一种废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置的制作方法

本实用新型涉及回收机械领域，尤其涉及一种废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置。

背景技术：

中性笔起源于日本，是目前国际上流行的一种新颖的书写工具。中性笔以其简单、方便的优势征服了广大消费者，成为多数人用笔的首选。资料显示，我国目前有近3亿名在校学生，而一年使用完废弃的中性笔芯多达150多亿只，这些笔芯首尾相连，可绕地球45圈。笔芯虽小，造成的污染却不容忽视。

目前，中性笔芯的笔杆，笔套材料主要是聚苯乙烯(ps或gpps)，随意丢弃的废弃笔杆在自然条件下不能自然分解，经过燃烧和阳光长时间照射，会产生一氧化碳，氯化物等对人体，对环境有害的物质；中性笔芯笔头所使用的材料包括铁，铬，镍，铅，钨等重金属，这些金属元素无法被生物分解，并且在经过食物链的能量传递作用后，最终会危及人类健康；中性笔芯的笔杆内的残留物主要由中性墨水、密封剂、增稠剂和其他添加剂组成，以上所列的残留的成分中，多数是具有挥发性的有毒有害的有机物，直接或间接地危害人类的生存环境。

由于中性笔芯是由笔杆，笔套，笔头三部分组成，对于废弃中性笔芯的回收，如果不能解决中性笔芯三部分的分离问题，势必会造成环境的污染及资源的浪费。但是由于废弃中性笔芯的再回收的成本高于购买原材料的成本，因此导致了废弃中性笔芯回收发展受阻。现阶段，比较简便的回收方法就是焚烧用于发电，再把炉渣进行填埋处理。目前，市场上还没有比较完整的将废弃中性笔芯彻底分离的产品或技术。

技术实现要素：

本实用新型提供一种废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置，可以快速、便捷、高效的将废弃中性笔芯的笔杆、笔套、笔头三部分分离，并实现笔杆、笔套、笔头的分拣、分类回收的过程；

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置，包括笔芯传送机构，笔芯分离机构，分拣机构；所述的笔芯分离机构位于主机架平台17的正中，所述笔芯传送机构和分拣机构分别位于主机架平台17的两侧，以上三种机构由三条传送带联接，所述三条传送带分别为主传送带55，一号传送带58，二号传送带59，所述三条传送带由第二驱动装置驱动，为同步运动；

所述笔芯传送机构，包括：存储笔仓1；传送带轮组10，减速电机2，槽轮机构；所述减速电机2为自动分离分拣回收装置的第二驱动装置；所述传送带轮组10包括：驱动轮安装箱28，从动轮安装箱23，主传送带55，驱动轮54，从动轮56，驱轮轴60；所述主传送带55上均匀分布半圆柱形凹槽；所述主传送带55配合驱动轮54和动轮56进行传动；所述驱动轮54安装在驱动轮安装箱28内，所述从动轮56安装在从动轮安装箱23内，驱动轴60与驱动轮54同心固连；所述驱动轮安装箱28上部设有燕尾槽；所述槽轮机构，为单圆销外槽轮机构，包括：槽轮拨盘46、槽轮47及槽轮轴套48；所述槽轮拨盘46包含圆柱销，所述槽轮47具有径向槽，槽轮轴带有槽轮轴套48的一端与驱动轴60同轴，所述驱动轴60通过插销与槽轮轴套48上的孔锁定；所述槽轮拨盘46通过二号联轴器45与所述减速电机2同轴固连，所述减速电机2与减速电机安装座44固连，二者固连在减速电机箱16内部的减速电机安装台3上，减速电机控制模块4放置于减速电机安装台3下；存储笔仓1下部设有梯形导轨，所述梯形导轨与驱动轮安装箱28上部燕尾槽相匹配，所述存储笔仓1下方正对主传送带55；

