歐學平， 歐佳順， 劉金榮

(1.嘉禾職業(yè)中專，湖南 嘉禾 424500；2.長沙航空職業(yè)技術(shù)學院，湖南 長沙 410123)

筷子是我國及東亞國家用餐的主要工具，筷子分為一次性筷子和反復使用的筷子，然而一次性筷子存在眾多問題，它導致大量的樹木被砍伐，如用價格低廉的毛竹為原料生產(chǎn)一次性筷子，容易霉變，如用有毒的化學物質(zhì)處理回收使用過的一次性筷子，會對人類的身體產(chǎn)生嚴重的危害，而大部分消費者對此并不知情[1]。另外有相關(guān)研究數(shù)據(jù)也表明，一次性筷子在水里面泡久以后會出現(xiàn)有害物質(zhì)，且一次性筷子會對生態(tài)造成嚴重的影響[2-4]。反復使用筷子的不合理消毒、放置及其使用也會導致飲食健康安全問題，如今在外就餐，經(jīng)?？梢钥吹娇曜臃诺揭粋€筷子盒或者消毒箱中，但是筷子的大頭和小頭并不是朝著一個方向，在取筷子的時候，小頭接觸食物的一端則會被污染，筷子成為主要的細菌傳播渠道之一[5]。這就容易染上消化道疾病，如肝炎、痢疾等疾病，它也可以成為幽門螺旋桿菌等細菌的傳播工具，容易引發(fā)腸胃炎、十二指腸潰瘍等疾病[6]。因此在食堂，筷子的統(tǒng)一朝向可以有效地避免疾病傳播。但是目前由于沒有成本低廉、操作簡單的筷子朝向分選裝置，導致食堂或者餐飲店的筷子朝向不一致，所以急需研發(fā)出一款成本低、操作方便的筷子朝向分選裝置，以解決筷子使用安全問題。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

筷子主要在中國、日本及韓國等東亞國家普遍使用，歐美等國家基本不使用筷子，所以目前關(guān)于筷子生產(chǎn)加工、整理設備的研究，僅僅在國內(nèi)相對較多。張春磊設計了一種筷子刮邊自動控制系統(tǒng)，主要用于筷子自動刮邊。張東成設計了一款竹筷生產(chǎn)用切割裝置，主要用于筷子切割。顧運輝設計了一種竹筷生產(chǎn)用打磨裝置，主要用于筷子外表面打磨。吳建華設計了一種筷子切頭機，主要用于筷子切頭。薛敏[7]研發(fā)了篾條自動分選設備，其利用鏡面反射原理，通過三菱 PLC控制，實現(xiàn)的智能篾條分選，具有分選精度高、操作簡單、維護方便、運行可靠等特點，但是該設備僅適用于篾條分選。鐘衛(wèi)東[8]在筷子生產(chǎn)設備尾部增加了自動衛(wèi)生筷子機成品分流器，在機床后端一側(cè)設計了一套齒輪傳動的偏心輪搖桿機構(gòu)，實現(xiàn)了成品筷子大小頭的自動分選，主要用于筷子加工設備。

從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以看出，目前關(guān)于筷子的生產(chǎn)加工設備相對較多，而對于筷子朝向分選的裝置研究較少，且運用在食堂和餐廳的筷子分選設備幾乎沒有研究，因此急需研究一款結(jié)構(gòu)簡單的筷子分選設備，以降低工作人員的勞動強度和保障筷子使用的健康安全。

2 分選裝置的設計

根據(jù)現(xiàn)有國內(nèi)外研究，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)水平，本文筷子朝向分選裝置采用了新的設計理念進行朝向分選，該裝置主要是利用了重力不平衡原理進行分選，利用筷子大頭和小頭的重量不一樣，使得朝向不一樣的就會分開，本裝置可以適用于不同長度、直徑的筷子，適應性強，操作方便。

根據(jù)設計目標筷子朝向分選裝置整體的結(jié)構(gòu)設計如圖1所示。裝置主要由手柄、主動輪、分隔板、筷子收集槽、傳送帶、張緊輪、分選區(qū)域、從動輪、裝置支撐部分、分選收集箱等組成。收集箱是用來收集未分向的筷子，主動輪帶動從動輪與傳送帶上均勻分布的分隔板(如圖2所示)，兩個分隔板之間的間隙正好可以容納一根筷子的寬度，避免間隙容納兩根筷子。張緊輪的頂部與從動輪頂部處于水平狀態(tài)，使得傳送帶到達分選區(qū)域時，傳送帶處于水平狀態(tài)，利于筷子的朝向分選。分選區(qū)域兩邊有筷子收集槽，用來收集朝向不同的筷子。

圖1 整體結(jié)構(gòu)圖

傳送機構(gòu)的設計如圖2所示，傳送帶處于中間位置，帶的寬度較小，分隔板均勻分布于傳送帶中，分隔板的間隙只能容納一根筷子，分隔板的高度是筷子直徑的2/3，分隔板的兩邊安裝有調(diào)整帶7，調(diào)整帶可以調(diào)整不同的寬度，以適應不同長度的筷子，調(diào)整帶底部與分隔板頂部相互連接。

圖2 傳送機構(gòu)的設計

3 工作原理分析

結(jié)合圖1對裝置的工作原理進行分析，朝向不統(tǒng)一的筷子放到筷子收集箱4中，當手柄1沿著順時針轉(zhuǎn)動時，帶動主動輪2順時針旋轉(zhuǎn)，主動輪帶動傳送帶順時針運動，收集箱里面的筷子則會掉入分隔板間隙中，從而向上運動。當筷子隨著傳送帶運動到分選區(qū)域時，筷子處于水平狀態(tài)，由于筷子的兩頭的重量不一樣，大的一頭則會掉下。具體分選原理如圖3所示，當筷子進入傳送帶后，由于兩頭的重量大小不一樣，如小頭受到的重力為G1，大頭受到的重力為G2，由于兩邊的重力不一樣，則筷子會倒向重的一邊，從而進入分選箱，實現(xiàn)筷子的朝向分選。

圖3 受力分選圖

4 總結(jié)與展望

通過上述的設計分析可知，本文設計的分選裝置整體結(jié)構(gòu)簡單，占用位置空間小，成本低，利用重力不平衡的原理分選，簡單可靠，省去了復雜的電氣控制系統(tǒng)，便于操作。利用調(diào)節(jié)帶的調(diào)整，可以適應不同長度的筷子分選，適應性較強。通過調(diào)節(jié)分隔板不同間隙，可以適應不同直徑的筷子。通過本裝置可以有效地實現(xiàn)筷子朝向分選，具有較廣闊的市場場景，因此具有較大的推廣價值。