毕业设计（论文）废旧电池有偿回收装置的设计.doc

废旧电池有偿回收装置的设计作者姓名：专业班级：机械二班 指导老师： 摘要目前，随着各种电子器具的广泛使用，电池的使用越来越多。电池的电能用完以后便成为废品，被人们随便丢弃。由于电池内含有一些有毒和难以分解的物质，因而会对环境造成严重的污染。如果有专门用于电池回收的装置，则可避免对环境的污染。本文设计了一种废旧电池的有偿回收装置，它是通过对自动售货机的投币装置及货物送出装置原理的理解设计出来的，它的计数装置用了红外传感器和计数器电路实现，奖励送出装置则可实现投入不同数量的电池可以选择得到不同的奖励物品。该设计结构简单，成本低廉，制作使用方便。可避免旧电池对环境造成污染，保持环境清洁卫生，提高人们的环保意识。关键词：废旧电池 自动售货机 计数器 送出装置The design of compensation recovery of used batteriesAbstract：At present, with the widespread use of various electronic devices, battery life is increasing. Run out of battery power later became waste, had been casually discarded. As the battery contains toxic and biodegradable material, which causes environmental pollution. If there are special devices for battery recycling, environmental pollution can be avoided.This paper presents a compensatory recovery of waste batteries, it is through the vending machine coin equipment and goods sent device designed by the principle of understanding, It's counting device with an infrared sensor and the counter circuit, Awards can be sent to achieve device into a different number of batteries can choose to receive a different reward items. The design is simple, low cost, making easy to use. Can avoid environmental pollution caused by old batteries to keep the environment clean, and raise people's environmental awareness.Key words: waste battery vending machine counters send device目录第1章 前言31.1废旧电池的危害31.2废旧电池的回收处理31.2.1固化深埋、存放于废矿井31.2.2回收利用31.3国外如何回收处理废电池31.4我国的废旧电池回收状况3第2章 设计方案的提出32.1废旧电池有偿回收装置设计的功能32.2 方案的选定32.2.1通过控制电路控制驱动器完成电池的识别、计数和送出奖励功能32.2.2回馈式电池回收装置3第3章 电池投入装置和计数器的设计33.1自动售货机的投币计数装置33.2废旧电池有偿回收装置的投入计数装置的设计33.3旧电池回收箱的设计33.31材料的选择33.32结构的设计3第4章 电池送出机构的设计34.1自动售货机的送出机构34.2废旧电池有偿回收装置的送出机构的设计3第5章 整体结构的设计35.1控制系统的基本原理35.2回收装置整体结构的设计35.21电池箱的主要结构设计35.22其它相关方面的设计35.3电池有偿回收装置的优缺点3结论3致谢3参考文献3第1章 前言1.1废旧电池的危害 废电池虽小，危害却甚大。但是由于废电池污染不像垃圾、空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，所以没有得到应有的重视。