庄严　董彤昕

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2021）09-0155-02

近年来，海洋垃圾问题引起人们的广泛关注，尤其是塑料垃圾污染对生态的影响严重，会对海洋生物造成威胁，甚至造成海洋生物的搁浅、死亡等。同时，随着滨海旅游的兴起，海滩垃圾造成的环境问题日益严重，海洋垃圾中的持久性、累积性污染物也可能通过生物链危害人类。目前，我国海滩垃圾收集设备领域的发展较为缓慢，国内成型的海滩垃圾收集车种类相对较少。因此，文章着重探讨海滩垃圾收集车设计的思路，以期解决海滩垃圾的收集问题。

1 海滩垃圾收集车概述

海滩垃圾收集车是利用筛分装置将垃圾从沙子中分离出来，然后集中处理海滩垃圾的一种清洁设备。目前投入使用的海滩垃圾收集车的造型相差不大，很多大型海滩垃圾收集车需要使用拖拉机来给设备提供前进的动力，而且在使用拖拉机的过程中，大部分配置的是柴油发动机，噪声较大，污染物的排放量也较大且污染环境。现今提倡采用低排放的新能源作为动力来源，来减少污染物对环境的破环。这也是此次研究的目的，设计一款顺应时代发展的环保型海滩垃圾收集车。

2 海滩环境与垃圾类型调研

通过数据整理与分析，细粉砂的直径在0.005mm到0.075mm之间，粗砂的直径在0.075mm到2mm之间。我国的大部分海滩是由细粉砂组成的，小部分是由粗砂组成。调研发现，海滩的光照充足且海岸线长，特别适合太阳能电池板的使用。通过数据分析得出海滩垃圾大部分尺寸为2.5cm≤x≤10cm 或10cm

3 海滩垃圾的清理方式及使用人群分析

3.1 海滩垃圾的清理方式

目前海滩垃圾清理方式主要分为两种：第一種是纯人工清理，主要是由专门的清洁者和志愿者进行清理工作，是一种十分耗时、效率较低、人工成本较高的方式;另一种是带有智能环保功能的纯设备清理，不仅能省时间，还能进行长时间的工作。目前，我国海滩垃圾清理主要采用纯人工清理方式。

3.2 使用人群分析

海滩垃圾清理人员主要有两大类：一类是长期从事海滩垃圾清理的工作人员，是海滩垃圾收集设备的直接使用者，使用海滩垃圾收集车进行工作省时省力，同时还可以延长工作时间和提高工作效率，减少工作量;另一类是志愿者，他们大部分不会经常从事海滩垃圾清理活动，一般是一些组织或者部门发起清理海滩活动，并且由他们提供所需工具。志愿者是海滩垃圾收集车的潜在用户，应充分考虑他们的使用需求，对于产品的研发和设计而言，用户体验的影响效果更为显著，能够推动产品的创新与进步。

游客是海滩垃圾主要制造者，是在海滩上进行观光游玩的一类人群，在海滩垃圾收集车工作的过程中可能会对游客产生一定的影响，同时游客的行为活动也会影响海滩垃圾收集车的工作范围。

4 海滩垃圾收集车设计的思路

海滩垃圾收集车设计的思路，主要是以海滩垃圾收集车使用流程为依据，从结构、功能、材料、色彩、人机、造型等方面进行设计与分析，由内而外进行产品的结构与造型的设计，在保证各个部件安装位置准确的前提下，减轻整机质量，提高工作效率。

4.1 海滩垃圾收集车的使用流程设计

海滩垃圾收集车的使用流程如下：（1） 在设备停放处登记后取出设备;（2） 启动设备;（3） 使用遥控器来控制设备进行垃圾的收集;（4） 到达垃圾集合处（或者控制中心根据设备所在位置和周围游客人流量情况设置最短路线，让设备到达垃圾集合处）;（5） 打开后壳将垃圾取出;（6） 继续重复工作;（7） 停止工作，控制设备回到停放处;（8） 垃圾收集后的运输处理。由于是使用遥控器控制海滩垃圾收集车，所以志愿者可以从海滩垃圾收集车的潜在用户变为直接使用者，他们在使用产品过程中，需要通过遥控器来控制海滩垃圾收集车的方向，志愿者并不需要直接与海滩垃圾收集车接触。可开启自动模式去收集垃圾，这个过程中需要规划海滩垃圾收集车的路线和范围，并监控每一辆设备的工作状态。

