推式简易型马路垃圾快速收集器

周道锋

研究背景

目前，城市里一些大的街道已实现大型吸式垃圾车清扫，但大多数马路还是依赖环卫工人的手工劳作。为了给城镇带来整洁面貌，清晨4 点钟环卫工人就要到街道上清理垃圾。作为邻居，我经常看到环卫工人陈阿姨下班回家时疲惫不堪的样子。我想，要是能有一种小型、轻便、电动的清扫机代替人工扫地就好了。

设计目标

研制推式简易型马路垃圾快速收集器，使环卫工人能轻松地推着清扫器行进，垃圾被电动机扫到输送带上并自动掉进挂在后面的网袋里，可提高清扫效率，减轻工人疲劳。

具体设想：将1 条斜置的垃圾运输带安装在有4 个着地轮的架子上，运输带由轮子带动向上方运转。在运输带下端前方安装1 个滚扫轮，由小电动机带动滚扫轮将垃圾扫到运输带上，垃圾通过运输带到达顶端后，自动掉落到后面的收集袋里。在滚扫轮两侧，分别向外倾斜安装1 片木板，形成大喇叭口，机器推进时两侧较远处的垃圾可以顺着斜板滑到中间位置被滚扫轮清扫，从而加大清扫面积，提高清扫效率。

制作过程

架子 用于架设垃圾运输带及电动机等设备。使用长80 cm 宽4 cm、长35 cm 宽4 cm 的木条各3 条，把长木条放在两侧，短木条横放在中间，再把长短木条交叉的位置用螺丝钉上直角铁用于加固。

管轮 2 个管轮架设在架子的上下端，以辅助运输带运转。取直径5 cm和7.5 cm 的塑料管， 分别锯出2 段34 cm 长的管子。用厚夹板锯出同塑管内径大小的2 个圆，把圆夹板塞在塑管的两端，再用小钉子从管壁外侧对着夹板钉进去。用3 mm 厚铁片根据塑料管外径锯出4 个圆，在每个圆铁片靠近边缘处钻几个小孔。在圆心钻1 个8 mm大的孔，取6 cm 长、8 mm 粗的钢筋，将钢筋一端塞进圆铁的中心孔里焊牢，在管轮两端固定上一段圆铁做轴。在直径7.5 cm 的管轮一端安装1 个槽轮，表面贴上防滑橡胶带。

轮子 2 个后轮用来支起斜架子，右边大轮带动上面的轮子进行反向转动，使运输带带着垃圾从下向上运动。将厚16 mm 的夹板锯出2 个直径27 cm的圆，在圆板侧边缘涂上万能胶，并贴上软橡胶，这2 个圆板作为后轮。再用同样厚的夹板锯出直径16 cm 的1 个圆，在圆的侧边缘钉上许多小钉子，在轮的中心位置安装1 个槽轮。把1 个大轮和钉上钉子的轮固定在一段木条的轴上，两轮边缘接触;另一个大轮也固定在一段木条的轴上。买2 个直径8 cm 定向轮作为前轮。

垃圾运输带 将垃圾从下往上运送。用直角尺在长190 cm、宽34.5 cm的彩条布上横向相隔12 cm 画线，在布两端10 cm 处涂上万能胶，再将涂上万能胶的部分叠在一起成为一个圈带。准备长34 cm、宽6 cm 的薄铁皮，将铁皮按长向2 cm 画线，再沿着线弯成90°，在2 cm 部分上两端距边缘2 cm处等距离钻2 个小孔。把弯好的铁皮用细铁丝钉在彩条布的画线上，作为垃圾运输带。

架子下端触地小斜坡 便于滚扫轮将垃圾扫到运输带上。在架子下端两侧焊上8 cm 长角铁， 把1 块38 cm×16 cm 铁皮的1/3 钉成夹层，再把铁皮稍微压弯。把36 cm×6 cm 的薄胶片一端剪成4 cm 的栅栏状，把胶片插入夹层中，最后把铁皮用螺丝钉拧在角铁上，使胶片触地。

