论文总字数：20614字

摘 要

随着人们消费水平的提高，餐厨垃圾产生量与日俱增，以及环保意识的提高，餐厨垃圾的收集处理越来越受到重视。餐厨垃圾车在垃圾收集和转运等方面起到重要的作用。

本文介绍了一种餐厨垃圾车的上装系统，采用连杆提升装置进行垃圾桶的装卸，举升式卸料，推板辅助卸料，使用液压驱动各个工作部件，采用PLC对液压系统进行控制，设计了液压控制系统。设计了基于单片机的重量检测系统，对每桶垃圾进行称重。利用Ansys Workbench对于提升装置关键部件进行有限元分析，进行安全性分析。

关键词：专用汽车；连杆提升机构；举升卸料

Abstract

With the improvement of people's consumption level, the production of food waste is increasing day by day, as well as the improvement of environmental awareness, the collection and treatment of food waste has been paid more and more attention. Kitchen garbage truck plays an important role in garbage collection and transfer.

This paper introduces the loading of a kind of kitchen garbage vehicle, which adopts the connecting rod lifting device to load and unload the garbage can, lifting unloading and push plate auxiliary unloading. all working parts driven by hydraulic system. Adopting PLC to control the hydraulic system,and designed the hydraulic control system. A weight detection system based on singlechip microcomputer is designed to weigh each barrel of garbage. Ansys Workbench is used for finite element analysis of key parts of lifting device and safety analysis.

Key Words：special purpose vehicle；linkage lifting mechanism；lifting unloading

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2 国内外发展趋势及现状 1

1.2.1 国外发展现状 1

1.2.2 国内发展现状 2

1.2.3 餐厨垃圾车发展趋势 3

1.3 设计的基本内容 4

1.4 拟采用的技术方案及措施 4

第二章 罐式餐厨垃圾车总体设计 5

2.1 罐式餐厨垃圾车需求分析 5

2.2 罐式餐厨垃圾车布局设计 5

2.3 底盘选型 6

2.4副车架设计建模 6

2.5 罐体设计建模 8

2.5 前盖设计建模 10

2.6 后盖设计建模 10

第三章 提升机构设计计算 12

3.1 提升机构要求分析 12

3.2提升机构设计计算 12

3.3 垃圾重量检测系统设计 16

3.4提升机构关键部件有限元分析 17

第四章 液压系统设计 19

4.1液压缸计算选型 19

4.2液压系统设计计算 21

4.3液压系统控制系统设计 24

第五章 总结与展望 27

5.1总结 27

5.2展望 28

参考文献 30

致谢 31

附录 32

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

随着人类社会科学、经济的飞速发展，城市化程度越来越高，人们的消费水平逐渐提高，伴随着经济的发展生活垃圾产生量也在一步步提高，据统计，我国2018年城市生活垃圾产生量排名前十的城市平均产生625.6万吨生活垃圾。而餐厨垃圾的占比达到半数以上。大量的垃圾需要收集、运输、集中处理。餐厨垃圾车即在收集、运输中发挥重要作用，餐厨垃圾车从社区、酒店、餐厅等处收集厨余垃圾，运输到专业的餐厨垃圾处理厂进行进一步的集中处理、无害化和资源化加工。

本课题旨在设计一款罐式餐厨垃圾车上装系统。餐厨垃圾车主要作用在于餐厨垃圾前期的收集和转运工作。是餐厨垃圾产生源头与垃圾处理厂之间的专用运输工具，本课题努力使餐厨垃圾收集过程简便、自动化程度高，运输过程无二次污染、无污水泄露、安全可靠。

1.2 国内外发展趋势及现状

1.2.1 国外发展现状

由于对待餐厨垃圾的观念不同，不同的国家对于餐厨垃圾如何进行分类处理也有差异[1]。有些国家将餐厨垃圾车作为单独的一类，利用餐厨垃圾车进行回收处理。有些国家将餐厨垃圾视作可降解垃圾，将他们与一些城市普通垃圾如树叶等一起回收，采用一般的垃圾车进行装载运输。