所述笔芯分离机构，包括：直线丝杆滑台模组6,同步带轮组7，笔杆夹持刀具组9，笔套、笔头分离机构组15；所述同步带轮组7包括：一号同步轮29，二号同步轮30，同步带31，所述直线丝杆滑台模组6为自动分离分拣回收装置的第一驱动装置；所述直线丝杆滑台模组6包括：步进电机40、直线丝杆39和直线滑台37；所述直线丝杆滑台模组6正立固定在所述主机架平台17上，所述步进电机40通过一号联轴器41与所述直线丝杆39同轴固连，所述直线丝杆39与所述二号同步轮30同轴固连，所述直线滑台37正上方配有一光轴5，所述光轴5与所述一号同步轮29同轴固连，所述光轴5安装在主机架一号侧板25与主机架三号侧板27之间，并穿过主机架二号侧板26；所述直线滑台37内部有孔，所述直线丝杆39通过该孔穿过直线滑台37，所述直线滑台37在笔杆夹持刀具组9和笔套、笔头分离机构组15之间运动；撞击块36安装在直线滑台37上部，两个支撑枕块8对立固定在主机架平台17上，位于主机架一号侧板25与主机架二号侧板26间，支撑枕块8后上方设有安装孔；两支撑枕块8内分别各装有一个限位开关38，支撑枕块8前部设有燕尾槽，燕尾槽内设有弹簧；所述笔套、笔头分离机构组15包括：笔套夹持刀具49，笔头夹持上刀具51、笔头夹持下刀具35，复位弹簧50；所述笔套夹持刀具49上均匀设有三个燕尾槽，所述笔头夹持上刀具51上部均匀设有三个梯形导轨；所述燕尾槽与所述梯形导轨相配合，所述燕尾槽内设有复位弹簧50；所述笔套夹持刀具49为楔形，下端均匀开有半圆柱形凹槽；笔头刀具安装把43，一面为梯形导轨52，另一面为直线齿条53，所述梯形导轨52与主机架横板24上的燕尾槽配合，所述直线齿条53与安装在光轴5上的齿轮34配合；所述笔杆夹持刀具组9包括：笔杆夹持上刀具32、笔杆夹持下刀具33；所述笔杆夹持上刀具32安装在笔杆刀具安装把42上，笔杆夹持下刀具33通过螺钉与两支撑枕块8后部的安装孔固定；主机架一号侧板25与主机架三号侧板27上方有两片活动的隔离盖18,所述隔离盖18与主机架一号、三号侧板合页铰接；

所述分拣机构，包括：一号传送带58，二号传送带59，h型导流滑杆12，笔套滑槽13，笔头滑槽14，笔杆回收箱20，笔套回收箱21，笔头回收箱22；所述一号传送带58，二号传送带59均由驱动轮54驱动，所述一号传送带58，二号传送带59均与主传送带55同步运动；所述一号传送带58、二号传送带59分别用五根传送带搭棍57安装在主机架一号侧板25与主机架二号侧板26间；所述h型导流滑杆12安装在主传送带55末端，所述笔杆回收箱20位于从动轮安装箱23外侧；所述一号传送带58配有笔套滑槽13，所述笔套回收箱21位于从动轮安装箱23外侧；所述二号传送带59配有笔头滑槽14，所述笔头回收箱22安装在从动轮安装箱23外侧；

废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置由主控制台11控制，所述主控制台11安装在主控制台安装台19上，所述主控制台设有“绿”、“红”“黑”三个按钮，所述绿按钮为“开始”键，所述红按钮为“结束”键，所述黑按钮为“急停”键；

本装置的有益效果为：

本实用新型废弃中性笔芯自动分离分拣回收装置，结构简单，设计合理，轻松实现了废弃中性笔芯的自动分离、回收；可连续，批量处理，大大提高了分离效率；

本装置利用直线丝杆滑台模组驱动笔芯分离机构做往复运动，实现了笔杆、笔套、笔头的夹持与放开，同时丝杆上的滑台推动笔头夹持下刀具，实现了废弃中性笔芯各部分的分离任务；

本装置设有三个回收箱，可分别存放笔杆、笔套、笔头，当回收箱收集满后，将回收箱取出，分类回收笔杆、笔套、笔头；本装置自动实现了废弃中性笔芯笔杆、笔套、笔头三部分的分离与分拣处理，有利于节约资源和环境保护；回收的笔杆、笔套可以进行回炉重塑，资源再利用；金属笔头可以另行按回收废旧金属处理；此外，笔杆还可以在处理后用于制作工艺品，该工艺品具有较好的市场前景，极具经济价值。