目前，我国已成为电池生产和消费的大国，废电池污染是迫切需要解决的一个重大环境问题。电池的发明已经有200多年的历史了， 电池与我们的生活如此的密切 。随着人们生活水平的提高和现代化通信业的发展，人们使用电池的机会愈来愈多，手机、寻呼机、随身听、袖珍收音机等都需要大量的电池作电源，所以今后一个时期，会有更多的废电池出现。就体积和重量而言，废电池在生活垃圾中是微不足道的，但是，中国废旧电池污染却极其惊人！ 据说江南某茶园，水清山碧，景色怡人，被指定为绿色食品生产基地，可谁都没想到春茶正待上市之时，却被检测出重金属超标。园主大喊冤枉，再查还是超标。后来发现祸根竟是一株茶树下的几节废电池！我不禁要问：废电池的危害究竟有多大？应如何处理废电池？一节废电池就是一颗“炸弹”，有人这样形容废电池的“杀伤力”。说是“炸弹”，当然是隐形的，它的杀伤力既看不见，也不发声，其产生的后果却是严重的。严重到损害人体健康，以至于危及生命。据科学家测定: 一颗纽扣电池产生的有害物质，可污染60万升水，相当于一个人一生的用水量；一节一号电池烂在地里，能吞噬一平方米土地，并可造成永久性公害。我国是电池生产消费大国，电池的年产量高达140亿节，消费约100亿节，约占世界总量的1/3。以全国13亿人口计算，假设每年每人用6节电池，那么这些电池可以污染46800亿立方米的水，相当于中国全年径流总量的1.73倍；也可使7800平方千米土地失去利用价值，这相当于1.23个上海或15个浦东新区的面积。据估计，全球每年约有320亿节废旧电池被丢弃，其危害之大不能不令人触目惊心！若电池和垃圾一起填埋腐烂后，渗出的重金属物质会渗透到土壤中，污染地下水，进入人体，产生危害。进而进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。 对自然环境威胁最大的五种物质，电池里就包含了三种：汞、铅、镉。汞：就是我们俗称的“水银”，具有致癌物。汞和汞化物都是有毒的，科学家发现，汞具有明显的神经毒性，此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响，儿童更易受害。世纪年代发生在日本的震惊世界的公害水俣病，就是由于汞污染造成的。镉：在人体内极易引起慢性中毒，是一种毒性很大的重金属，主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血，很可能使人体瘫痪。而铅进入人体后最难排泄，它干扰肾功能、生殖功能。震惊世界的日本“痛痛痛”就是因镉污染而致。含镉的矿山废水污染了河水及河两岸的土壤、粮食、牧草、通过食物链进入人体而慢慢积累，在肾脏和骨骼中。会取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断；镉会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，使锌镉比降低，而导致高血压症上升。镉毒性是潜在性的。即使饮用水中镉浓度低至0.1毫克/升，也能在人体(特别是妇女)组织中积聚，潜伏期可长达十至三十年，且早期不易觉察。资料表明，人体内镉的生物学半衰期为2040年。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的，且治疗极为困难。因此，各国对工业排放“三废”中的镉都作了极严格的规定。日本还规定，大米含镉超过1毫克/公斤即为“镉米”，禁止食用。由于镉化合物具有程度不同的毒性，用任何方法从废水中除镉，只能改变其存在任何方法从废水中除隔，只能改变其存在方式和转移其存在的位置，并不能消除其毒性。因此，镉废水的处理应尽量与回收利用结合。 镍:具有致癌性，对水生生物有明显危害，镍盐能引起过敏性皮肤炎；铅:导致贫血，神经功能失调，肾损伤，对儿童危害性更大。重金属对人体的危害是渐进的，不是一下子就表现出来的，所以说，一节节废电池是一颗颗隐形“炸弹”。这类隐形“炸弹”在日益增多，是由于日常生活中使用电池的器具增多导致，像遥控器、电子钟表、热水器、手电筒、电动玩具等。城市居民几乎没有不使用电池的家庭。农村居民使用电池的器具也逐渐增多。据有关资料介绍，我国每年使用电池约70万吨，占世界总量的1/3左右。其混入生活垃圾被填埋产生的危害,真是不可估量啊！