滚扫轮 在电动机带动下将地上的垃圾扫到运输带上。用直径5 cm 的塑料管锯出38 cm 长，在管内塞进一段同管腔大小的圆木头，在两端固定上轴。在管轮上下相对面向各画1 条直线，在一端的轴上安装1 个直径12 cm 的槽轮。

電动设备 带动滚扫轮快速转动。包括1 个小电动机、1 节12 V 直流蓄电池、1 个小型开关。在小电动机的轴上安装上1 个小槽轮。

喇叭口斜板 可扩大清扫面积，使两侧较远处的垃圾能顺着斜板滑移到中间位置，从而被滚扫轮清扫。

部件组装 在长方形架的下端左右各装上1 个小轮，右侧半腰处安装接触在一起的2 个轮，对面安装上另一个大轮，使架子成为前低后高的倾斜状。在架子上端安装大管轮，下端安装小管轮，把垃圾运输带套在上下管轮上，调好松紧度。在大管轮和下面小轮的槽轮上套上一圈小皮带。在架子下端两侧装上滚扫轮，在斜架半腰处固定好小电动机和蓄电池。在架子左侧手柄上固定开关。在滚扫轮和电动机的槽轮上套上小皮带。在滚扫轮前面左右管套上插入1片向外侧倾斜的薄木板。作品如图1 和图2 所示，使用垃圾收集器清扫地面效果很好（图3）。

项目测试

第1 次测试

存在问题：木条交叉点固定不好，致使架子变形。当推着收集器前进时，运输带上下移动不畅。

改进方法：改用小扁槽铁焊制架子。

第2 次测试

存在问题：由于皮带过小容易打滑，接触大轮的小轮槽轮没有带动垃圾运输带，且左侧电动机槽轮没有带动滚扫轮转动。

改进方法：在皮带中间位置安装一个皮带小槽轮，调整小槽轮向上翘，使皮带稍微绷紧。小轮和架子上端滚扫轮的槽轮都换成齿轮，用链条代替皮带。左侧电动机和滚扫轮的槽轮上固定上防滑带。

第3 次测试

存在问题：当在铺着瓷砖的地板上测试时，小斜坡前沿触地胶片容易插进瓷砖之间的小夹缝里，从而影响清扫。

改进方法：将胶片触地的平边改成斜边或2 个三角形状，把在前面的小尖角稍微向上翘弯。

第4 次测试

存在问题：因胶片太软，在马路上测试时常被垃圾垫起来，无法清扫干净。

改进方法：用薄铁皮代替胶片，并将铁皮前边缘剪成斜边，把前面的小角尖稍微向上扳弯。

第5 次测试

薄铁皮既有强度又有弹性，能始终紧贴地面，在马路实地测试时清扫收集垃圾效果好。

创新点

推式简易型马路垃圾快速收集器可在现有小清扫车的基础上进行简易改造，制作简单、成本低廉、清扫速度快、工作效率高。

??利用电动机带动滚扫轮扫地，效率高。

??设置两轮靠近接触，带动运输带从下向上运送垃圾。

??在滚扫轮前方安装两片斜板，使两侧较远处的垃圾能滑移到中间位置被滚扫轮清扫，扩大了清扫面积。

??用铁皮做小斜坡，前边缘剪成斜边或三角形状，避免铁皮边缘插入马路的防滑缝或裂缝中。

??小斜坡触地铁皮替换方便。

拓展设想

??或可制作成“自行车”模式，清扫部分在前方，通过脚踩推动，效率更高。

??或利用电动机动力推动垃圾收集器工作，更加省力。

??或推动清扫器、带动垃圾运输带转动都用电动机动力，工人摇控垃圾收集器工作，实现智能清扫。

专家评语

本项目针对环卫工人劳动强度大的问题，设计并完成了推式简易型马路垃圾快速收集器并多次测试，装置结构简单，小型便捷，省时省力。建议细化收集器的适用场景，考虑马路坡度等对垃圾收集器效果的影响，配刹车装置，通过进一步充实对比实际应用情况加以完善。