附图说明

图1为一种废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中装置机架平台的机构示意图；

图3为本实用新型实施例中第一驱动装置的局部示意图；

图4为本实用新型实施例中第二驱动装置及槽轮机构的局部示意图；

图5为本实用新型实施例中笔套夹持单元的主、俯视图，半剖视图及局部放大图；

图6为本实用新型实施例中传送带轮组的局部视图；

图7为本实用新型实施例中废弃中性笔芯分离前、后的结构示意图；

其中，附图1到附图7中：

1、存储笔仓；2、减速电机；3、减速电机安装台；4、减速电机控制模块；5、光轴；6、直线丝杆换台模组；7、同步带轮组；8、支撑枕块；9、笔杆夹持刀具组；10、传送带轮组；11、主控制台；12、h型导流滑杆；13、笔套滑槽；14、笔头滑槽；15、笔套、笔头分离机构组；16、减速电机箱；17、主机架平台；18、隔离盖；19、主控制台安装台；20、笔杆回收箱；21、笔套回收箱；22、笔头回收箱；23、从动轮安装箱；24、主机架横板；25、主机架一号侧板；26、主机架二号侧板；27、主机架三号侧板；28、驱动轮安装箱；29、一号同步轮；30、二号同步轮；31、同步带；32、笔杆夹持上刀具；33、笔杆夹持下刀具；34、齿轮；35、笔头夹持下刀具；36、撞击块；37、直线滑台；38、限位开关；39、直线丝杆；40、步进电机；41、一号联轴器；42、笔杆刀具安装把；43、笔头刀具安装把；44、减速电机安装座；45、二号联轴器；46、槽轮拨盘；47、槽轮；48、槽轮轴套；49、笔套夹持刀具；50、复位弹簧；51、笔头夹持上刀具；52、梯形导轨；53、直线齿条；54、驱动轮；55、主传送带；56、从动轮；57、传送带搭棍；58、一号传送带；59、二号传送带；60、驱动轴；61、笔杆；62、笔套；63、笔头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

现结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意的方式说明本实用新型的基本机构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

本实用新型废弃中性笔芯自动分离分拣回收装置的回收对象为常见的中性笔芯，如图7所示，所述废弃中性笔芯由笔杆、笔套、笔头组成。其中笔杆、笔套的材质为塑料，笔头的材质为金属，如铁铬、镍等。所述废弃中性笔芯三部分联接紧密，两个连接处的粘着力不同。

一种废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置，如图1-6所示，包括笔芯传送机构，笔芯分离机构，分拣机构。笔芯分离机构位于主机架平台17的正中位置，笔芯传送机构和分拣机构分别位于主机架平台的两侧，以上三种机构由三条传送带联接，所述三条传送带分别为主传送带55，一号传送带58，二号传送带59，所述三条传送带由第二驱动装置驱动，为同步运动。

所述的笔芯传送机构，包括：存储笔仓1；传送带轮组10，减速电机2，槽轮机构；所述减速电机2为自动分离分拣回收装置的第二驱动装置；传送带轮组10包括：驱动轮安装箱28，从动轮安装箱23，主传送带55，驱动轮54，从动轮56，驱轮轴60；主传送带55上均匀分布半圆柱形凹槽，所述凹槽半径略大于笔杆半径，传送过程中将废弃中性笔芯快速定位在凹槽中；主传送带55配合驱动轮54和动轮56进行传动；驱动轮54安装在驱动轮安装箱28内，驱动轮安装箱28上部设有燕尾槽；从动轮56安装在从动轮安装箱23内。槽轮机构，如图4所示，为单圆销外槽轮机构，包括：槽轮拨盘46、槽轮47及槽轮轴套48；槽轮拨盘46包含圆柱销，槽轮47具有径向槽，槽轮轴带有槽轮轴套48的一端与驱轮轴60同轴，通过插销与槽轮轴套48上的孔锁定；槽轮拨盘46通过二号联轴器45与减速电机2同轴固连，减速电机2与减速电机安装座44固连，二者固连在减速电机箱16内部的减速电机安装台3上，减速电机控制模块4放置于减速电机安装台3下。

所述槽轮机构工作时，槽轮拨盘46为主动件，以一定的转速作连续回转运动，槽轮47为从动件，在圆柱销的带动下，作时而转动、时而停止的间歇运动。槽轮的内凹圆弧面为锁止凹弧，槽轮拨盘外凸圆弧为锁止凸弧，当槽轮拨盘上的圆柱销还未进入槽轮的径向槽内，槽轮的内凹圆弧面被转动的槽轮拨盘外凸圆弧卡住，此时槽轮静止不转动；当槽轮拨盘上的圆柱销开始刚要进入槽轮的径向槽内时，则锁止凹弧和锁止凸弧已有一半脱离锁止位置，此时处于非锁紧状态，圆柱销带动槽轮转动，使槽轮转动方向与槽轮拨盘转向相反；当圆柱销从槽轮径向槽内脱出时，则锁止凹弧和锁止凸弧又要进入锁止状态，槽轮又将被卡住不能转动，直至下一次圆柱销再度进入槽轮的径向槽内时，才重复上述运动，从而将主动拨盘的连续转动变为槽轮的间歇运动，即槽轮拨盘旋转一周，槽轮转过一个槽口，完成一次间歇运动。将一次间歇运动的周期称为传送周期。