1.2废旧电池的回收处理资源循环使用，环境保护是当今世界的重要话题，我们在努力发展经济的同时要做好“节能减排”和环境保护的重要工作。干电池、充电电池的组成成分分为锌皮（铁皮）、碳棒、汞、硫酸化物、铜帽等，未经处理的电池会严重污染水和土壤；同时，电池中大量重金属元素、贵金属元素的废弃是严重的资源浪费。因此，要对电池进行回收。国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。 1.2.1固化深埋、存放于废矿井如法国一家工厂就从中提取镍和镉，再将镍用于炼钢，镉则重新用于生产电池。其余的各类废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场，但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费，因为其中尚有不少可作原料的有用物质。 1.2.2回收利用（1）热处理瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂，巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎后送往炉内加热，这时可提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工2000吨废电池，可获得780吨锰铁合金，400吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。不过，热处理的方法花费较高，瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费。（2）湿处理 马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置，在这里除铅蓄电池外，各类电池均溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属，用这种方式获得的原料比热处理方法纯净，因此在市场上售价更高，而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿处理可省去分拣环节（因为分拣是手工操作，会增加成本）。马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨，其成本虽然比填埋方法略高，但贵重原料不致丢弃，也不会污染环境。 （3）真空热处理法德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜，不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉电池，废电池在真空中加热，其中汞迅速蒸发，即可将其回收，然后将剩余原料磨碎，用磁体提取金属铁，再从余下粉末中提取镍和锰。这种加工一吨废电池的成本不到1500马克。1.3国外如何回收处理废电池新华社大连2002年7月7日电（记者阎平）国外一些发达国家在回收处理废电池方面已经进行了一系列积极的探索，并积累了不少好的经验。 据环保专家介绍，在废电池中每回收1000克金属，其中就有82克汞、88克镉，可以说，回收处置废电池不仅处理了污染源，而且也实现了资源的回收再利用。国外发达国家对废电池的回收与利用极为重视。西欧许多国家不仅在商店，而且直接在大街上都设有专门的废电池回收箱，废电池中95的物质均可以回收，尤其是重金属回收价值很高。如国外再生铅业发展迅速，现有铅生产量的55均来自于再生铅。而再生铅业中，废铅蓄电池的再生处理占据了很大比例。100千克废铅蓄电池可以回收5060千克铅。对于含镉废电池的再生处理，国外已有较成熟的技术，处理100千克含镉废电池可回收20千克左右的金属镉，对于含汞电池则主要采用环境无害化处理手段防止其污染环境。而我国目前在这方面的管理相当薄弱。美国是在废电池污染管理方面立法最多最细的一个国家，不仅建立了完善的废电池回收体系，而且建立了多家废电池处理厂。美国规模最大的电池回收组织是RBRC，这是一家非盈利的民间环保机构，RBRC的主要两大任务是公众教育运动和电池回收计划。它得到300多家电池生产商的赞助。2002年回收了340万磅的可充电池，较2001年上涨了12%。到2003年上半年，就回收了200多万磅的可充电池，较2002年同一时期，上涨了30%。