一、設計目的
提高垃圾分類效率
1. 快速處理大量垃圾：隨著城市化進程的加快和人們生活水平的提高，垃圾產生量不斷增加。智能垃圾分揀機能夠快速、準確地對大量垃圾進行分類，提高垃圾處理的效率。
2. 減少人工分揀的工作量：傳統的垃圾分揀主要依靠人工進行，不僅勞動強度大，而且效率低下。智能垃圾分揀機可以自動完成垃圾的分類工作，大大減輕了人工分揀的負擔。
實現精準分類
1. 提高分類準確率：智能垃圾分揀機采用先進的傳感技術和圖像處理技術，能夠對垃圾進行精準識別和分類。相比人工分揀，其分類準確率更高，可以更好地實現垃圾的資源化利用。
2. 分類更加細致：智能垃圾分揀機可以根據不同的垃圾類型進行更加細致的分類，例如將可回收物分為紙張、塑料、金屬等不同類別，為后續的資源回收處理提供更加便利的條件。
促進資源回收利用
1. 提高可回收物的回收率：通過對垃圾進行精準分類，智能垃圾分揀機可以將可回收物從垃圾中分離出來，提高可回收物的回收率。這有助于減少對自然資源的依賴，實現資源的可持續利用。
2. 降低垃圾處理成本：將可回收物進行回收利用，可以減少垃圾的填埋量和焚燒量，降低垃圾處理的成本。同時，回收利用可回收物還可以創造一定的經濟效益。
二、工作原理
1.斜坡上料：整體的傳動是靠電機帶動主軸，主軸靠摩擦力帶動特種皮帶傳動
2.粉碎機：刀之間內部空隙非常小，可以做到將垃圾全面破碎，破碎后的垃圾由底部輸出，進入下一工序。
3.滾筒篩分機：對垃圾進行分揀，靠垃圾破碎后具體的大小和重量以及密度來分辯可回收垃圾與不可回收垃圾 。
4.光選機：又稱光學影像篩選機就是采用 CCD 照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號
5.細粉碎機：垃圾經過篩機篩選完成后，還需要進一步破碎，將垃圾破碎成顆粒狀
6.輕質分離機：整體是由吸收管道、風機箱體、出口等組成，會將輕質不可回收垃圾靠吸力吸進風機箱體，最終從出口處輸出進入下一工序。
7.打包機：打包機位于可回收系統與不可回收系統的最后一道工序靠兩個油缸的擠壓，最終將垃圾壓縮成方塊體，完成垃圾的打包處理。
三、創新點
1.滾筒篩分機設計
滾筒篩分機是負責將破碎后的垃圾進行初次分類，它的分類原理是靠垃圾破碎后具
體的大小和重量以及密度，可回收垃圾諸如塑料、報紙、布料等破碎后較輕密度較小的
物質能夠篩分成一類，不可回收垃圾諸如廚房垃圾剩飯剩菜、廢棄電池、有毒漆料等破
碎后較重密度較大的物質能夠篩分成一類，但是要注意這只是初步篩選，并沒有完全將
垃圾進行徹底分類。滾筒篩分機總體的設計如圖 2.3 滾筒篩分機總體示意圖所示，滾筒
篩分機總體是由斜坡輸送、篩分主體、水平輸送裝置等組成，篩分機主體由滾筒篩分機
前視圖和后視圖所示，是由滾筒篩網；滾動輪胎；電機減速器；鏈傳動組；側部固定輪
胎等裝置組成，電機減速器帶動鏈傳動組帶動滾筒篩網的轉動，滾筒篩網內部設有孔洞， 由于整體有一個斜度，在高速旋轉之中，輕物質能夠通過滾筒離心力通過篩網，重物質 則通過孔洞穿過篩網進入下端；滾筒由滾動輪胎支撐旋轉，滾動輪胎固定在端坐軸承上， 這樣就將滾筒的重力轉化為了帶動輪胎旋轉所需要的摩擦力，大大減小了整體扭矩，節 省了經濟成本；滾筒側部有滾動輪胎對整體進行固定，保證整體在高速旋轉時的穩定性
2.可回收物系統設計
垃圾經過滾筒篩分機的初次篩選，已經初步將垃圾分為可回收垃圾和不可回收垃圾，
但是只是粗糙的分類，還需要具體將垃圾分類，并且分類完成之后，將垃圾打包，將可
回收垃圾和不可回收垃圾堆在一起待處理。整體可回收系統如圖 2.5 所示，整體是由輸
送 1、輸送 2、光選機、輸送 3、細破碎機、輸送 4、打包機等組成。初步分類的可回收 垃圾，經過輸送 1 進入光選機，光選機會具體對垃圾進行二次分類，分類出的不可回收 垃圾會由輸送 2 運送到不可回收系統處理，分類出的可回收垃圾由輸送 3 運送到細破碎 機，細破碎機將垃圾進一步破碎，使垃圾更加細化，處理好的可回收垃圾由輸送 4 運至 打包機打包，打包機將垃圾打包成塊裝，由叉車將其碼垛成堆。
3.光選機
