我国清扫车发展现状与设计趋势研究

董敏，房振涛

摘要：我国清扫机行业经过几十年的发展，取得了长足的进步，与其他国家类似，我国的清扫机发展也经历了纯扫式、吸扫式、纯吸式等几个不同的阶段，道路清扫机械紧跟时代发展步伐。文章阐述道路清扫机械发展现状，探索未来道路清扫机械的发展趋势。新的形势引发人们新的思考，在新冠肺炎疫情环境下，人们更应该思考道路清扫机械的未来发展。

关键词：清扫车;发展现状;设计趋势

中图分类号：U469.691 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）23-0-03

1 马路清扫机的发展史

随着经济社会的发展和人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高。健康舒适的生活环境是一个城市发展的重要标志。环保力度的逐渐加大，使马路清扫车扮演的角色愈发重要。与人工清扫相比，机械化的马路清扫有着无可比拟的优势。人工清扫效率低下，劳动强度大，且污染严重。此外，随着社会的发展，从事道路清扫的人越来越少，劳动力匮乏，且大多为年龄大的劳动者，或者是从一线下来的退休工人。机械化清扫的发展弥补了这一不足，其效率高，省事省力，并且不需要大量的劳动力。机械化清扫在改善劳动条件、提高作业效率、增强道路养护能力方面发挥着重要的作用，因此机械化代替工人养护道路成为必然趋势和时代潮流。

道路清扫机械设备于19世纪20年代起源于欧洲，其发展大致经历了三个阶段，分别是纯扫式、纯吸式、吸扫结合式。其中吸扫式道路清扫机又可以分为干式道路清扫机与湿式道路清扫机两种。

我国的马路清扫机发展阶段与发达国家类似，但我国马路清扫机发展起步较晚。我国的扫路车发展起源于20世纪60年代，也经历了与西方类似的三个发展阶段。20世纪60年代，我国第一代扫路车研制成功，是纯扫式的马路清扫车，我国扫路车发展的大幕由此拉开。但我国研制的纯扫式清扫车存在很大的不足，如清扫效率低下、噪声大、扫起的扬尘对空气污染较大等。因此，20世纪80年代末，长沙建设机械研究院设计出了我国第一代吸扫式清扫车，我国道路清扫车的发展也因此进入快车道。第二代道路清扫机也凭借效率高、性能好等优点迅速在全国推广。到了21世纪，我国扫路车迅速发展，并且逐渐呈现多元化趋势，出现了纯吸式清扫车等三代马路清扫车。另外，由于不同的条件限制及需求，出现了湿式清扫车以及不需要水的干式清扫车。

2 我国马路清扫机发展现状

我国市面上现存的马路清扫车主要有进口扫路车与国产扫路车。进口扫路车主要进口自美、德、日、瑞士等发达国家，这些国家机械化道路养护发展较早，已经相当成熟。但进口的清扫车往往不适应我国国情，我国现在绝大多数的清扫车都是在庆南五十铃和东风底盘的基础上改装而来的。作业方式大多为吸扫结合的湿式马路清扫车。我国马路清扫机与发达国家相比存在不小的差距，特别是在噪声处理、污染物处理、舒适性与可靠性方面的差距尤为明显。此外，我国马路清扫机的功能较单一、创新程度不高，这也制约着我国马路清扫机的发展，因此从设计入手加以创新刻不容缓。

3 马路清扫机的分类

垃圾清扫车按行走方式可分为手推式、手扶式、自行式，按照作业方式可分为纯扫式、吸扫式、纯吸式，按照除尘方式可分为湿式和干式。

3.1 行走方式分类

手推式垃圾清扫车是一种需要工作人员推动进行作业的小型垃圾清扫车。清扫范围一般在8000 mm～12 000 mm。因为体型较小，所以不适合用作户外的马路清扫。其作业范围局限在室内，如篮球场、工厂等平坦的空间内。手扶式垃圾清扫车与手推式类似，但在手推式基础上加装了行走装置，作业时只需要工作人员跟随操作。相较于手推式，手扶式降低了作业强度。自行式垃圾清扫车是由操作人员驾驶作业的一种马路清掃车，有大型的马路清扫车，也有小型的马路清扫车。它的作业范围更广，作业条件与前两种相比更恶劣。

3.2 作业方式分类

纯扫式垃圾清扫车是一种没有负压风机吸垃圾的清扫机。它主要是通过扫刷将垃圾清扫收集到车底，然后通过车后的扫滚将收集到的垃圾直接扫到车内的垃圾收集装置中。这种扫路车噪声大、污染严重，且效率低，逐渐被吸扫式垃圾清扫车取代。吸扫式的垃圾清扫车集扫与吸于一身，它的工作原理是先通过扫盘将垃圾扫起，然后通过负压吸嘴将垃圾吸到垃圾收集箱内。吸扫式垃圾清扫车是目前市面上最常见也是应用最广泛的一类扫路车。纯吸式的扫路车目前在市面上极少，它没有扫盘装置，主要通过吸嘴将垃圾直接吸走。纯吸式的扫路车主要是小型扫路车。

