袋装城市生活垃圾的破袋破碎研究

解决方案：3.3.1第一阶段——选择问题环节1-1决定解决方案的最终目的如下。A、技术目的是什么？（物体的什么特性必须改变）

破袋破碎机可以选择性的破碎垃圾B、解决问题过程中，物体的什么特性是不能改变的？

不宜破碎的物料（如玻璃、废电池）不能被破碎3.3.2第二阶段——更准确的定义问题环节2-1运用专利信息更加准确的定义问题A、其他专利中已经解决的问题和这个问题有多接近？ 分析专利信息，发现有很多表面上看来很相似的专利3、中国专利（01263077），如图3.5，本实用新型重要由机架、壳体、主轴、旋转式刀架、刀片和电机组成，刀片通过刀轴、刀轴盘甩片式活动的安装于刀架上，刀片呈Ｌ形并一组一组的排列于刀架上，每组刀片之间其Ｌ形互相交差设立，当主轴高速旋转时刀片间互相形成一封闭的破切转鼓，能有效的解决塑料袋的缠绕和破袋问题。其甩片式的刀片如遇大块高硬度的物质可以自动让刀让其通过，有效地解决了卡刀的现象。其结构简朴、破碎率高，为后道的深度分离、综合运用提供了可靠的条件。图3.5离心式生活垃圾破碎机因此，根据专利分析，大部分解决方案都是采用离心原理，进行破碎和分离垃圾，这样的特点有：速度越快、冲击力越大，破碎垃圾时产生的剪切力也越大，同时由于离心原理，可以实现对刀具的保护。但是由于刀片的不连续性，相邻间隔的刀具会产生连续的冲击力，会破坏不宜破碎的物件，比如玻璃、陶瓷等，但是速度越慢，又达不到很好的剪切效果。 B、类似问题在领先行业内是如何解决的 我们解决类似问题：如何让一个机构具有防缠绕、刀具可以不破碎玻璃、陶瓷等不宜破碎的功能。与这个问题最接近的行业是农业机械（播种机等），垃圾就像耕种的土地，我们看看农业机械中是如何解决这个问题的:中国专利（专利号：）本实用新型公开了一种播种机防缠绕开沟器，在开沟器立柱的前部固定上下支架和固定销、调节销，防绕辊平行安装在立柱的前侧，防绕辊用多边形钢管制作，当土壤中的杂草，秸秆等纤维物碰到防缠辊时，由于纤维物与防缠辊上的两个棱面的摩擦力不同，纤维物带动防缠辊旋转，从而避免缠绕在立柱或犁铧上，保证了播种施肥质量。 相比较而言，这个专利把刀具和防缠绕机构分开，把缠绕在刀具上的杂物转移到防缠辊上面，然后解决问题。但是这个专利对我们不管用，重点是我们的机构还必须具有分选的功能，这个专利仅仅能解决防缠绕的问题。环节2-3按照下面的格式用两句话描叙问题的条件（不用专业术语，也不要明确说明一定要想出、发现或者开发什么东西）给定的系统由什么部件（描叙其部件）组成。部件（描述部件）在什么条件下，产生不希望的结果（描叙结果）。让我们用两句话来描述问题，去掉专业术语，如破袋破碎机、颚式破碎机、粉碎机等（这些让我们想到用于毁坏的技术）：给定系统由机器和垃圾组成；玻璃、电池不能毁坏。（刀玻璃、电池也可以不用，但是这些词已经很通用，所以这些不会限制我们的想象力）环节2-4按照环节2-3的部件列成表部件类型部件A、在本问题的条件下，可以改变、重新设计或者重新调整的部件机器B、在本问题的条件下，难以改变的部件垃圾 机器是一个技术物体，可以按照我们的意愿改变形式。垃圾则是自然物，很难改变。因此机器为“A”，垃圾为“B”。3.3.3第三阶段——分析阶段环节3-1用下面的形式描述最终抱负解：从环节2-5中选择一个部件；描述它的动作描述它如何实行这个动作（回答这个问题总要用“它自己”这个词）描述它什么时候实行这个动作描述它在什么条件下（限制、规定等）实行这个动作让我们老描述这个最终抱负解（IFR）：机器破碎垃圾，消耗能量正常，就像没有不宜破碎的物质（玻璃、电池等）同样。环节3-2画两张图：“初始图”（IFR之前的情形）和抱负图（实现IFR后的情形）。如图3.6所示图3.6初始图，机器把垃圾所有打坏；抱负图，机器对玻璃不破坏环节3-3在“抱负图”中，找到环节3-1A指出的部件，用不同颜色的笔，或其他方法标示在规定的条件下不能实行规定功能的部分。 破袋破碎机的由A转轴和B刀片组成，在刀片B的部分当玻璃掉下的时候，不能实现需要的动作，由于刀片B直接剪切着玻璃。环节3-4为什么这个部件（自己）不能实行规定的动作？我们希望表达出的那个部分做什么动作？

