周云菁　刘若竹　林开文

摘 要：现代社会饮料的产量和消耗量非常的庞大，饮料瓶充斥在公共场合的各个角落，饮料瓶的处理无疑带来了很大的环境、经济和社会问题。这些现状使我们对于饮料瓶回收的研究迫在眉睫。研发一种能自动识别各种饮料瓶，将其分类回收，同时能给人们返利，鼓励大家环保的智能饮料瓶回收机研究与开发就很有必要性。本项目旨在利用研发的这种智能饮料回收机减少饮料瓶随意丢弃带来的白色污染、水源和土壤污染，让废饮料瓶得到最大限度的循环再利用。同时，通过返利鼓励市民将空瓶投进智能回收机，正确回收生活垃圾、增强环保意识、形成节能环保的良好社会风气，进而获得良好的经济效益和社会效益。

关键词：饮料瓶回收；自动回收装置设计；节能环保；循环经济

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.199

1 研究的背景和意义

1.1 研究的背景

随着经济社会的发展和人们生活水平的提供，饮料成为人们生活中不可或缺的一种商品，饮料的产量和消耗量都非常的庞大，在人们尽情享受饮料带来的爽朗心情的同时，饮料瓶的处理无疑带来了很大的环境、经济和社会问题。遍地充斥着的饮料瓶不仅造成了环境污染、市容破坏，同时也是一种极大的资源浪费。这些现状使我们对于饮料瓶回收的研究迫在眉睫。

同时，饮料瓶难以分解。这样如何回收利用这些饮料瓶成为一个亟待解决的问题。研发一种能回收饮料瓶，鼓励大家环保的饮料瓶回收装置的研究与开发就很有必要性。

1.2 研究的意义

本项目旨在保护环境，节约资源，让废饮料瓶这一“城市矿产”得到最大限度的循环再利用。 在学校、商场、公共场所、旅游景点等人口密集的地方，每天所产生的饮料瓶不计其数，如果进行合理的回收，既节约资源，又保护环境，我国已逐渐进入老龄化社会，人力资源正逐步短缺，可以节省劳动力，减轻保洁员的劳动强度，这样通过机器换人，可以收到了良好的社会经济效益。同时，鼓励市民将空瓶投进饮料瓶自动回收装置，增强环保意识、形成节能环保的良好社会风气，同时获得良好的经济效益和社会效益。

2 国内外研究现状和发展趋势

虽然目前市面上也存在一些类似的对饮料瓶进行回收装置，但是这些产品都存在诸多的问题：

（1）回收种类单一，很难达到全面绿色环保的目的。

（2）识别困难，操作过于复杂，不便于在人们生活节奏较快且人流量较大的迅速完成回收动作，这样会导致人们因嫌太过繁琐而不愿采用此种环保的回收方式。

（3）设备经济性、实用性差，功能简单，成本较高，无法推广。

（4）存满后不能及时发出预警信号通知清洁人员前来处理。

（5）没有将节能环保的宣传工作融入其中。

基于上述现状，本文想从这些方面进行突破，创新研究，设计一种全新的饮料瓶自动回收装置，为以后饮料瓶回收装置的智能化、网络化、产业化奠定坚实的基础。

3 研究开发内容

本文旨在研发设计一种饮料瓶自动回收装置：

（1）使该回收装置能够自动识别金属制易拉罐、塑料饮料瓶、玻璃饮料瓶和纸质饮料瓶，便于对多种饮料瓶进行自动分类回收。

（2）利用结构对饮料瓶进行处理分类储存，存满后自动预警。

（3）鼓励人们以新的生活方式，来节约资源。

（4）该装置上再配上一个显示屏进行播放一些公益广告，引导和鼓励大家形成良好的生活习惯，以获得良好的社会效益。

4 研究方案、技术路线及预期技术指标

4.1 研究方案、技术路线

本文采用先进行总体方案设计；然后进行各关键功能部件设计，即：饮料瓶自动识别系统设计、饮料瓶自动挤压系统设计、饮料瓶自动分类存储系统设计、回收装置自动返币系统设计、回收装置节能环保宣传视频播放系统设计；最后再进行具体空间布局及总体装配设计的研究方案和技术路线。

