李鍶寧+梁笑霏+盧朋儒

摘 要：文章主要對(duì)廢舊電池回收箱的新型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，通過(guò)合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)電池進(jìn)行鑒別，并且采用光電開關(guān)檢測(cè)電池的掉落，利用舵機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，最終使小物品從電池箱內(nèi)掉落，做到廢舊電池的“有償回收”。

關(guān)鍵詞：廢舊電池；新型結(jié)構(gòu)；有償回收

引言

如今，化學(xué)電池在我國(guó)廣泛應(yīng)用，成為人們生活的必備品。然而，大部分人在使用化學(xué)電池之后選擇隨意丟棄，而不是進(jìn)行統(tǒng)一處理，這便導(dǎo)致大量化學(xué)電池以各種方式進(jìn)入環(huán)境當(dāng)中，對(duì)環(huán)境造成污染，影響著人類的健康。目前，我國(guó)對(duì)廢電池的回收問(wèn)題一直沒(méi)有相應(yīng)的政策法規(guī)，廢電池回收工作完全靠消費(fèi)者個(gè)人的環(huán)保意識(shí)，沒(méi)有任何的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，是一種環(huán)保義舉。在此背景下，作者嘗試對(duì)新型廢舊干電池回收箱進(jìn)行研究，將“環(huán)保義舉”變?yōu)椤坝袃敾厥铡?，在很大程度上提高人們回收電池的興趣，以此來(lái)減少?gòu)U棄電池對(duì)環(huán)境的影響。

1 電池回收箱的結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的電池箱常常只是一個(gè)箱體，放置在人流較多的場(chǎng)所角落，用來(lái)回收各種型號(hào)的電池。新型的回收箱，加入了傳動(dòng)與控制系統(tǒng)，當(dāng)電池從電池孔落入時(shí)，觸動(dòng)激光開關(guān)，在電池箱的底部會(huì)掉落出一個(gè)小物品，以此作為回收電池的回饋。電池回收箱為有償回收，在結(jié)構(gòu)上主要有三個(gè)任務(wù)：電池鑒別、傳感器與傳動(dòng)裝置，如圖1。

1.1 傳感器的選擇

根據(jù)總體方案，傳感器的作用是檢測(cè)是否有電池掉落，并且在檢測(cè)到有電池掉落時(shí)會(huì)發(fā)出信號(hào)，觸動(dòng)光電開關(guān)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此傳感器采用激光傳感器。本題目中采用E18-D80NK NPN三線常開光電開關(guān)，電源電壓5V，檢測(cè)距離3-80cm。

1.2 電機(jī)的選擇

電機(jī)在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著驅(qū)動(dòng)的作用，電機(jī)軸帶動(dòng)撥片（如圖2）轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，將預(yù)先儲(chǔ)存在電池箱內(nèi)的小物品掃落至出口，因此電機(jī)采用舵機(jī)。舵機(jī)可以通過(guò)程序連續(xù)控制其轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)向功能。其工作流程為：控制信號(hào)→控制電路板→電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)→齒輪組減速→舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)→位置反饋電位計(jì)→控制電路板反饋。本結(jié)構(gòu)中采用5g舵機(jī)P0050，電壓4.8V-6.0V，速度0.10s（0.08s）。

2 電池投放部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電池投放部分作為電池回收過(guò)程的第一步驟，在投放過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的鑒別。整個(gè)電池投放結(jié)構(gòu)分為兩部分，投放口的大小與電池的直徑大小相等。第一部分是管狀，長(zhǎng)度與電池長(zhǎng)度相等。第二部分為軌道式，兩條軌道具有一定的距離，能夠托住電池，比電池小的物體就會(huì)從軌道中間的縫隙中掉落直至電池箱外。電池順利通過(guò)鑒別結(jié)構(gòu)，才會(huì)繼續(xù)下落觸動(dòng)激光傳感器。

電池鑒別完全采用機(jī)械結(jié)構(gòu)的方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只要軌道間距設(shè)置合理可以完全起到鑒別電池的作用，比電池大的無(wú)法投入至投放口，比電池小的會(huì)在軌道部分掉落出去，工作可靠，故障率較低，成本較低。電池箱中共三個(gè)電池回收口，分別對(duì)應(yīng)7號(hào)、5號(hào)與1號(hào)電池。

3 結(jié)束語(yǔ)

本題目是在做了大量的前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，基于實(shí)用性與創(chuàng)新性對(duì)電池回收裝置做了設(shè)計(jì)與改進(jìn)。在電池鑒別部分采用機(jī)械裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠；在控制部分基于單片機(jī)，采用光電開關(guān)控制舵機(jī)，進(jìn)而控制小物品的掉落，實(shí)現(xiàn)“有償回收”。該回收箱適合安裝在商場(chǎng)、學(xué)校、車站等人流量較大場(chǎng)所，采用“有償回收”的方式可以讓群眾更積極的參與到電池回收的隊(duì)伍中來(lái)，增強(qiáng)公眾的環(huán)保意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

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