日本从事废旧电池回收的最大组织是北海道的野村兴产株式会社，其每年由全国回收的废旧电池达13000吨，占日本废弃电池量的20%。奥地利1967年久建立了废干电池回收体系，回收量占销售量80%以上。在废电池回收宣传教育方面，欧盟提出了电池销售商、生产和进口商有教育公众的责任，同时每年应向环保部门汇报当年的回收协议实施情况。美国除在法令中规定有教育公众的要求外，RBRC通过电视台和广播电台进行电池回收公益宣传，总的接受公益宣传人次达222百万次。RBRC还聘请无线电电力专家作为形象代言人进行宣传，并在互联网上建立了公司宣传网站，设立了免费热线电话。为加强对废电池的回收管理，德国实施了废电池回收管理新规定。规定要求消费者将使用完的干电池、钮扣电池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收，商店和废品回收站必须无条件接受废电池，并转送处理厂家进行回收处理。同时，他们还对有毒性的镍镉电池和含汞电池实行押金制度，即消费者购买每节电池中含有一定的押金，当消费者拿着废旧电池来换时，价格中可以自动扣除押金。 建于日本北海道山区的野村兴产株式会社主要业务是废弃电池处理和废荧光灯处理。他们每年从全国收购的废电池达13000吨，收集的方式93是通过民间环保组织收集，7是通过各厂家收集。这项业务开展于1985年，目前净化量一直在增加。以往，主要是回收其中的汞，但目前日本国内电池已经不含汞了，主要回收电池的铁壳和其他金属原料，并进行二次产品的开发制造，如其中一个产品可用于电视机的显像管。 另外，有的国家还制定了一些相关的政策。比如美国、日本废旧电池回收后交到企业处理，每处理一吨政府给予一定补贴；韩国生产电池的厂家，每生产一吨要交一定数量的保证金，用于回收者、处理者的费用，并指定专门的工厂进行处理。还有的国家对电池生产企业征收环境治理税或对废旧电池处理企业进行减免税等。1.4我国的废旧电池回收状况为给废旧电池找个环保归宿，人们一直在努力着。据报载：河南新乡市一个体户自费收集废旧电池20多吨。日前她在中国环境报上发表的公开信中吐出苦水，说自己不能为这20吨废旧电池找到一个不会污染环境的最后归宿。而北京市有家回收中心也有同样境遇，他们收集来的100多吨废旧电池，现在仍然堆在回收中心的集装箱里等待处理，因为目前还没有专门的电池处理厂对它们进行科学的无害化的回收。国家环保部、商务部等颁布的废电池污染防治技术政策中明确规定：手机电池的制造商、进口商及使用手机电池产品的制造商等，都应当承担回收废旧电池的责任，并积极组建废旧电池回收系统或委托回收系统回收。尽管如此，目前我国的废旧电池回收体系尚处在一个初级阶段。眼下，应当抓紧建立有效的回收系统；建立必要的处理机制；完善回收的法规保障；强化企业的环保责任；调动社会公众的积极参与。只有多管齐下，共同发力，才能确保废旧电池有个理想的归宿，确保环境免受废旧电池的污染。由于废旧电池对人类造成的巨大危害，我们意识到废旧电池的回收的不足的严重性，并且开始分析废旧电池在我国回收利用的可行性。第一：在固体废物防治法的基础上，出台废旧回收利用的行业政策和法律法规，并制定我国实际的管理办法及具体的可操作的管理实施细则，建立起完善的废电池运输管理制度。第二：根据“谁污染，谁治理”的原则，电池生产企业负责回收利用废旧电池，在电池销售时，实行抵押金制度，国家向电池生产厂家收取一定的治理费用，并一定的比例返回给回收治理企业。在我国可以利用人工分拣来降低成本，这得益于我国丰富的人力资源。第三：实现电池生产的低汞化和无汞化，加强对可充式电池的生产。实现电池回收的规模化产业化道路。对于不符合要求的企业勒令其改造或关停，对不改造和关停的处于罚款。第四：国家给予废旧电池回收企业一定的政策扶持，对于技术上有突破，工艺先进的企业给予奖励并做大做强；鉴于我国有庞大的拾荒队伍，可以最大程度的利用经济手段提高电池的回收率，例如以一定的金额回收每千克的旧电池等。第五：在报纸和电视等媒体向人民群众宣传和教育，培养公众的回收利用意识。我国经济实力的不断增强，不仅吸引了外资企业的进驻，而且带动了我国本地企业的蓬勃发展，我国经济活动活跃有生气，面对我国庞大的市场需求，废旧电池回收利用企业具有强大的生命力，如：广州某一电池回收企业可以回收处理旧电池20T/天，但是仅仅回收到了15T/年的量，而且大部分电池是从海关缴获得来的。