海灘垃圾收集車設計

莊嚴　董彤昕

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）09-0155-02

近年來，海洋垃圾問題引起人們的廣泛關注，尤其是塑料垃圾污染對生態的影響嚴重，會對海洋生物造成威脅，甚至造成海洋生物的擱淺、死亡等。同時，隨著濱海旅游的興起，海灘垃圾造成的環境問題日益嚴重，海洋垃圾中的持久性、累積性污染物也可能通過生物鏈危害人類。目前，我國海灘垃圾收集設備領域的發展較為緩慢，國內成型的海灘垃圾收集車種類相對較少。因此，文章著重探討海灘垃圾收集車設計的思路，以期解決海灘垃圾的收集問題。

1 海灘垃圾收集車概述

海灘垃圾收集車是利用篩分裝置將垃圾從沙子中分離出來，然后集中處理海灘垃圾的一種清潔設備。目前投入使用的海灘垃圾收集車的造型相差不大，很多大型海灘垃圾收集車需要使用拖拉機來給設備提供前進的動力，而且在使用拖拉機的過程中，大部分配置的是柴油發動機，噪聲較大，污染物的排放量也較大且污染環境。現今提倡采用低排放的新能源作為動力來源，來減少污染物對環境的破環。這也是此次研究的目的，設計一款順應時代發展的環保型海灘垃圾收集車。

2 海灘環境與垃圾類型調研

通過數據整理與分析，細粉砂的直徑在0.005mm到0.075mm之間，粗砂的直徑在0.075mm到2mm之間。我國的大部分海灘是由細粉砂組成的，小部分是由粗砂組成。調研發現，海灘的光照充足且海岸線長，特別適合太陽能電池板的使用。通過數據分析得出海灘垃圾大部分尺寸為2.5cm≤x≤10cm 或10cm

3 海灘垃圾的清理方式及使用人群分析

3.1 海灘垃圾的清理方式

目前海灘垃圾清理方式主要分為兩種：第一種是純人工清理，主要是由專門的清潔者和志愿者進行清理工作，是一種十分耗時、效率較低、人工成本較高的方式;另一種是帶有智能環保功能的純設備清理，不僅能省時間，還能進行長時間的工作。目前，我國海灘垃圾清理主要采用純人工清理方式。

3.2 使用人群分析

海灘垃圾清理人員主要有兩大類：一類是長期從事海灘垃圾清理的工作人員，是海灘垃圾收集設備的直接使用者，使用海灘垃圾收集車進行工作省時省力，同時還可以延長工作時間和提高工作效率，減少工作量;另一類是志愿者，他們大部分不會經常從事海灘垃圾清理活動，一般是一些組織或者部門發起清理海灘活動，并且由他們提供所需工具。志愿者是海灘垃圾收集車的潛在用戶，應充分考慮他們的使用需求，對于產品的研發和設計而言，用戶體驗的影響效果更為顯著，能夠推動產品的創新與進步。

游客是海灘垃圾主要制造者，是在海灘上進行觀光游玩的一類人群，在海灘垃圾收集車工作的過程中可能會對游客產生一定的影響，同時游客的行為活動也會影響海灘垃圾收集車的工作范圍。

4 海灘垃圾收集車設計的思路

海灘垃圾收集車設計的思路，主要是以海灘垃圾收集車使用流程為依據，從結構、功能、材料、色彩、人機、造型等方面進行設計與分析，由內而外進行產品的結構與造型的設計，在保證各個部件安裝位置準確的前提下，減輕整機質量，提高工作效率。

4.1 海灘垃圾收集車的使用流程設計

海灘垃圾收集車的使用流程如下：（1） 在設備停放處登記后取出設備;（2） 啟動設備;（3） 使用遙控器來控制設備進行垃圾的收集;（4） 到達垃圾集合處（或者控制中心根據設備所在位置和周圍游客人流量情況設置最短路線，讓設備到達垃圾集合處）;（5） 打開后殼將垃圾取出;（6） 繼續重復工作;（7） 停止工作，控制設備回到停放處;（8） 垃圾收集后的運輸處理。由于是使用遙控器控制海灘垃圾收集車，所以志愿者可以從海灘垃圾收集車的潛在用戶變為直接使用者，他們在使用產品過程中，需要通過遙控器來控制海灘垃圾收集車的方向，志愿者并不需要直接與海灘垃圾收集車接觸。可開啟自動模式去收集垃圾，這個過程中需要規劃海灘垃圾收集車的路線和范圍，并監控每一輛設備的工作狀態。