我们希望刀具B不要剪切玻璃什么妨碍它自己实现这个动作？

1、刀具是破袋破碎机的重要部分，刀具B是一个固体，具有刚度，并且坚硬，这就是用来破碎垃圾的重要因素。

2、刀具被缠绕后，剪切大大减少，无法实现垃圾破碎。上面两步的冲突是什么？

刀具B部分应当存在，是船体的重要部分；但是它又不应当存在，由于它会剪切玻璃。同时还要增长机构，在专利分析中方案中，增长机构可以解决缠绕问题，但是这个机构会增大刀具最不宜破碎物损坏。环节3-5在什么条件下，这部分可以完毕规定的动作？（这一部分应当具有什么参数） 由于刀具B是必须的，所以要保存；可是由于它与玻璃产生冲突，因此必须消除这种冲突。环节3-6我们应当如何用这个部件具有3-5描述的特性？ 玻璃的大小和硬度，尚有垃圾的剪切力大小，决定了刀具B的工作状态。我们没有办法精的确时拟定垃圾的成分，但是我们可以控制刀具B的工作状态。刀具不一定要在任何时候都是破碎状态，也可以做成不能执行剪切的失效状态。如图3-7所示图3.7工作状态a是破碎状态，工作状态b是失效状态环节3-7归纳一个可以实现的概念。假如有几个概念，就用数字排列起来，把最有希望的排在第一，写下左右的这些概念：破袋破碎机要有足够的剪切力完毕破袋和垃圾破碎的功能，根据不宜破碎物和破碎垃圾的硬度差异，通过改变刀具的失效形式来保护对不宜破碎物体。环节3-8画一个实现第一个概念的原理图 如图3.73.3.4第四阶段——初步分析选定概念环节4-1在实行新想法或者新概念的时候，什么变好了，什么变坏了？写下实现了什么，什么变得更加复杂或者更加昂贵？ 在分析对垃圾中不宜破碎的物体通过破袋破碎机时，要保证完整性，采用刀具失效的得到了改善。因此以不易损坏的物体为研究对象，改善参数：易损坏性恶化参数：有害的扩散和可靠性分别说明：有害的扩散是刀具的失效，增长垃圾中的成分。可靠性是刀具容易发生缠绕，不能可靠的工作。环节4-2修改所提出的设备或者方法，是否也许防止要变坏的部分发生？画图表达修改的设备或者方法。 假如采用激光等非接触的破碎方法，就不存在这类问题。环节4-3现在什么会变坏（更复杂，更昂贵）？ 采用激光破碎能量消耗更大，由于垃圾中具有70%的水分；激光设备更加昂贵和复杂，在垃圾解决中容易引起火灾。况且在目前的破碎机，趋势是不改变垃圾的物理和化学性质，最佳的方式还是采用机械结构。环节4-4比较得失：A、哪个更大？B、为什么？ 在比较这些方案当中，机械接触式破碎在目前破碎机行业来说，成本较低，制造简朴，更加安全，符合行业规定。但是也不能忽略非接触破碎的概念，由于这个概念帮助我们突破“最大化破碎垃圾”的思维惯性，由于非接触场就像一把刀具，最终都消耗在在垃圾上。