一种脚踏式倾倒环保垃圾桶设计概念
时间：2021-01-21 08:01:31 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：环保是当今社会普遍关注的问题。随着我国城市进程的加快和人口数量的增加，生活垃圾的产量也越来越大，这对城市的发展和人们的生活环境造成了很大的影响。因此，城市的公共卫生设施面临着严峻的考验。本文论述了一种可以实现固液分离以及脚踏式倾倒功能的环保垃圾桶设计。
关键词：环保；垃圾桶；脚踏式倾倒
一、设计背景
环保是当今社会普遍关注的问题。随着我国城市进程的加快和人口数量的增加，生活垃圾的产量也越来越大，这对城市的发展和人们的生活环境造成了很大的影响。因此，城市的公共卫生设施面临着严峻的考验。处理垃圾最基本的原则就是将垃圾收集后集中处理，而收集垃圾并且将垃圾分类的最常见的工具就是垃圾桶，垃圾桶不仅是保持城市环境卫生的必备的公益设施，通过是市容市貌景观的一部分，体现社会文明程度的关键。垃圾桶里的垃圾具有污染环境、滋生病毒、传播疾病等特点，决定了它在处理时必须减少与人的接触，并且垃圾桶里的液体垃圾同固体垃圾一样，需要简易而最大限度的清理干净。但市场上能达到这个要求的垃圾桶并未面世，因此垃圾桶中垃圾的清理方法并不尽如人意，久而久之对环境造成了污染，并对清洁工人的健康造成了威胁。科学合理的垃圾桶设计不仅为我们的生活代理卫生和便利，还有利于资源的回收和利用，符合可持续发展的设计观念和环境保护的要求。
二、设计目的
设计概念主要实现以下几方面的功能：
1实现脚踏式简易倒垃圾的功能。在脚踏式翻盖垃圾桶利用齿轮齿条传动实现垃圾桶上半部的倾倒和复原的基础上，结合结构力学、材料力学等知识，进行结构的优化设计，实现脚踏式垃圾桶倾倒出垃圾并且复原的效果。
2实现桶内垃圾固—液分离，液态垃圾流向垃圾桶底层装置，并且底层装置有独立清洁功能。在保证垃圾桶有足够的储存空间的前提下，根据流体力学的知识，在垃圾桶的中下部设计漏斗型装置，使液态垃圾能顺利流向底部，同时设计有固—液隔离过滤系统，避免造成固体堵塞，固液分离不彻底。垃圾桶底部设计为有足够容量、便于单独清理的容器，以期液态垃圾能被独立清洁。容器材质和类型从经济实用的角度进行比对选取。
3垃圾桶桶内辅助功能。设计时考虑不同类垃圾的分区处理及液态垃圾与容器分离的功能。尽量减少垃圾互相污染的程度。
4垃圾桶满载时提醒设置和半自动关闭桶盖。垃圾存储空间不足时，提醒以标语的形式设置在桶盖上，提醒路人停止向内倒扔垃圾。半自动关闭桶盖可用弹簧制作锁闭装置，实现人工控制。
5 从人机工程学的角度，对垃圾桶及各部分装置的规格进行调整。
6 用颜色心理学等知识，改善垃圾桶外观，用颜色特征和个性化图案传播分类垃圾分开处理的理念。
三、设计模型
传动部分具体运算：
齿轮：模数*齿数=分度圆直径
模数取1.5，齿数一般取奇数，这里取19。这样算得分度圆直径为28.5。
齿条应保证齿轮转180° 则齿条行程L=28.5*π/2=44.75
齿轮齿条为标准啮合传动，啮合角等于压力角为20°。
另外，齿条下面使用弹簧，弹簧应保证的条件为：
1.弹簧完全压下去时应使垃圾桶旋转小于180°（考虑到等于180°时垃圾桶竖直，理想状态下没有回复力，垃圾桶复位很难）
2.弹簧在弹起时只需使齿轮（垃圾桶）反转90°即可（重力作用可以使垃圾桶复位）。
四、创新与推广价值
1.脚踩式倾倒
通过齿轮齿条传动实现的脚踩式倾倒垃圾的方式大大节省了人力资源，提高了劳动效率，降低劳动负担。并且直接避免了清洁人员与垃圾的近距离接触，在一定程度上隔绝了病菌，同时脚踩式倾倒垃圾也极大地降低了清洁人员了弯腰次数，降低了其职业劳动病——腰椎盘突出的发病概率，在提升劳动效率的同时也保障了清洁人员的身体健康，体现了以人为本的人文关怀。
2.实现固液态垃圾的分离
桶内的固液态垃圾分离装置实现了固态液态垃圾的分离，给后续的垃圾处理提供了很大的便利，降低了后期垃圾处理的成本与难度。同时桶内固液态垃圾的分离也在一定程度上保证了垃圾桶内的卫生，降低了桶内细菌滋生的概率。
3.液态垃圾地存放
垃圾桶下层漏斗式设计实现了液态垃圾的分离，并且可以直接从下层的存储装置取出处理，防止了液态垃圾的流漏。批量生产后可以大大降低存储装置的费用。
4.结构简单，故障率低
传动结构简单，结构可靠。
参考文献
[1]王国勇，尚娜. 公共设施设计【M】. 湖南大学出版社，2006（11）：34—36.
[2]马建伟，章锦荣.城市中垃圾现状分析及设计思想的研究【J】.艺术与设计，2008（12）：48.
[3]杜伟. 论公共设施设计的五个原则【J】.装饰，2006，7（159）：67
[4]王邦超，姜勇，董铁有，苗娟.多功能环保垃圾桶设计简析【B】环境卫生工程，2008（05）
[5]汤俊良.智能垃圾箱【J】.科学启蒙，2005（6）：14
[6]谢进 万朝燕 杜立杰 【M】机械原理 高等教育出版社啊2004：1—299
[7] 邱宣怀【M】机械设计 高等教育出版社 1997：1—287
[8] 宋晶颖 【J】垃圾桶的绿色设计 新乡学院学报（社会科学版）2010年8月 第24卷 第4期