英国特伯格梅特公司的Toploader垃圾车有两套垃圾桶提升装置，配合1280L垃圾桶使用，可配合各个大型场所进行垃圾收集，分别有7.5t到20t不同大小的型号，ABP Toploader拥有更大的装载量，通常死亡动物的尸体用此种车辆运输。Ker- bside则是一种更为普遍的路边垃圾收集车。ABUV车型，有3.5t和7.5t两种，配合360L标准垃圾桶使用，配备侧置式机械手垃圾桶抓取装置，该装置在提升过程中设置有缓冲功能，可以减少冲击对于结构的损伤。车辆设置有内锁系统，只有在驻车时才能使用垃圾回收设备，杜绝在垃圾回收装置动作是行驶车辆。配合数字化管理。并设有车辆定位系统以及垃圾称重系统等配件以供选择。

英国丹尼斯依格公司的奥林巴斯欧V窄型厨余垃圾收集车设置了两个大小不同箱体，两箱体完全分开，小箱体完全独立用于收集可回收垃圾，大箱体用于收集有机垃圾。该车的提升装置可以在一侧范围内进行前后移动，以适应两个箱体的不赞同装载要求。

荷兰的吉胜柯诺巴公司的厨余垃圾收集设备采用车箱分离甩挂运输，具有垃圾称重功能，可与数字远程管理系统无缝对接。

美国黑尔公司的MultiPack、 EuroCycler、 MultiTask SL、Rapid Rail® Co-Collector均可用来收集厨余垃圾，采用双摆式压缩机构，方便初步进行垃圾分类，可将不同类型的垃圾收入到不同的垃圾仓，可与120L到360L标准垃圾桶配合使用。 EuroCycler是黑尔公司典型的餐厨垃圾车，该车可以选择在车体两侧分别安装提升机构，实现两侧同时上料，以提高工作效率，缩短回收垃圾消耗的时间。上料装置可以适应各种垃圾桶，从120L到360L都可以于此车配合使用[2]。

总的来说国外市场的餐厨垃圾车大多具备以下特点：

上料方式主要是垃圾桶提升装置，一般可以兼容不同容量的垃圾桶。有的提升装置在车辆上的位置可以移动，方便配合不同箱体的装载要求，进行初步的垃圾分类工作。减少后期工作量。

随着技术的进步，机械手正在逐步的替代提升机构进行工作，而且在进行着驾驶员不离车工作方向前进。机械手的使用可以使得驾驶员在驾驶室内操作，不用下车，即可完成垃圾桶的提升卸料工作，降低了驾驶员的工作强度，减少了由于驾驶员离开而导致车辆发生意外情况的概率。

智能化技术得到了越来越广泛的应用，FRID射频识别系统、车辆监控系统、垃圾桶内垃圾称重系统、GPS全球定位系统等得到了非常多的应用。

1.2.2 国内发展现状

在中国的大中城市，人们对环境的重视程度很高，垃圾回收有一个完整、专业的流程，厨余垃圾也是如此。在经过专用厨余垃圾车回收后，运送至垃圾处理厂，经过各种处理，如粉碎、固液分离、堆肥、压实烘干等，逐步转化成各种具有经济价值的产品：饲料，有机肥等。实现了废物利用。但许多地方，仍然大量存在个体户收集泔水，常常可见小皮卡车，三轮车甚至摩托车运载着泔水桶穿行在马路上，撒溅出的泔水和散发的恶臭的气味造成了二次污染。并且回收的泔水未经正规处理，直接用来饲养肉猪，这种猪肉对人体健康也造成了危害。

由于长期以来，人们对于餐厨垃圾不经合理处理产生的危害，和餐厨垃圾背后潜在的价值认识不足，对于餐厨垃圾的处理就没有引起广泛的重视，我国的餐厨垃圾车起步较晚，发展时间短。[3]于是急需重视餐厨垃圾的回收、处理、再利用。建立完整、科学、正规的餐厨垃圾回收处理链，急需推广专用餐厨垃圾车的使用。

广泛采用的厨余垃圾车主要有海德餐厨垃圾车、程力餐厨垃圾车和中联重科垃圾车等。

海德牌餐厨垃圾车：采用联动控制系统、手动操作对控制系统进行控制，通过填充器等装置实现垃圾收入，并通过推铲将垃圾计入车厢并压实花肉推卸。

双保险系统：作业系统分为自动控制及手动操作两种模式，这种做法可以提高车辆的使用率，处理效率大大提高。按用户需求可选装配垃圾桶的翻转机构。

国内的餐厨垃圾车主要具有以下特点：

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