掃路車掃刷防撞系統(tǒng)

中國重汽集團(tuán)青島重工有限公司 山東青島 266000

摘要：通過分析目前掃路車掃刷防撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，指出該結(jié)構(gòu)在使用過程中需要經(jīng)常調(diào)整，否則當(dāng)掃刷機(jī)構(gòu)受撞擊時會導(dǎo)致掃刷機(jī)構(gòu)損壞或被撞擊收縮后不能及時回彈展開，影響掃路車清掃效果。并針對此現(xiàn)象，介紹了一款新型掃路車掃刷防撞機(jī)構(gòu)，出廠設(shè)定好該系統(tǒng)后，就無需再反復(fù)調(diào)整，且系統(tǒng)具有在受到撞擊時掃刷會及時收回，撞擊完成后可及時回彈展開的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：掃路車 掃刷 掃盤防撞

中圖分類號：U469.6+91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-0226（2018）02-0093-03

第一作者：任浩，男1989年生，現(xiàn)主要從事軍品設(shè)備和環(huán)衛(wèi)機(jī)械的研發(fā)工作。

1 前言

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化率不斷提高，人們對城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生要求也在不斷提高，這種不斷擴(kuò)大的保潔需求促進(jìn)了各種環(huán)衛(wèi)保潔機(jī)械的研發(fā)制造。對于集路面清掃、垃圾收集和運(yùn)輸為一體的掃路車來說，掃刷機(jī)構(gòu)是影響其清潔性能的關(guān)鍵部件，也是掃路車作業(yè)時較為容易損壞的系統(tǒng)。通過對北京、上海、浙江、天津等城市使用的掃路車調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國自主研發(fā)的掃路車掃刷防撞機(jī)構(gòu)大多是通過彈簧加拉緊器構(gòu)成，這種方式調(diào)整起來比較麻煩且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，如不及時調(diào)節(jié)會造成掃刷機(jī)構(gòu)受撞擊損壞或被撞擊收縮后不能及時回彈展開。因此，設(shè)計簡單可靠的掃刷防撞機(jī)構(gòu)很有必要，這對提高掃路車可靠性，降低掃路車的使用難度具有一定的現(xiàn)實意義。

2 國內(nèi)主流掃刷防撞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理

我國現(xiàn)有的主流掃路車掃刷防撞機(jī)構(gòu)是通過調(diào)節(jié)彈簧和拉緊器的長度來調(diào)節(jié)掃刷收回和展開的力度。但彈簧和拉緊器同時起調(diào)節(jié)掃刷的觸地壓力和調(diào)節(jié)防撞力度兩個作用。假設(shè)掃刷自重50kg，掃刷與地面的摩擦系數(shù)為0.2，那么彈簧拉力必須同時滿足略小于掃刷自重50kg（假設(shè)彈簧拉力為400N）和略大于掃路車勻速前進(jìn)時路面對掃刷往后的阻力20N，此種結(jié)構(gòu)不能很好地兼顧兩個功能。當(dāng)掃刷磨損時，掃刷下降，彈簧被拉長，彈簧拉力增大，導(dǎo)致掃刷在受到較大撞擊力時才會收縮，此時如果不及時調(diào)整彈簧長度，減小彈簧拉力，掃刷很容易被撞壞。當(dāng)路面比較臟，塵土比較厚時，必須減小彈簧拉力，加大掃刷觸地壓力，但此時掃刷受到撞擊回縮后，掃刷很難及時回彈展開。下面以國內(nèi)主流掃路車為例，對其中的一個掃刷防撞機(jī)構(gòu)加以研究，傳統(tǒng)掃刷防撞機(jī)構(gòu)如圖1所示，傳統(tǒng)掃刷防撞機(jī)構(gòu)原理示意如圖2所示。