如：北京一外资回收利用电池企业，可以达到150T/天的处理能力，而且开发的产品具有市场前景，却苦于没有足够的废旧电池而不得不向国外进口旧电池，但另一方面，数以百万吨的旧电池被填埋在垃圾填埋场。以我国年产销电池超过150多亿只的巨大数量，现在的企业还不能完全消化，可喜的是现在越来越多的处理企业上马建设，相信随着技术的不断改进，处理能力的不断提高，我国的废旧电池处理企业完全有足够的处理能力。目前国外发达国家的回收技术普遍较我国先进，这是由具体的历史条件下决定的，我国在短短的时间里发展迅猛，许多技术和设备达到了或接近国外的先进水平。如陕西省西安市废电池的回收工艺为物理化学常温无害处理，技术先进、可靠，基本达到了产业化要求，为我国废电池无害化处理及综合利用提供了技术支持。我国具有我国的特有的优势，一是我国的废电池总量巨大，这为市场提供了基础，二是我国的人力资源丰富，庞大的人力市场为我国提供了低的生产成本；三是我国具有深厚的科研力量，科研人才不断涌现，为我国的科研事业不断地提供后备军；四是我国是一个中央集权的社会主义国家，国家的方针政策得到了更好的实施和管理，极大地调动了生产积极性。在我国城市中很多地方都设置有专门回收旧电池的地方，但目前看来成效不大，一是回收箱看起来不醒目，二是很多人还没意识到电池的迫害，三是懒得把电池拿去专门的地方丢弃等等。因此回收废旧电池面临的一个严峻的问题便是怎么样才能让我们日常生活中的废旧电池都能进入回收的范围内，即让人们都能把旧电池投入专门的旧电池回收箱中。针对这个问题，我们有必要对废旧电池回收箱进行一定的设计改造，设计一种废旧电池的有偿回收装置，来提高人们回收废旧电池的积极性。同时这也是具有一定的经济价值和实用价值的，在当前的社会中，绿色环保已被提的如此响亮，如前所说的，废旧电池对环境的危害如此大，废旧电池的有偿回收是必然的，所以下面我们将对废旧电池的有偿回收进行具体的研究设计。第2章 设计方案的提出2.1废旧电池有偿回收装置设计的功能 在进行设计之前，首先要做的工作是确定废旧电池有偿自动回收装置本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。顾名思义，废旧电池的有偿回收装置就是要在人们投入旧电池以后实现送出一定的奖励物品，以此来激励人们自觉地将用过的旧电池投入电池回收箱里面。本次设计就是要通过设计达到保护环境，防止废旧电池污染环境的目的。 废旧电池有偿回收装置的设计主要有三个部分的设计：即投入装置、计数器和奖励物品送出装置的设计。投入装置要实现的功能是完成电池的识别，使不是电池的物品投入后计数器不工作，从而不送出奖励物品。只有旧电池投入后才能进行后面的工作。计数器要实现的功能是完成旧电池的计数功能，投入电池的数量不同，能送出的奖励物品也不同。奖励送出装置要实现的功能是在投入旧电池并完成计数功能后，通过控制电路送出相应的奖励物品。 例如，当人们向电池箱里投入一个旧电池后，经电池送入装置识别出是电池，然后计数器工作，奖励送出装置工作自动送出一颗彩色弹珠；当人们在一分钟内连续向电池箱里投入五个旧电池后，同样经电池送入装置识别出是电池，然后计数器工作，通过控制电路的作用，奖励送出装置可以完成送出一个新的干电池，但是这还是要看投入电池的人们自己的意思，也可以选择送出五颗彩色弹珠，通过按下奖励物品出口旁边的按钮自己选择。2.2 方案的选定 在做这个设计之前，我参考了很多的先前的设计思路，总结起来主要有以下的两种设计思路：2.2.1通过控制电路控制驱动器完成电池的识别、计数和送出奖励功能该设计方案涉及一种垃圾贮器，尤其是一种用于废旧电池回收的垃圾贮器。设有箱体，箱体内设有旧电池回收装置、新电池输出装置、控制电路，旧电池回收入口与新电池输出口设在箱体上。若探头设在旧电池滑道两侧，当旧电池滑道的长度大于若干个旧电池的直径时，探头输出信号端接控制电路的控制信号输入端，控制新电池输出装置送出一个新电池。图2-1控制电路控制驱动器的电池回收箱如上图所示，在箱体1内设旧电池回收装置2、新电池输出装置3、控制电路4、旧电池回收装置2设有入口21、旧电池滑道22、旧电池驱动器23、探头24，入口21设于箱体1的正面，旧电池滑道22的上端接入口21，旧电池滑道22的下端与旧电池驱动器23的电磁铁25相对。探头24由2对发射管与接收管组成，发射管与接收管分别位于旧电池滑道22的两侧。