具体的研究方案和技术路线如下：

（1）进行饮料瓶自动回收装置的总体设计，给各个关键功能部件进行总体的空间布局。

（2）设计饮料瓶的自动识别装置，使回收装置能够利用各种传感装置识别金属制易拉罐、塑料瓶、玻璃瓶等不同类型的饮料瓶，已达到为分类存储做前期准备的目的。

（3）运用气动技术、步进电机、伺服电机等机电设备通过精巧的结构设计和运动控制技术对设计饮料瓶的挤压、排空装置，将其压扁，以达到合理利用空间的目的。

（4）运用位置控制技术对已识别、处理好的饮料瓶按类别不同进行分区存储，以方便日后的回收循环再利用。

（5）设计自动出币机构，该机构可以根据回收的饮料瓶给投送者一定数额硬币的回报。

（6）设计饮料瓶自动回收装置存储量检测系统，饱和后自动报警，通知清洁员清理。

（7）进行识别、挤压、分类存储、返币等各关键性功能部件空间布置及装配设计已达到最优的设备空间利用。

4.2 预期技术指标

本文通过深入的研究、设计、开发期望达到以下技术指标

（1）饮料瓶自动回收装置一次能容纳饮料瓶共计300个左右。

（2）饮料瓶自动回收装置至少能识别金属易拉罐、塑料瓶、玻璃瓶三种饮料瓶，识别时间不超过15s。

（3）饮料瓶自动回收装置能够对饮料瓶等饮料瓶进行挤压等预处理后分类分区存储。

（4）饮料瓶自动回收装置能够根据回收的不同种类的饮料瓶给投送者一定数额硬币的回报，并通过自动出币机构返利给饮料瓶投送人，反应时间不超过15s。

（5）饮料瓶自动回收装置存储饱和后能够进行预警，通知保洁人员前来取出饮料瓶。

5 预期经济及社会效益

随着我国高等教育受众人数增多，校园内部废弃饮料瓶的数量不断增大，在大学校园内针对广大师生群体使用的饮料瓶回收装置必然会得到大力支持，市场前景可观。按一个学校在校生有8000人，每天产生的饮料瓶在2000个左右，按每个饮料瓶0.1元，每天的回收收益将达200元，一年的回收收益可达7万余元。同时，现在的人们喜欢出去旅游，车站旅游景区人流量都是很大的，面对如此大的人流量，产生的空饮料瓶将会更多，利用饮料瓶自动回收装置回收这些空瓶，并将其转入正确的循环流通渠道，产生的经济效益将会更为可观。

我国已逐渐进入老龄化社会，人力资源正逐步短缺，饮料瓶自动回收装置放在高校、车站等公共场合对饮料瓶进行回收，每台饮料瓶自动回收装置保守估计每年可以减少2个保洁员的劳动力，如果说按照每个保洁员月薪2500元人民来算，那么一年至少可以省下6万元人民币的支出，同时可以减轻其他保洁员的劳动强度，这样通过机器换人，也收到了良好的经济及社会效益。

6 结束语

在新型的社会发展背景下，我们的饮料瓶自动回收装置孕育着绿色、环保循环经济的理念，将节能、环保意识深入人心，通过自动回收饮料瓶，能有效减少了社会上饮料瓶随意扔弃现象。通过饮料瓶自动回收装置给予一定的金额反馈，将激励人们绿色、节能、低碳的环保行为，让整个社会公共场所环境卫生显著提高、社会文明程度大幅度上升。饮料瓶的自动回收又能起到机器换人，节省劳动力的良好经济、社会效益。在这些巨大效益的带动下，饮料瓶自动回收装置必将向着智能化、网络化的方向飞速发展，通过物联网、互联网实现智能识别、回收、返利和远程管理，最终实现产业化，并成为智慧城市中必不可缺的重要一环。

参考文献：

[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）[S].北京：高等教育出版社，2006.

[2]濮良贵，纪名刚.机械设计（8版）[S].北京：高等教育出版社，006.

[3]曲继方，安子军，曲志刚.机构创新原理[S].北京：高等教育出版社，2001.

[4]《实用机械设计手册》编写组. 实用机械设计手册[K].北京：机械工业出版社，1994.

[5]林瑞光.电机与拖动基础（第二版）[S].杭州：浙江大学出版社，2010.

[6]S7-200 SMART系统手册[K].西门子公司，2013.

[7]亚德客产品综合型录[Z].宁波：亚德客国际集团，2015.

作者简介：周云菁（1994-），男，专科， 研究方向：机电一体化。