浅析树叶清扫车整体设计与创新方案

武鹏飞 韩明玉

（哈尔滨剑桥学院汽车与机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150069）

本设计采用Solidworks 软件对鼓风斗叶清扫器进行三维建模，最终完成整体装配设计。本文只进行了三维装配和仿真，并没有进行功能运动学、静力学和动力学分析。设计细节有待改进，例如收集树叶的处理和自动卸载装置。未来将进行进一步的研究，使设计更加合理。

一、引 言

随着城市的快速发展和生态文明建设的推进，城市道路的保洁显得尤为重要。城市地区的落叶清洁需要大量的人力物力。为了减轻环卫工人的劳动强度，需要设计和使用扫叶机。目前纯扫叶机的清扫机构容量小，操作麻烦，二次粉尘污染严重，清扫效率不高。

小型纯吸、吸扫作业装置可靠性有待提高，而大中型清洗装置成本高、能耗高、噪声大、排放污染严重。为此，本文提出了一种结合清扫铲吸的简单、低成本的清扫装置，以满足社会对道路清扫车辆的需求。

二、鼓风斗叶清扫车整体设计

1.总体方案设计。针对清叶装置占用空间大、功能单一、价格高、操作复杂等一系列问题，本文在机械原理、机械设计，参考张安康的《新型多功能道路清扫车设计》，提出了更经济实用的清叶装置设计：采用可调盘刷、自动压缩斗和鼓风机机构配合使用，配合设计，不仅能满足不同机型的需求，更能实现集清扫、铲扫、吸尘功能于一体的清扫装置的合理配置。

将盘刷调整到适合的角度和高度，把车辆行驶中清扫的树叶扫到铲斗旁边，通过压缩铲将树叶铲进铲斗内，并进行一定程度的压缩，压缩铲到达行程极限位置时，铲斗内部形成一个密闭的空间，鼓风机通过管道将铲斗树叶吸入车厢内部，完成树叶的清扫工作。

2.盘刷机构主要由盘刷、升降机构和电机组成。机构采用1 个盘刷、1 个盘刷座、1 个盘刷电机、2 个液压升降按钮点亮，同时激活当前步的计时。单步计时到达载荷谱当前步的指定时间后，“单步计时开始”按钮熄灭，而在本步测试完成，下一个载荷谱自动设置为目标值，测试仪参数进入过渡状态。重复此循环，直到自动测试载荷谱所需的测试步骤和循环全部完成。在测试过程中，可以单击“测试停止”按钮来停止自动测试过程。此时，测试系统数据记录暂停，测试仪仍处于载荷谱的给定状态。单击“测试开始”按钮继续。

3.当载荷谱两步之间的过渡时间过长时，测试仪可以切换到远程手动操作模式，加快测试仪的状态转换。首先根据需要进入“空气系统”或“液压&润滑油”界面，点击“测试模式”中的“手动”按钮切换到手动模式，开始调整测试仪参数，同时，暂停测试系统的数据记录。调整完成后，在“测试模式”中点击“自动”按钮，返回“自动测试”界面。测试仪将继续根据载荷谱进行测试，并继续记录测试系统数据。

当负载谱操作完成后，“Test Run”指示灯熄灭，“Test Complete”指示灯变绿，测试系统停止数据记录，测试仪保持在上一步的设定值。此时切换到手动模式，根据需要对测试仪进行停机、停气或冷却等操作。点击“初始化”按钮，对PLC 中自动测试的相关量进行初始化。至此，自动测试全部完成。

三、本次设计的创新点

优化了盘刷系统设计，采用双液压系统控制盘刷的起降和倾斜，增加了清扫车的清扫面积和效率。可压缩伸缩桶设计，维护方便，成本低，增加了叶片的容量，同时使吸收过程更加顺畅。最后，最终存储选择了爆破机构，节省了车厢的占用，比其他系统更简单可靠。

1.铲斗机构主要靠车辆的运动接收树叶，最后配合压铲的压缩工作。铲斗机构设计有两个液压系统，一个负责压铲的升降，另一个负责整个铲斗机构的升降。压缩铲的提升虽然有压缩作用，但它的主要作用是让压缩铲关闭铲斗内部空间，使鼓风机的风能充分作用在铲斗内部，节省一些不必要的浪费。另一个液压系统由两个液压主缸组成。加装液压主缸虽然增加了成本，但可以使铲斗机构的升降更加平稳，不偏转，它主要负责铲斗机构的升降。在性能和成本方面，铲斗机构不包括避让轮。取而代之的是，铲斗前端采用耐磨材料接地，可以直接铲起路面上的树叶，铲斗机构不会产生过多的压力。而且前端的耐磨材料非常便宜，在严重磨损和碰撞后可以快速更换，不影响后续工作。

2.吹风机构主要由鼓风机和吹风管组成，是用来将桶内的树叶吸入车厢内的机构。鼓风机是标准件，您可以根据桶中管道的大小和预计吸入的叶子的质量，安装合适的鼓风机。为了将桶内的树叶吸入隔间，考虑到桶的尺寸和鼓风机产生的吸力，需要在桶机构上开两个直径为150mm 的孔与管道连接。

四、结 论

本文针对刷式密封试验机设计了一套自动控制系统，可实现试验机的手动控制和基于载荷谱的自动试验控制。该系统工作稳定，自动化程度高，易于维护和后期功能扩展。对同类测试仪控制系统的设计具有一定的参考价值。