废弃中性笔芯存储于存储笔仓1内，笔芯传送机构工作时，笔芯落在正下方的主传送带55上，所述主传送带55上均匀分布半圆柱形凹槽，所述凹槽半径略大于笔杆61半径，笔芯在下落后被定位在每一个凹槽内，通过驱动轮54带动主传送带55作间歇运动，将废弃中性笔芯从存储笔仓1均匀运出。

所述笔芯分离机构，包括：直线丝杆滑台模组6,同步带轮组7，笔杆夹持刀具组9，笔套、笔头分离机构组15。同步带轮组7包括：一号同步轮29，二号同步轮30，同步带31；所述直线丝杆滑台模组6为自动分离分拣回收装置的第一驱动装置；所述直线丝杆滑台模组6由步进电机40、直线丝杆39和直线滑台37组成；所述步进电机40通过一号联轴器41与所述直线丝杆39同轴固连，步进电机40带动直线丝杆39同步转动。直线滑台37由限位开关38控制,步进电机40左右两侧各安装一个限位开关38，限位开关38的传感器可以实时监测直线滑台37的位置，直线滑台37将直线丝杆39的旋转运动转变为直线运动，用以控制直线滑台37的运动轨迹，使直线滑台37笔杆夹持刀具组9和笔套、笔头分离机构组15之间运动。

步进电机由一控制器控制，该控制器配合有两限位开关38对步进电机40的转动方向进行控制，步进电机40顺时针转动时，通过一号联轴器41带动所述直线丝杆39作顺时针转动，使直线滑台37向笔套、笔头分离机构组15端运动，将此时步进电机40转动方向记为正转，直至到达靠近笔套、笔头分离机构组的限位开关38所处的限位点位置，限位开关内的传感器收到直线滑台37发出的信号，限位开关38向步进电机40的驱动控制器发出一个反馈信号；所述控制器立即调控步进电机40进行逆时针转动，记为反转，使直线滑台37向笔杆夹持刀具组9端运动，直到远离笔套、笔头回收机构组15的另一限位开关所处的位置，另一限位开关接收到直线滑台37传出的信号，该限位开关把反馈信号传给控制器，控制器调控步进电机40进行正转，直线滑台37再次向靠近笔套、笔头回收机构组15端运动。即直线滑台37进行一次往复运动，经过两次限位开关38，步进电机40进行两次正反转交换，完成一次分离周期。当传送周期与分离周期一致时，整个装置就可以连续而平稳的进行下去。

同步带轮组7由一号同步轮29，二号同步轮30，同步带31组成；所述一号同步轮29半径大于所述二号同步轮30半径，其中二号同步轮30起驱动作用，两同步轮配合一同步带31进行传动。所述直线滑台37的行程大于夹持刀具的工作行程。直线丝杆39与二号同步轮30同轴固连，光轴5与一号同步轮29同轴固连。在传动过程中，所述同步带轮组7形成一个减速器，在降低速度的同时增加扭矩，为废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置中的夹持刀具提供更大的剪力。当步进电机40带动直线丝杆39正转时，直线丝杆39同时通过同步带轮组7带动上方光轴5转动，与光轴5固连的两个齿轮34同时运动；齿轮34经笔杆刀具安装把42和笔头刀具安装把上的齿条传动，使笔杆夹持上刀具32、笔套夹持刀具49，笔头夹持上刀具51实现向下运动；同理，当步进电机40反转时，上述三种夹持刀具将向上运动；步进电机40在带动直线滑台37做前后往复运动的同时，通过同步带轮组7及齿轮齿条机构，使所述夹持刀具上下移动，实现对笔杆、笔头的夹紧与放开。