新电池输出装置3设有出口31、新电池通道32、新电池储存容器33和新电池驱动器34，出口31设于箱体1的正面，新电池通道32的上端与新电池储存容器33的下端出口连接，新电池通道32的下端接出口31，新电池驱动器34的电磁铁35位于新电池储存容器33的下端与新电池通道32的上端连接处。控制电路4设于箱体内的上部。控制电路分别与探头24、旧电池驱动器23、新电池驱动器34连接。该设计方法的控制电路如下图：图2-2控制电路探头24选用发射管LED1，LED2和接收管Q1，Q3与三极管放大电路（Q2，Q4）连接，由二极管D1、D2（IN4148）接电子开关（三极管Q5、Q6：8050×2）控制继电器J的动作，直接控制旧电池驱动器与新电池驱动器的电磁铁25、35的动作。选择合适的旧电池滑道22的长度以及2对发射管、接收管的位置，若按4个旧电池换一个新电池为原则，则从入口21投满4个旧电池阻隔，三极管Q2、Q4截止,Q5、Q6导通，控制电路给出控制信号，继电器J吸合，使新电池驱动器的电池铁动作，冲击新电池储存容器出口的1个新电池。当投入不足四个电池时，控制电路不动作。该设计思路能满足大部分的设计要求，但其奖励物品送出部分只能送出电池，而且当投入旧电池的数量低于四个是没有任何的奖励物品送出，这将从一定程度上影响人们回收旧电池的积极性。此外，这种设计方法比较复杂，制作也不是很方便，但其中的部分设计方法我们还是可以借鉴的，如电池的识别，在旧电池的滑道两边使用了红外传感器来判断。2.2.2回馈式电池回收装置回收装置包括机身和电池箱，机身的上部是货物展示柜，货物展示柜通过货物滑落通道与出货口连接，机身的面板上有电池投放口，电池投放口通过电池滑落管道与机身底部的电池箱连接。电池的投放口有三个，投放口为圆形，投放口的直径大小分别与一号电池、五号电池和七号电池的直径大小相匹配。图2-3回馈式电池回收装置如上图所示，该装置包括机身1和电池箱2，其特征在于：机身1的上部是货物展示柜3，货物展示柜3通过货物滑落通道4与出货口连接，机身的面板上有电池投放口5，电池投放口5通过电池滑落管道6与机身底部的电池箱2连接。回馈式电池回收装置的货物展示柜中放有回馈物，将相应型号的废旧电池投入相应的电池投放口内，机器内的电池识别系统判断投入物是否为废旧电池，然后电池将通过不同型号的电池滑落管道落到装置底部的电池箱中。接着，使用者可按下所需样式的回馈物的相应编号。经判断若投入物为废旧电池，回馈式电池回收装置中支撑回馈物的钢架旋转，所需的回馈物将会落下，沿着货物滑落通道入机身下部取物窗口内，使用者可从取物窗口内获得回馈物。这种设计方法与我们要做的设计比较接近了，但整体来说其回馈物还是比较单一，结构也不是很简单。综合这两种设计思路，我们得出了后面的废旧电池有偿回收装置的设计方法。第3章 电池投入装置和计数器的设计3.1自动售货机的投币计数装置根据技术要求和实现的功能我们可以参考自动售货机的投币计数器，如下图所示为一种自动售货机的投币计数器，它由投币通道、红外传感器、灵敏度调节门限电路及计数电路构成。投币通道由带投币口的长方体盒组成。其两侧壁带有四组各3个通孔，每组通孔两侧各安装3个红外发射管和3个红外接收管。下两通孔外缘间的距离分别略小于一元、五角、大一角和小一角硬币的直径，其中心距盒体内底面高度分别等于上述硬币的半径。上通孔的高度分别略大于上述硬币的直径。两侧壁前部各有一组两个孔，侧面各安装一对红外发射及反射接受对管。红外传感器由上述28个红外管组成，将检测信号送门限电路识别再送计数电路计数币值。图3-1 自动售货机的投币计数器其特征在于所说的投币通道由带有前投币口和后出币口的长方体形中空盒体组成，其前投币口露出在自动售货机壳体外面，盒体的左右两侧壁上带有四组通孔，每组通孔各有成三角形分布的三个，下两个通孔外缘之间的距离分别略小于一元、五角、大一角和小一角硬币的直径，其中心距盒体内底面高度分别等于一元、五角、大一角和小一角硬币的半径，每组通孔中上一个通孔的下缘距盒体内底面的高度分别略大于一元、五角、大一角和小一角硬币的直径，盒体的左右两侧壁的前部各带有一组两个孔，两组孔的孔位彼此错开而且不穿过相对侧壁。一元、五角、大一角和小一角四种硬币直径有较大不同，提供了不同的识别信息。投币通道上带有的四组成三角形分布的三个通孔其孔位尺寸各不相同，每一组孔只能与上述四种硬币中的唯一一种相对应，这是可以用红外传感器检测、识别的基础。投币通道上带有的四组成三角形分布的三个通孔可用于上述四种硬币的识别。