3.3.5第五阶段——实行阶段虽然找到了解决问题的思考方向，但是很多的技术矛盾还是得用矛盾矩阵引导，才干更好的把这个概念变成现实研究的对象是不宜损坏的物体环节5-1选择矛盾矩阵表中的第1列必须改善的特性： 在传统破碎机中，一般都破坏了这些不宜破碎物，为了提高垃圾分类后的运用效果，我们要改善这些不宜破碎物的已损坏性；因此第1列选择为：易损坏性（第38行）矛盾矩阵分析环节5-2假如不考虑损失，如何用任何已知的方法来改善这个特性（从环节5-1）？假如采用已知的方法，什么特性会恶化？一种改善不宜损坏物的易损坏的特性的办法是改用失效强度低刀片完毕。但是失效的刀片会增长垃圾的成分，同时容易缠绕，因此增长了有害的扩散（第30列）和减少了可靠性（第35列）。环节5-3在矛盾矩阵里，找到消除技术矛盾的发明原理对分析结果查询矛盾矩阵，找出技术矛盾的解决方案恶化参数恶化参数改善参数有害的扩散可靠性易损坏性01,35,24,39,19,1328,35,25,36,40,37,05表格说明：表格中的数字代表40条发明原理的相应序号，数字排列顺序是参考的最佳解决原理，顺序是按照相关度来排列的。环节5-4研究如何运用这些发明原理分析第一个矛盾改善不宜损坏物易损坏性，刀具的损坏会增长有害的扩散，按照矛盾矩阵的原理应当采用分割的原理，也就是将增长有害扩散的刀具分割出去。继续分析会发现，这种有害因素的发生是在接触不宜损坏物的时候才产生，并不是在任何时候都会发生的。因此按照分割原理可以分为时间分离、空间分离。因此这个可以采用时间分离，分离的时间是当检测到有不宜损坏物的时候发生。 根据垃圾中，不宜损坏物与其他物体本质的区别是他们需求的剪切力大小不同，因此根据分离原理，设计的方案有：破袋破碎机要有足够的剪切力完毕破袋和垃圾破碎的功能，根据不宜破碎物和破碎垃圾的硬度差异，采用一个避让机构来完毕，当小于定值的剪切力的时候，实现对垃圾的破碎功能。当碰到不宜破碎物，剪切力大于定值，刀具避让，想当于原始方案的刀具失效。破袋破碎机可以根据离心力原理决定刀具的失效形式，由于刀具的工作状态是在垃圾剪切力小于定值的情况下工作。破袋破碎机可以通过传感器技术检测到的扭矩来决定刀具的工作状态，由于不宜破碎物被剪切时的扭矩比垃圾破碎工作状态的扭矩大。分析第二个矛盾改善不宜损坏物易损坏性，垃圾容易缠绕刀具，减少了机器的可靠性。按照矛盾矩阵表中，最相关的是自服务原理，也就是说刀具自己自身就能清理自身的缠绕物，而不需要借助辅助和维修操作完毕。根据专利案例（专利号：）一种播种机防缠绕开沟器，和中国专利（专利号：99231727）一种袋装垃圾破袋破碎机的提醒，采用一个偏置结构来实现这种防缠绕的功能。刀具周期性的收缩和伸出，外部支撑部件就可以将缠绕剥落。偏置结构的方案选择有两种：采用连杆的偏置结构完毕[38]。采用偏心轮结构完毕[38]。3.3.6第六阶段——综合阶段环节6-1决定如何改变我们修改了的系统所属的超系统 通过以上两个技术矛盾的分析，只采用