新冠肺炎疫情暴发以来，口罩成为生活必需品。口罩作为卫生医疗物资在防 控传染性疾病方面有着的极大需求，相信在往后的很长一段时间内，口罩仍然会 是我们的整个社会中普遍的需求。但每当在公共卫生事件突发的初期，我们观察 到整个市场、社会对于医疗物资的哄抢、不规范的使用以及使用结束后的随意丢 弃造成资源浪费、环境污染等一系列社会问题。

本次所设计的校园口罩垃圾自动化收集装置由4 大部分组成，分别是：收集 机构，粉碎机构，打包机构以及机架。整体设计方案如图 2- 1 所示，各机构的功 能与工作原理如下：

2.1.1收集机构

收集机构主要由双联气缸，滑动挡板，光电开关，收集仓，紫光灯以及盖板 组成。主要作用是当有人来处理废旧口罩时，当胳膊处于光电开关上方时，光电 开关产生信号反馈至控制器，然后再给予双联气缸信号，气缸回缩，滑动挡板在 气缸的带动下向后运动，盖板表面的投放口将会打开，投放者将口罩从投放口放 入，并落入收集仓内并落入粉碎机构中，在整个过程中，安装在上部两侧壁的紫 光灯将会全程对废口罩进行消毒。

2.1.2粉碎机构

粉碎机构主要由主动轴承，齿轮传动机构，电机，转动轴，联轴器以及粉碎 轮组成。主要作用是当废旧以及被污染过的口罩从收集仓落入粉碎机构后，电机 通过联轴器与主传动轴相连，电机旋转带动主动轴旋转，主动轴没有从动轴末端 安装有齿轮传动机构，主动轴旋转通过末端齿轮副带动从动轴转动，安装在两个 传动轴上的粉碎轮随之转动将落下来的口罩进行粉碎作业，最后落入下方的打包 袋中，安装在中部两侧的紫光灯依旧全程对口罩碎末进行消毒处理。

2.1.3打包机构

打包机构主要由电机，滚珠丝杆传动机构，裁剪封口横杆，支承座以及联轴 器组成。主要作用是当废碎后的口罩碎末将下方的打包袋装满后，电机的旋转驱 动两个滚珠丝杆副运动，安装在滚珠丝杆副上的两个裁剪封口横杆将打包袋裁剪， 并利用横杆上的高温封口装置将打包袋封口。

2.1.4机架

机架的主要作用是实现收集机构，粉碎机构以及打包机构之间的连接与固定， 确保整个设备能够正常运转。

       2.1.5消毒机构

 根据智能芯片与红外扫描控制原理，通过红外检测与智能芯片的检测的配合，通过雾化碰头喷出次氯酸或者过氧化氢对粉碎物进行全面消毒，该装置主要包括雾化喷头、上端盖、智能芯片、电机泵，消毒机构的上端盖前端设置有红外检测装置，上端盖固定在底座上端；蓄水塞与蓄水口相连；智能芯片固定在卡座上端；蓄电池固定在卡座下端；出水管与电机泵前端相连；进水管与电机泵后端相连；出水管通过出水延伸管与雾化喷头相连。雾化喷头与出水延伸管通过螺纹连接。电机泵、智能芯片、蓄电池与卡座之间设置有连接用卡槽。方便拆卸。

2.1消毒机构位置示意图 



2.2消毒机构工作环境

通过参考近年来口罩垃圾自动化收集装置研究的部分相关成果，分析现有口罩垃圾自动化收集装置的优缺点，结合本课题的具体要求，设计了口罩垃圾自动化收集装置的机械部分系统，根据实际情况采用 SolidWorks 软件 建模，零件建模完成后并将所有三维零件模型按照相互之间的配合关系装配在一 起，得到装配体模型后为了保证其结构的合理性还应当进行运动干涉分析，当出 现运动部件之间的干涉后应当对产生干涉部件的设计参数进行合理化修改优化， 最终优化后的校园口罩垃圾自动化收集装置。