光選機又稱光學影像篩選機就是采用 CCD 照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，
根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行
各種運算來抽取目標的特征，如面積、數量、位置、長度，再根據預設的允許度和其他
條件輸出結果，由此實現自動檢測識別功能[16]。垃圾經過初次分類后，內部垃圾諸如玻 璃、金屬等對光學的反光亮度不同，根據這個特點，光選機將垃圾再具體分類為可回收 垃圾和不可回收垃圾。光選機總體是由電機減速器、料斗、皮帶、控制開關、攝像機及 8電腦組、垃圾倉等組成，初次分類的垃圾進入料斗，料斗放置在輸送線皮帶上，皮帶靠 電機減速器帶動循環旋轉行走，將垃圾運送到攝像機及電腦組，這里機構較為復雜，市 場有現成的設備，不再具體設計，攝像機及電腦組將分類的垃圾運送進入到垃圾倉，垃 倉有右部和下部兩個出口，將二次分類出的不可回收垃圾由下口輸出，可回收垃圾由 右口輸出，將可回收垃圾運送至下一工位。
四、建模展示五、未來展望
1. 技術發展層面：
- 智能化程度不斷提高：未來，智能垃圾分揀機將進一步集成先進的人工智能算法和機器學習技術，對復雜垃圾流的識別能力會更強，能夠快速準確地分辨各種垃圾的材質、形狀、大小等特征，并且具備更強的自我學習能力，可以適應不斷變化的垃圾分類標準和垃圾特性。例如，能夠自動識別新型垃圾材料或復雜混合垃圾中的各種成分，提高分揀的精準度和效率。
- 多技術融合創新：除了人工智能和機器學習，智能垃圾分揀機還會與其他先進技術如物聯網、大數據、云計算等深度融合。通過物聯網技術，分揀機可以實現與垃圾收集、運輸、處理等其他環節的設備和系統的互聯互通，實時傳輸數據，便于對整個垃圾處理流程進行監控和管理。大數據和云計算技術則可以對大量的垃圾分揀數據進行分析和處理，為優化分揀策略、提高資源回收利用率提供依據。
- 傳感器技術升級：傳感器是智能垃圾分揀機的關鍵部件之一，未來傳感器的精度、靈敏度和可靠性將不斷提高。例如，高分辨率的光學傳感器、高精度的重量傳感器、能夠檢測更多物質成分的光譜傳感器等將被廣泛應用，使分揀機能夠更準確地獲取垃圾的信息，從而實現更精細的分揀。
2. 設備性能層面：
- 處理效率提升：隨著技術的進步和設備的不斷優化，智能垃圾分揀機的處理速度將不斷加快，能夠在單位時間內處理更多的垃圾。同時，設備的穩定性和可靠性也會增強，減少故障發生的頻率，保證垃圾分揀工作的連續性和高效性。
- 小型化與便攜化：為了滿足更多場景的需求，智能垃圾分揀機將朝著小型化和便攜化的方向發展。小型化的分揀機可以方便地安裝在社區、學校、商場、辦公樓等場所，實現源頭分類，減少垃圾運輸成本和二次污染。此外，一些便攜式的智能垃圾分揀設備還可以應用于戶外垃圾清理、臨時垃圾處理等場景。
- 低能耗與環保設計：在能源消耗方面，未來的智能垃圾分揀機將采用更加節能的設計和技術，降低設備運行的能耗。同時，在設備的制造材料和工藝上，也會更加注重環保和可持續性，例如使用可回收材料、減少有害物質的使用等，以降低設備對環境的影響。
3. 應用范圍層面：
- 應用場景多樣化：除了城市生活垃圾處理，智能垃圾分揀機將在更多的領域得到應用，如工業垃圾處理、建筑垃圾處理、電子垃圾處理等。對于不同類型的垃圾，分揀機將根據其特點和處理要求進行定制化設計和優化，提高垃圾的回收利用率和處理效果。
- 全球市場推廣：隨著全球對環境保護的重視程度不斷提高，智能垃圾分揀機將在更多的國家和地區得到推廣和應用。尤其是在發展中國家，隨著經濟的發展和環保意識的增強，對高效的垃圾處理設備的需求將會不斷增加，為智能垃圾分揀機的市場拓展提供了廣闊的空間。
4. 產業協同層面：
- 產業鏈完善：智能垃圾分揀機的發展將帶動相關產業鏈的完善，包括設備制造、零部件供應、技術研發、售后服務等環節。各環節之間的協同合作將更加緊密，形成一個完整的產業生態系統，推動智能垃圾分揀機產業的健康發展。
- 與其他環保產業協同發展：智能垃圾分揀機將與其他環保產業如垃圾焚燒、垃圾填埋、資源回收利用等產業協同發展。通過與這些產業的結合，可以實現垃圾的多元化處理和資源的最大化利用，提高整個垃圾處理行業的效率和效益。