4.2 海灘垃圾收集車結構與造型設計

（1）我國的海灘由于沙質的問題可能會導致設備下陷，不能很好地完成垃圾收集工作，因此可采用履帶行走機構，對不同地形的沙灘進行清理;（2）現有的很多產品，篩選部分是外露的，這就增加了發生意外的概率，產生的噪音也較大，因此海灘垃圾收集車整體采用包裹式設計，做隔音處理;（3）在設備工作過程中不可能避免垃圾纏繞在設備上，比如繩子、塑料袋等垃圾，這就需要海灘垃圾收集車的外殼可以打開、拆卸，方便人將纏繞的垃圾取出;（4）傳送帶的下面部分要充分保證沙子的漏出，將電池電機放到尾部垃圾箱下面就避免了沙子的沖刷，而且更換電池過程也比較方便，可直接打開外殼，取換電池;（5）造型上應盡量采用柔和的形體，使整體與細節的完美結合，給人靈活生動的感覺。

4.3 海灘垃圾收集車材料與色彩設計

海灘垃圾收集車的使用環境為：（1）長時間經受風吹日曬;（2）水會對機器本身產生一定的銹蝕;（3）在工作過程中與沙子、垃圾等互相碰撞和摩擦。因此，沙灘垃圾收集車應采用金屬材質，抵抗沙石等物體的磨損，同時采用熱鍍鋅防腐。

市場上的沙灘清潔車一般以黃、藍、綠等色彩為主色調，部分采用黑、紅等色彩。根據海灘的環境特點，首先，可以考慮白色，白色給人純潔干凈的感覺，再搭配黑色太陽能電池板，可以很好地區分海灘垃圾收集車的不同部分;其次，可以考慮黃色，黃色具有活力、明亮、警示的含義，可以給海灘的游客一種警示的作用;最后，可以考慮藍色，因為藍色可以和大海的顏色遙相呼應，同時帶給人清爽的感覺。

5 海灘垃圾收集車設計實踐

綜合上述調研分析，海灘垃圾收集車是以蓄電池為主，太陽能電池為輔提供動力。設計實施主要是對產品進行優化改進，通過三維軟件進行建模渲染輸出、繪制產品結構圖紙等。產品的主要特點為：（1） 在產品后面有五種顯示圖的提示屏功能：①工作中;② 15% 電量低提醒;③充電過程中;④任務完成，會發出反饋;⑤出現故障，會發出故障警報。（2） 自動感應并避開行人：設備可以自動感應人的存在，此功能可以使海灘垃圾收集車的工作更加安全。（3） 增大振動網帶的傳送效率：在不影響垃圾的收集的情況下在網帶上增設一些比較小的鉤子，讓垃圾的收集效率更高，因為振動網帶有一定的缺陷，在收集垃圾過程中，如果有比較大的垃圾可能會在傳送帶上產生短暫的停留。（4） 前部分外殼可以打開：當設備出現故障或者其他問題時可以讓相關人員將前部分外殼打開，可以最大限度地看到內部結構進行維修處理，檢查故障所在位置。（5） 在設備的使用周期中會存在更換或者維修電池電機等元件的情況，將后部分外殼設計成旋轉結構，可以方便人維修垃圾箱下面部分的電機電池等元件，也可以取出垃圾箱傾倒垃圾。產品的效果圖如圖1所示，側視圖如圖2所示，使用場景圖如圖3、圖4所示。

6 結語

文章從多個角度對海灘垃圾收集車進行設計分析，結合產品應具備的功能、結構、材料、色彩、造型等方面進行設計，以期減輕使用者的勞動強度，提高海灘垃圾收集的效率，讓使用者的工作環境更加安全。為我國海灘垃圾收集車設計貢獻自己的一份力量，為產品的造型設計提供一定的參考。