一些個人信息），只需要掃描條形碼即可完成回收工作，在動作經濟原則方面極大的減少了操作者的動作數量，這也是在我國可實行可開拓的合理回收裝置。

該設備由以下部分組成：進書系統、識別傳感器、傳動裝置、回收書箱、控制系統、其他回收裝置等組成。

本設備的具體工作流程是：首先把書放在待識別區域（2），當有書放入時，條形碼識別器（8）開始工作，掃描書籍背面的條形碼，然后通過條形碼得到的信息傳遞給控制系統，由控制系統控制分揀板的運動。此時擋板（7）開始下降，利用重力書籍掉落在一塊能上下移動的運輸板（6）上，當運輸板上有書時，感應機構發出信號，運輸動力啟動，將其移動到最上方時，運輸板的一邊被控制住，另一邊繼續上升，達到一定傾斜角度，書籍滑落到分揀板（3），通過剛才得到的分揀板的運動，分揀板通過底端滑塊開始運動，滑塊到達控制系統給定的指定位置后，分揀板開始向左或向右翻轉，翻轉一定角度，書籍便會自動落到回收的書箱（4）。書籍掉落后，所有運動裝置回到最初狀態。其他回收裝置（5）用于回收一些廢舊紙張以及破損書籍等。

該設備的識別系統建立在條形碼識別技術，控制系統采用PLC控制系統，裝置內部動力采用小功率電機，內部分揀系統建立在光敏電阻以及重力式傳動等技術上，在使用該設備之前需要對每個書箱收集的書籍進行設定，當被回收書籍進行識別時，條形碼識別器將識別信號傳遞給PLC系統，PLC系統根據識別信號對每個控制版給出具體的操作命令。當書箱收集滿時，書箱內的傳感器（光學傳感器、距離傳感器）將信號傳給PLC系統，該設備不再收集該類圖書，具體技術實現本文不做過多講解。

該設備的書箱進行了特殊設計，底面采用斜坡式設計，當書籍從分揀板滑落后，利用重力將書籍整齊的擺放在書箱內。該設備后面同時設計了兩個小門，當回收書箱收集到一定數量時，管理人員可以從該設備后面的小門取出書箱，取走書籍。

本回收設備的優點是：能夠利用條形碼識別技術對廢舊書籍實行分類，通過內部分揀設備能夠實現快速高效地將廢舊圖書智能統一回收。同時該設備在前排擁有一個小柜，供同學們放置廢舊紙張以及破損書籍。該設備同時大小適中，可廣泛分布于校園內，通過資金激勵方式鼓勵大家將廢舊圖書投放進該設備，將節能減排的環保理念植根于工作和生活中。這對于落實我國的節能減排、環境保護和可持續發展戰略具有深遠的意義。

參考文獻：

[1]黃玉華.基于資源基礎理論的物流外包決策研究[D].蘭州理工大學，2009.

[2]楊淼，邵陸宇.淺析物流外包[J].上海管理科學，2004，（3）.

[3]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科技出版社，2004.

作者簡介：徐有超（1997），男，河北唐山人，本科，研究方向：工業工程;史鵬林（1997），男，天津人，本科，研究方向：機械設計;楊旭（1998），男，遼寧本溪人，本科，研究方向：工業工程;王雨薇（1997），男，遼寧丹東人，本科，研究方向：工業工程;包婉蓉（1998），女，遼寧撫順人，本科，研究發向：機械制造。