将投币通道稍加倾斜安装在自动售货机壳体内，自前投币口投入上述四种硬币之一时，硬币便会沿着投币通道的盒体内底面滚动而下，直至从后出币口滚出，在这一过程中，每一种硬币在同时挡住四组通孔中下两个通孔而且又露出上一个通孔的情况是唯一的。由此便可实现对上述四种硬币币种的识别。盒体的左右两侧壁的前部各带有的一组两个孔，则可用于对硬币和其他异物的识别。通过对滚过投币通道的硬币或其他异物的反射光强弱的检测，便可以加以判断。红外传感器有6组共28个红外管。其中4组各由安装在位于盒体的左右两侧壁上的四组通孔一侧的3个红外发射管和安装在其另一侧的3个红外接收管组成。另外两组各由一对红外发射及反射接收对管组成，分别安装在左右两侧壁的前部带有的一组孔的侧面。两组各由一对红外发射及反射接收对管组成的红外传感器用于对硬币和其它异物的识别。调节灵敏度调节门限电路的电位器，使其与滚过投币通道的硬币或其他异物的反射光强弱相对应，当有一对红外发射及反射接收对管检测到红外光时，灵敏度调节门限电路进而可确认是否是硬币。确认是硬币后，灵敏度调节门限电路的开关管导通，使计数电路开通可以计数。安装在四组通孔一侧的3个红外发射管和安装在其另一侧的3个红外接收管中，当某一组的下两个红外红外接收管没有检测到在其另一侧的两个红外发射管发出的红外光（即通孔被硬币挡住），而其上一个红外接收管却检测到在其另一侧的上一个红外发射管发射出的红外光（即上一个通孔没有被硬币挡住）时，这一组红外传感器便确认有一个相应硬币进入，发出一个脉冲给计数器计数。3.2废旧电池有偿回收装置的投入计数装置的设计 废旧电池有偿回收装置的电池投入和计数装置和自动售货机的投币计数装置相似，这里我们可以根据前面所讲的原理稍加改变即可作为废旧电池有偿回收装置的投入计数装置。 由于要回收的电池常见的有一号，五号和七号电池，型号不同的电池的形状大小是不一样的，一号电池的一般尺寸为直径32.3±0.2mm，高度59.0±0.5mm；五号电池的一般尺寸为直径14mm，高度49mm；七号电池的一般尺寸为直径11mm，高度44mm，因此电池投入口的大小可以一号电池形状的大小来设置。但其具体投入口的大小应略大于一号电池的形状。以一个电池投入时为例，电池的投入计数装置如下图所示：图3-2电池投入计数原理图将旧电池通道倾斜的接在电池投入口下面，另一边则接废旧电池的回收箱，旧电池经过该通道的盒体内底面滚动而下，最后储存在专门的电池回收箱内。同样地，我们在电池投入通道的前端部分设置了两组各由一对红外发射及反射接收对管，这两组各由一对红外发射及反射接收对管组成的红外传感器用于对电池和其他异物的识别。由于要回收的有三种类型的电池，所以这里我们需要在旧电池通道内设置三组共18个红外管，每组安装在旧电池通道的左右两侧壁，每组红外管的3个红外发射管和3个红外接收管在通道的两侧均成三角形分布，下两个红外管外缘之间的距离分别略小于七号、五号和一号电池端面的直径值，其中心距盒体内通道底面的高度分别等于七号、五号和一号电池端面的半径值，每组红外管中最上面的一对红外管的下缘距盒体内通道底面的高度值分别略大于七号、五号和一号电池的端面直径值。电池投入通道上带有的三组成三角形分布的三个红外发射管和接收对管科用于上述三种电池的识别，当旧电池沿着滑道滑向回收箱的过程中，每一种电池在同时挡住三组红外管中下两个红外发射管和接收对管而又露出上一个红外发射管和接收对管的情况是唯一的，由此便可实现对上述三种电池的识别。当某一组的下两个红外接收管没有检测到在其另一侧的两个红外发射管发出的红外光（即通孔被电池挡住），而其上一个红外接收管却检测到在其另一侧的上一个红外发射管发射出的红外光（即上一个通孔没有被电池挡住）时，这一组红外传感器便确认有一个相应电池进入，发出一个脉冲给计数器计数。由此便实现了电池的投入识别装置和计数装置的设计。3.3旧电池回收箱的设计3.31材料的选择当旧电池通过设计的旧电池滑道落入专门的旧电池回收箱，这里我们要考虑的另外一个问题，即由于旧电池是具有腐蚀性的，如果处理不好，在电池箱内的旧电池腐蚀后，其中的重金属元素，酸碱等有机物还是会溢出污染水和土壤，从而污染环境，就不能起到我们保护环境的作用了，所以我们选择的旧电池回收箱的材料也必须是耐腐蚀性的。常见的耐腐蚀性的有机材料有聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯，它们对酸碱都具有较好的耐腐蚀性。聚四氟乙烯PTFE,F4，英文缩写为PTFE。