4.2 海滩垃圾收集车结构与造型设计

（1）我国的海滩由于沙质的问题可能会导致设备下陷，不能很好地完成垃圾收集工作，因此可采用履带行走机构，对不同地形的沙滩进行清理;（2）现有的很多产品，筛选部分是外露的，这就增加了发生意外的概率，产生的噪音也较大，因此海滩垃圾收集车整体采用包裹式设计，做隔音处理;（3）在设备工作过程中不可能避免垃圾缠绕在设备上，比如绳子、塑料袋等垃圾，这就需要海滩垃圾收集车的外壳可以打开、拆卸，方便人将缠绕的垃圾取出;（4）传送带的下面部分要充分保证沙子的漏出，将电池电机放到尾部垃圾箱下面就避免了沙子的冲刷，而且更换电池过程也比较方便，可直接打开外壳，取换电池;（5）造型上应尽量采用柔和的形体，使整体与细节的完美结合，给人灵活生动的感觉。

4.3 海滩垃圾收集车材料与色彩设计

海滩垃圾收集车的使用环境为：（1）长时间经受风吹日晒;（2）水会对机器本身产生一定的锈蚀;（3）在工作过程中与沙子、垃圾等互相碰撞和摩擦。因此，沙滩垃圾收集车应采用金属材质，抵抗沙石等物体的磨损，同时采用热镀锌防腐。

市场上的沙滩清洁车一般以黄、蓝、绿等色彩为主色调，部分采用黑、红等色彩。根据海滩的环境特点，首先，可以考虑白色，白色给人纯洁干净的感觉，再搭配黑色太阳能电池板，可以很好地区分海滩垃圾收集车的不同部分;其次，可以考虑黄色，黄色具有活力、明亮、警示的含义，可以给海滩的游客一种警示的作用;最后，可以考虑蓝色，因为蓝色可以和大海的颜色遥相呼应，同时带给人清爽的感觉。

5 海滩垃圾收集车设计实践

综合上述调研分析，海滩垃圾收集车是以蓄电池为主，太阳能电池为辅提供动力。设计实施主要是对产品进行优化改进，通过三维软件进行建模渲染输出、绘制产品结构图纸等。产品的主要特点为：（1） 在产品后面有五种显示图的提示屏功能：①工作中;② 15% 电量低提醒;③充电过程中;④任务完成，会发出反馈;⑤出现故障，会发出故障警报。（2） 自动感应并避开行人：设备可以自动感应人的存在，此功能可以使海滩垃圾收集车的工作更加安全。（3） 增大振动网带的传送效率：在不影响垃圾的收集的情况下在网带上增设一些比较小的钩子，让垃圾的收集效率更高，因为振动网带有一定的缺陷，在收集垃圾过程中，如果有比较大的垃圾可能会在传送带上产生短暂的停留。（4） 前部分外壳可以打开：当设备出现故障或者其他问题时可以让相关人员将前部分外壳打开，可以最大限度地看到内部结构进行维修处理，检查故障所在位置。（5） 在设备的使用周期中会存在更换或者维修电池电机等元件的情况，将后部分外壳设计成旋转结构，可以方便人维修垃圾箱下面部分的电机电池等元件，也可以取出垃圾箱倾倒垃圾。产品的效果图如图1所示，侧视图如图2所示，使用场景图如图3、图4所示。

6 结语

文章从多个角度对海滩垃圾收集车进行设计分析，结合产品应具备的功能、结构、材料、色彩、造型等方面进行设计，以期减轻使用者的劳动强度，提高海滩垃圾收集的效率，让使用者的工作环境更加安全。为我国海滩垃圾收集车设计贡献自己的一份力量，为产品的造型设计提供一定的参考。