李锶宁+梁笑霏+卢朋儒

摘 要：文章主要对废旧电池回收箱的新型結构进行了分析与设计，通过合理的机械结构对电池进行鉴别，并且采用光电开关检测电池的掉落，利用舵机驱动传动系统，最终使小物品从电池箱内掉落，做到废旧电池的“有偿回收”。

关键词：废旧电池；新型结构；有偿回收

引言

如今，化学电池在我国广泛应用，成为人们生活的必备品。然而，大部分人在使用化学电池之后选择随意丢弃，而不是进行统一处理，这便导致大量化学电池以各种方式进入环境当中，对环境造成污染，影响着人类的健康。目前，我国对废电池的回收问题一直没有相应的政策法规，废电池回收工作完全靠消费者个人的环保意识，没有任何的经济补偿，是一种环保义举。在此背景下，作者尝试对新型废旧干电池回收箱进行研究，将“环保义举”变为“有偿回收”，在很大程度上提高人们回收电池的兴趣，以此来减少废弃电池对环境的影响。

1 电池回收箱的结构总体设计

传统的电池箱常常只是一个箱体，放置在人流较多的场所角落，用来回收各种型号的电池。新型的回收箱，加入了传动与控制系统，当电池从电池孔落入时，触动激光开关，在电池箱的底部会掉落出一个小物品，以此作为回收电池的回馈。电池回收箱为有偿回收，在结构上主要有三个任务：电池鉴别、传感器与传动装置，如图1。

1.1 传感器的选择

根据总体方案，传感器的作用是检测是否有电池掉落，并且在检测到有电池掉落时会发出信号，触动光电开关，驱动电机转动，因此传感器采用激光传感器。本题目中采用E18-D80NK NPN三线常开光电开关，电源电压5V，检测距离3-80cm。

1.2 电机的选择

电机在传动系统中起着驱动的作用，电机轴带动拨片（如图2）转动一定的角度，将预先储存在电池箱内的小物品扫落至出口，因此电机采用舵机。舵机可以通过程序连续控制其转角，实现一定角度的转向功能。其工作流程为：控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈。本结构中采用5g舵机P0050，电压4.8V-6.0V，速度0.10s（0.08s）。

2 电池投放部分结构设计

电池投放部分作为电池回收过程的第一步骤，在投放过程中实现对电池的鉴别。整个电池投放结构分为两部分，投放口的大小与电池的直径大小相等。第一部分是管状，长度与电池长度相等。第二部分为轨道式，两条轨道具有一定的距离，能够托住电池，比电池小的物体就会从轨道中间的缝隙中掉落直至电池箱外。电池顺利通过鉴别结构，才会继续下落触动激光传感器。

电池鉴别完全采用机械结构的方式，结构简单，只要轨道间距设置合理可以完全起到鉴别电池的作用，比电池大的无法投入至投放口，比电池小的会在轨道部分掉落出去，工作可靠，故障率较低，成本较低。电池箱中共三个电池回收口，分别对应7号、5号与1号电池。

3 结束语

本题目是在做了大量的前期调研的基础上，基于实用性与创新性对电池回收装置做了设计与改进。在电池鉴别部分采用机械装置，结构简单，安全可靠；在控制部分基于单片机，采用光电开关控制舵机，进而控制小物品的掉落，实现“有偿回收”。该回收箱适合安装在商场、学校、车站等人流量较大场所，采用“有偿回收”的方式可以让群众更积极的参与到电池回收的队伍中来，增强公众的环保意识。

参考文献

[1]胡瑶玫，杨学坤，易运池.干电池有偿回收装置的研究[J].硅谷，2013（16）：17-18.

[2]左冲.废旧电池的危害及回收利用[J].化工管理，2016（17）：257.