是四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得“塑料王”之美称。中文商品名“铁氟龙”、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。它能在任何种类化学介质长期使用，能在+250至-180的温度下长期工作，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化。它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片。 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 聚四氟乙烯的基本结构为： - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -，聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的，用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等 ，它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。聚偏氟乙烯是白色粉末状结晶性聚合物。密度175-178gcm3。玻璃化湿度-39，脆化温度-62，熔点170， 热分解温度316以上，长期使用温度40150。可用一般热塑性塑料加工方法成型。其突出特点是机械强度高，耐辐照性好。具有良好的化学稳定性，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，发烟硫酸、强碱、酮、醚绵少数化学药品能使其溶胀或部分溶解，二甲基乙酰胺和二甲基亚砜等强极性有机溶剂能使其溶解成胶体状溶液。聚偏氟乙烯的结构式为-CH2-CF2-，聚偏氟乙烯树脂英文缩写为PVDF，主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等；目前在我国以偏氟乙烯为含氟单体和其他含氟单体共聚的涂料用常温固化型氟碳树脂尚未出现，在这方面具有巨大的发展空间。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。一般的钢铁，铸铁之类的都不耐酸碱和耐腐蚀，而最抗腐蚀的金属材料合金则是铌钽合金，无机酸中它只在氢氟酸中缓慢氧化，钽具有极高的抗腐蚀性。无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。但钽在热的浓硫酸中能能被腐蚀，在150度以下，钽不会被浓硫酸腐蚀，只有在高于此温度才会有反应，在175度的浓硫酸中1年，被腐蚀的厚度为0.0004毫米，将钽放入200的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.006毫米。在250度时，腐蚀速度有所增加，为每年被腐蚀的厚度为0.116毫米，在300度时，被腐蚀的速度则更加快，浸泡1年，表面被腐蚀1.368毫米。在发烟硫酸（含15%的SO3）腐蚀速度比浓硫酸中更加严重，在130度的该溶液里浸泡1年，表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀，但该反应一般在150度以上才发生，在250 度的85%的磷酸中，浸泡1年，表面被腐蚀20毫米，另外，钽在氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱，在110度40%浓度的烧碱溶液里，钽会被迅速溶解，在同样浓度的氢氧化钾溶液中，只要100度就会被迅速溶解。除上面所述情况外，一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比较罕见的。铌是灰白色金属，熔点2468，沸点4742，密度8.57克立方厘米。室温下铌在空气中稳定，在氧气中红热时也不被完全氧化，高温下与硫、氮 、碳直接化合 ，能与钛 、锆、铪、钨形成合金。不与无机酸或碱作用，也不溶于王水，但可溶于氢氟酸。铌的氧化态为1、 2、3、4和5，其中以5价化合物最稳定。以上的三种材料在常温下均能有耐酸碱、耐腐蚀的作用，具体选择哪种材料还要通过分析材料的性价比和电池箱的具体情况。此外电池箱没