如图1-3所示，两支撑枕块8对立固定在主机架平台17上，位于主机架一号侧板25和主机架二号侧板26间，所述支撑枕块8后上方设有安装孔，用于安装笔杆夹持下刀具33；支撑枕块8前部设有燕尾槽，燕尾槽内设有起复位作用的弹簧。两个限位开关38分别安装在所述两支撑枕块8内部，用以限制直线滑台37的往复运动。笔套、笔头分离机构组15包括：笔套夹持刀具49，可活动的笔头夹持上刀具51和笔头夹持下刀具35，复位弹簧50。笔套夹持刀具49上均匀设有三个燕尾槽，燕尾槽与笔头夹持上刀具51上部所设三个梯形导轨相配合，燕尾槽内设有复位弹簧50，所述复位弹簧50用以复位笔头夹持上刀具51。笔套夹持刀具49为楔形，下端开有均匀的半圆柱形凹槽，用以卡住笔套62的后部凸起套结，使笔套62与笔头63分离。笔头刀具安装把43，一面为梯形导轨52，另一面安装有直线齿条53，所述梯形导轨52与主机架横板24上的燕尾槽配合，另一端直线齿条53与安装在光轴上的齿轮34配合，通过所述齿轮和直线齿条的传动，控制笔套、笔头分离机构组15的闭合与分离。笔杆夹持刀具组9包括：笔杆夹持上刀具32、笔杆夹持下刀具33。所述笔杆夹持上刀具32安装在笔杆刀具安装把42上，笔杆夹持下刀具33安装在两支撑枕块8后部；所述笔杆刀具安装把42与笔头刀具安装把43,结构相同，原理一致，均为通过齿轮和直线齿条传动实现笔杆夹持刀具组9的闭合与分离。

当步进电机40正转带动直线滑台37向靠近笔套、笔头回收机构组15运动时，直线滑台37上的撞击块36与笔头夹持下刀具35发生碰撞，撞击块36推动笔头夹持下刀具35继续向前运动，此时笔套、笔头分离机构组15处于闭合状态，笔头夹持上刀具51也随之向前运动，当直线滑台37到达限位点，完成废弃中性笔芯三部分的分离过程。由于笔杆61与笔套62、笔套62与笔头63之间的粘着力不同，且后者的粘着力大于前者，因此，撞击发生的瞬间，笔杆61与笔套62先一步分离，而笔头63与笔套62尚未分离，之后笔套62的后部凸起套结会卡在所述笔套夹持刀具49的凹槽内，笔套62停止运动，笔头63继续向前运动直至与笔套62分离，完成笔套62和笔头63的分离过程。

当步进电机40反转带动所述直线滑台37向后运动时，通过所述同步带轮组7及齿轮齿条传动使夹持刀具向上运动，实现放开过程，笔套夹持刀具49燕尾槽内的复位弹簧50将笔头夹持上刀具51复位至初始分离状态；同时，两支撑枕块8燕尾槽内的弹簧也将笔头夹持下刀具35复位至初始分离状态，等待下一次的分离过程。在分离机构进行分离时，传送机构处于间歇运动“停”的阶段，当分离机构复位时，传送机构处于间歇运动“动”的阶段，这两个过程相互配合共同完成废弃中性笔芯分离任务。

主机架一号侧板25和主机架三号侧板27上方有两片可活动的隔离盖18,所述隔离盖18通过合页与主机架一号、三号侧板铰接，当所述废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置运行时，盖上隔离盖18，防止操作者将手意外伸入造成伤害；当装置发生故障时，可以打开盖子进行检修。

所述分拣机构，如图1、图2、图6所示，包括：一号传送带58，二号传送带59，h型导流滑杆12，笔套滑槽13，笔头滑槽14，笔杆回收箱20，笔套回收箱21，笔头回收箱22。所述一号传送带58，二号传送带59均由传送带轮组驱动轮54驱动，一号传送带58，二号传送带59均与主传送带55同步运动。一号传送带58、二号传送带59分别用五根传送带搭棍57安装在主机架一号侧板25和主机架二号侧板间。h型导流滑杆12安装在主传送带55末端，用以将分离后的笔杆导流至笔杆回收箱20内，笔杆回收箱20位于传送带轮组从动轮安装箱23外侧。一号传送带58配有笔套滑槽13，分离后的笔套62通过笔套滑槽13滑入笔套回收箱21，笔套回收箱21位于传送带轮组从动轮安装箱23外侧；二号传送带59配有笔头滑槽14，分离后的笔头63通过笔头滑槽14滑入笔头回收箱22，笔头回收箱22同样位于传送带轮组从动轮安装箱23外侧。所述一号传送带58、二号传送带59均为软质传送带，且边缘带有凸起，用以防止笔套、笔头脱离传送带。三个回收箱，用以分别存放笔杆、笔套、笔头，当笔杆、笔帽、笔头回收箱收集满后，将其取出，回收箱内的笔杆、笔套、笔头，从而实现资源节约和环境保护。

所述废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置由主控制台11控制，主控制台设置了“绿”、“红”“黑”三个按钮，其中“绿”按钮为“开始”，“红”按钮为“结束”，“黑”按钮为“急停”，三个按钮控制废弃中性笔芯的自动分离分拣回收装置的运行。