3.3 除尘方式分类

干式扫路车在扫路过程中不喷洒水，但必须配备过滤除尘装置。作业时，大的垃圾会在箱体中自然沉降，小的颗粒灰尘就通过过滤装置除去，然后经过过滤的空气再排到空气中。湿式扫路车在工作过程中会喷洒水使小颗粒灰尘结块，然后将其吸入垃圾箱，再自然沉降。由于湿式扫路车作业过程中会使用水，因此在冬天尤其是北方寒冷的冬天会造成路面结冰，所以使用会受到限制。

4 马路清扫机的设计发展趋势

随着经济社会的发展，马路清扫机在城市生活中扮演着越来越重要的角色，人们对扫路车也提出了各种各样的需求以适应社会发展。当前马路清扫机呈现出几种发展趋势。

4.1 小型化趋势

由于城市人口密度的增加，马路清扫车小型化已经成为一种趋势。受垃圾成分多样、道路状况复杂、造价高昂、高耗能、粗排放、吸附造成的二次空气污染等诸多因素的影响，一般的马路清扫机已不能满足社会发展的要求[1]。因此，设计一款适用于复杂路况作业的小型扫路车刻不容缓。小型扫路车可以利用纯电力作为动力，其具有轻污染、噪声小、使用方便、快捷高效的优点。英国的Johnston就是一家主要生产小型化扫路车的厂家，其生产的扫路车以灵活、操作方便著称，在市场上占有较大的份额。由于小型化的清扫车不能用平常的汽车底盘来改装，因此全液压专用底盘兴起，以保证小型扫路车的美观实用。

4.2 绿色环保清洁趋势

因为马路清扫机的工作场合多为人口密度大的城市地区，所以控制扫路车的污染物排放就显得极为重要。扫路车的污染物主要是会对空气造成污染，包括燃料燃烧不充分造成的汽车尾气排放污染、扫刷扫起的灰尘弥漫在空气中对空气质量的影响、吸嘴吸入的空气处理不充分排到空气中的污染。当前市面上存在的压缩天然气扫路车和燃料电池扫路车，包括电动扫路车都在这一方面进行了改进。随着时代的发展，人们越来越重视马路清扫机对环境产生的影响，绿色马路清扫机的发展是当前扫路车发展的一大趋势，也是衡量道路清扫机械性能的一项重要标准。

4.3 功能齐全化趋势

由于需求的增加，人们对马路清扫机的功能要求不再仅满足于马路清扫作业，马路清扫机的功能也变得越来越多元。一台扫路车不仅具有基本的马路养护功能，还包括护栏清扫功能、绿化植物修剪功能、隧道壁清洁功能、路标清扫功能、草坪修剪功能等，是一种集多功能于一身的养护机械，减少了道路养护的人力成本与财力成本，提高了效率。如Aebi的MFH5000扫路车，不仅具有马路清扫这一基本功能，通过把扫盘切换成不同的装置，还可以实现不同的功能，在除雪车、扫路车、清洁车三种状态下随意切换，一车多用。多功能机械的出现，节约了人力物力，将成为未来马路清扫机械的一个发展方向。

4.4 人性化发展趋势

以人为本的设计理念自20世纪60年代被提出至今，不管在产品设计还是环境设计、建筑设计领域，都是一种重要的设计思想。当前，人性化设计在各个领域都逐渐成为越来越重要的考虑因素。设计服务的是人，而不是产品[2]。它要求设计者注重产品功能的同时，也要充分考虑形式的重要性，要求功能与形式相协调。设计过程中的人性化能提升用户的使用体验，体现对人的关怀。马路清扫机械设计领域也不例外，人性化的设计能使操作者在工作中保持良好的精神状态，从而提高工作效率。国外一些公司就在人机工程学上下功夫，如Jhonston的全景驾驶舱，这样的设计除了能使作业者更好地了解道路的详情之外，还能使驾驶员拥有良好的工作体验，使驾驶员在工作过程中保持心情舒畅。此外，设计者还将整车的操作按键设置在一边，这样能有效减少操作者的操作失误。在马路清扫机人性化方面，我国并没有给予过多重视，进行的研究较少，这也是我国清扫机与其他发展较早的发达国家最大的差距所在。但随着经济社会的快速发展，人性化会成为扫路车设计极其重要的考虑因素。

