双动力废旧电池有偿回收装置.doc

双动力废旧电池有偿回收装置 设 计 说 明 书 华 北 电 力 大 学 陈 珩 孙 鹏 尚兴扬 花云浩 一、作品设计背景 中国是世界第一电池生产大国，年产量约200余亿只，国内实际年消费约100余亿只，其中绝大多数为一次性电池。由于在生活垃圾收集、分类、处理方面手段落后，资金不足，使产生的大量废旧电池与普通生活垃圾混放、填埋，其中的汞等重金属泄漏，造成土壤和地下水污染，由此带来的环境污染问题日益突出。 除了有害成分，干电池中还有大量锌、锰、铜、镍、银、碳棒等有用成分可以回收利用，而对废旧电池的随意丢弃也无疑是一种资源浪费。目前，全国几乎每个城市都认识到了废旧电池潜伏的污染危害及其可回收利用价值，但是一般都缺乏有效回收的技术条件。基于此，设计了该双动力废旧电池有偿回收装置。该装置采用太阳能、市电双供电系统，对镍氢电池、碱性电池进行分类回收，给予投放者相应的金钱奖励。它小巧便捷，可放置于各类公共场所。由于其自身的具体操作和运行机制都很简便，成本低，可以大面积推广使用。 二、装置的基本结构 双动力废旧电池有偿回收装置采用慧鱼组合零件组装，主要分为电池投放部分、电池收集部分、出硬币部分和太阳能电源部分。装置整体如图： 主 视 图 内部俯视图 右 视 图 1.电池投放部分 电池投放部分分为碱性电池投放和镍氢电池投放部分。两部分各由电池投放口，投放口挡板，电池滑行轨道，计数器，提示信号灯组成。电池投放口绿色信号灯亮时表示其正常运行；红灯亮时，表示回收箱已满，投放口挡板自动关闭；黄灯亮时，表示储钱罐内硬币已用尽，正在更换中。 2.电池收集部分 收集的废旧电池存放于此。当光电传感器检测到回收箱满时，警铃响起发出警报，并发送信号至控制中心，提示工作人员清理回收箱。同时，回收箱将自动退出，待工作人员清理完毕后，其自动复位，继续收集工作。 3.出硬币部分 出硬币部分由储钱罐，螺杆，推柄，硬币出口组成。当电池通过两个投放口之中任意一个投进去后，装置依据投入的电池自行计算应出硬币的个数，然后由推柄将硬币从出口推出，从而完成对投放者的奖励过程。 出硬币部分俯视图 4.太阳能电源部分 装置的能量来源为太阳能或者由市电供电。采用太阳能时装有太阳能电池板及蓄电池。由于装置自身耗电较少，故可以将其与路灯相结合，共用一套太阳能设备，经济环保。 三、装置的功能及运行原理 1.功能概述 该机械装置在正常工作状态下，绿色指示灯提示其处于伺服状态。当有人从任意一个电池投放口投入一定数量的电池后（以碱性电池为例），电池由投放口经滑行轨道进入回收箱。在滑行过程中，置于滑行轨道末端的光敏传感器对其进行脉冲计数，将结果传入接口板芯片相应的程序中。经过一定的等待时间（该段时间主要用于确定投放者已经结束其电池投放操作）后，程序统计并计算出应奖励的硬币数量，并把指令传入到出硬币的子程序中，由装置上层的出硬币部分执行该命令，推柄向前移动推出相应的数量的硬币至硬币出口。 投入不同硬币数的对应模型运行情况表 应出硬币数=A 单个储钱罐余币数=B 单个储钱罐满币数=C 序号 AB A=B AB 出硬币装置的反应 储钱罐余币数（B） 1 ● 推柄往返移动A次， 推出A个硬币 B=B-A 2 ● 推柄往返移动B次， 推出B个硬币； 储钱罐移动至下一位置 B=C 3 ● 推柄往返移动B次，推出B个硬币；储钱罐移动至下一位置，推出A-B个硬币 B=C+B-A 装置工作一段时间后，若所有储钱罐中硬币已用尽，黄色指示灯亮，警报鸣响，提示工作人员装满储钱罐。此时，在螺杆的作用下，所有的空储钱罐均向左移动，直到右边第一个储钱罐刚好到达出硬币口的正上方时停止。工作人员装满硬币后，按下出硬币部分左后方的控制开关，投放口的绿灯会自动亮起，提示装置进入正常工作状态。 如果某电池回收箱装满（即回收箱两侧的光敏被全部挡住），此时，警报鸣响，相应电池投放口的红灯亮起，投放口挡板自动关闭。然后，电机驱动回收箱下面的螺杆旋转带动回收箱自动推出，直到其压住压控开关后停止。工作人员清理完毕后，回收箱下面的螺杆反转，驱动回收箱返回到工作位置后停止，同时投放口挡板开启，绿色指示灯亮起，提示系统重新进入正常工作状态。 2.主要部分工作流程 图1 整体工作流程 图2 出硬币部分工作流程 图3 回收箱验满工作流程 四、主要优点及应用前景 目前，我国虽掌握处理各种废旧电池的技术并存在相应的回收处理设备，但却无法有效地收集废旧电池。市面上尚无专门的收集废旧电池的装置，只是在某些地点摆放普通的电池回收箱，且大都无人问津。以这种方式靠人为手动地回收，效率很低。该双动力废旧电池有偿回收装置基于“有偿”的设计理念，能有效的对电池进行回收，具有许多优点。 1.自动性 装置在整个工作过程中的动作几乎