4.5 智能化发展趋势

在万物互联的今天，加快新旧动能转换，促进互联网技术与汽车技术的融合发展成为未来汽车工业发展的重要趋势，清扫机械的发展也不例外。为了实现清扫车作业精确而又流畅，各种各样的传感器便成为清扫设备的“眼睛”与“触觉”。通过应用信息化技术，使其发展成为具有作业机械化、管理信息化、控制智能化、信息网络化等特点的现代化车辆[3]。位置传感器测量吸口和扫刷的状态;转速传感器和压力传感器测量清扫吸力;速度传感器测量作业速度;油耗传感器测量经济性;GPS可以锁定车辆位置，将各种传感器收集到的数据进行智能整合，因此清扫的合格率、车辆的出车率、不合格的原因和影响率、哪个区域没扫干净、哪个地点燃油消耗过快等信息就会一目了然。互联网、大数据等技术的应用能大大降低劳动强度，解放劳动力，为未来清扫机智能化发展提供无限的可能。

5 新冠肺炎疫情对道路清扫机行业的影响

新冠肺炎疫情席卷全球至今，不仅对人们的生命安全造成了巨大威胁，全球经济活动也因此受到了非常大的影响，各行各业都面临着巨大的打击，环卫机械行业也不例外，作为环卫机械中占比很大的道路清扫机首当其冲。

新冠肺炎疫情给道路清扫机行业带来巨大打击。首先是销量受到冲击，不仅是道路清扫机行业，整个环卫机械行业，甚至是整个汽车行业的销量都受到巨大影响。据相关数据，2020年全球汽车行业的销量下降22%。受到疫情影响，上游供应链供给达不到疫情前的水平，下游企业缩减开支，供应模式也逐渐发生变化。疫情期间，各方面的不便使得生产成本增加，供应商的利润不断受到挤压。同时，为防止供应链中断，不少供应商会采取增加库存的方式，提高弹性，以应对供应链中断带来的不良影响。此外，环境的变化、越来越多的新能源扫路车的出现也给传统汽车带来了一定的冲击。

新冠肺炎疫情给道路清扫机行业带来的影响，引发了人们对道路清扫机械设计发展趋势的思考，未来到底需要什么样的道路清扫机，什么样的清扫机更适合多元化的环境。受疫情影响，设计者首先应考虑到未来什么样的设计更能满足社会的需要，同时围绕使用者进行设计，而不是简单地进行机械的改装与组装。新冠肺炎疫情的暴发让我们认识到了坚持以人为本的设计思想的重要性。应将人性化设计思想融入道路清扫机械设计中，把对机械性能的关注转移到对人的需求的考量上，让机械变得更适合人操作，而不是让操作者去适应机械。

同时，要考虑到马路清扫机械对环境的影响，将对环境的影响降到最低。据统计，2019年纯电动车型在环卫机械中仅占2.2%。当前各大城市大力推广新能源汽车，通过路权优惠、运营补贴、完善充电基础设施等措施，提高新能源车辆在环卫车辆中的使用比例[4]。新能源汽车虽然存在购置成本高、充电麻烦等缺点，但随着技术的突破，凭借对环境影响小的优势，克服现有的缺点，进行技术上的革新，新能源汽车必将拥有更好的发展前景。

新的形势带来新的挑战，新的挑战带来新的机遇。要把握机遇，直面挑战，产品设计要紧跟时代潮流，不断推陈出新。

6 結语

尽管我国道路清扫车经过几十年的发展，已经取得了长足的发展，但与发达国家相比，还存在很大的不足，有许多亟待改进的地方。马路清扫机械化程度能够在一定程度上体现一个国家的工业化程度或者综合实力。我国垃圾清扫车缺乏自主创新，所以实现我国马路清扫车的自主研发与设计创新尤为重要。文章从道路清扫车的发展史以及现状入手，分析了道路清扫车的发展趋势，思考了新冠肺炎疫情下道路清扫机械行业的发展，希望对未来马路清扫机械的发展有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 高晓红，马斌，段新刚，等.小型扫路车的设计与实现[J].陇东学院学报，2016，27（5）：27-31.

[2] 王颖.从现代设计的角度谈形式与功能[J].西部皮革，2021，43（23）：72-73.

[3] 陈丰照.移动平台在环卫工作管理中的应用研究[J].中国管理信息化，2016，19（11）：169-170.

[4] 李栋. 2018年厢式专用车市场回顾及2019年一季度市场分析[J].专用汽车，2019（5）：40-43.

作者简介：董敏（1970—），女，山东济南人，硕士，讲师，研究方向：环境设计。

房振涛（1996—），男，山东平度人，硕士在读，系本文通讯作者，研究方向：产品设计。