如圖1所示，掃刷支撐結(jié)構(gòu)、彈簧+拉緊器、四連桿機(jī)構(gòu)、掃盤和氣缸連接組成傳統(tǒng)掃刷防撞機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)掃刷防撞機(jī)構(gòu)工作原理為：通過氣缸收放實現(xiàn)掃刷展開和收回。當(dāng)兩位五通電磁換向閥處于如圖2位置時，鎖止閥打開，氣缸小腔連通大氣，掃刷通過自重降落和彈簧拉力落地展開，之后，需要通過用扳手調(diào)節(jié)彈簧和拉緊器的距離達(dá)到調(diào)整掃盤防撞力度的目的。因為此結(jié)構(gòu)同時控制掃刷觸地壓力和掃刷防撞，所以隨著掃刷的磨損，掃刷的防撞力度也一直在改變，不能很好地兼顧掃刷觸地壓力和掃刷防撞力度兩個功能。

3 掃刷防撞機(jī)構(gòu)的設(shè)計

目前，通過市場調(diào)研、論文查找、專利檢索，國內(nèi)沒有相關(guān)的研究文獻(xiàn)和資料，也沒有針對此問題指出明確的發(fā)展方向和解決措施。在此情況下，本文提出的掃刷防撞機(jī)構(gòu)能夠解決掃刷防撞力度難以穩(wěn)定控制和使用操作麻煩的問題。其系統(tǒng)包括掃刷、掃刷支撐結(jié)構(gòu)、升降氣缸，鏈接銷軸、收放氣缸及氣路控制系統(tǒng)，所述氣路控制系統(tǒng)包括收放氣缸、減壓閥、電磁換向閥、消音器、氣源，所述氣源通過電磁換向閥分別連接氣缸大腔和氣缸小腔，電磁換向閥與氣缸大腔之間安裝有減壓閥。新掃刷防撞機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖3所示。掃刷防撞機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的氣源由汽車底盤提供，如圖4所示，氣源給整個系統(tǒng)持續(xù)提供0.8MPa的高壓氣體。

當(dāng)掃路車工作時，氣源通過電磁閥、減壓閥給收放氣缸大腔供氣，電磁閥狀態(tài)如圖4所示，掃刷展開工作。但收放氣缸大腔內(nèi)是0.8MPa的高壓氣體，當(dāng)掃刷受到撞擊時，氣缸大腔內(nèi)的氣體不能充分壓縮，因此掃刷不能及時收回，掃刷容易被撞壞。

此時，可調(diào)節(jié)減壓閥，將供給收放氣缸大腔內(nèi)0.8MPa的高壓氣體調(diào)節(jié)為一個合適的xMPa的低壓氣，xMPa的壓力既可以保證當(dāng)掃刷撞到障礙物時，氣缸大腔里的氣體可以及時充分壓縮，起緩沖作用，使掃刷不被撞壞，又可以保證掃刷在受到撞擊收縮之后可以及時回彈展開。

工作結(jié)束后，電磁閥切換氣路，使收放氣缸大腔連接大氣，小腔連接底盤高壓氣路，氣缸收縮，掃刷被收回。

綜合圖3、4所示，升降氣缸和收放氣缸分別控制掃刷觸地壓力和掃刷防撞力度，兩個功能互不影響。

當(dāng)收放氣缸克服車輛前進(jìn)最大加速度給掃刷的阻力時，此時就是掃刷收縮氣缸大腔的最小受撞擊氣壓xMPa。掃刷觸地壓力調(diào)節(jié)已申請國家專利，專利號為ZL201620165342.3，此專利可精確控制掃刷觸地壓力，掃刷觸地壓力不隨掃刷磨損改變。因此掃刷與地面的摩擦力可確定，當(dāng)?shù)弥囕v的最大加速度后，就可以準(zhǔn)確地求出掃刷的最小防撞氣壓，使掃刷在受到撞擊時可及時收回，撞擊完成后能夠及時回彈展開，達(dá)到最好的防撞效果，且操作簡單，出廠設(shè)定好防撞系統(tǒng)后無需再反復(fù)調(diào)整。

4 結(jié)語

綜上所述，本新掃刷防撞機(jī)構(gòu)將掃刷觸地壓力機(jī)構(gòu)和掃刷防撞機(jī)構(gòu)分別通過不同氣缸單獨(dú)控制，功能互不干涉，解決了傳統(tǒng)彈簧加拉緊器調(diào)節(jié)帶來的弊端。通過無極調(diào)節(jié)氣壓，可以精確設(shè)定掃刷防撞力度，使掃刷在受到最小的撞擊力時就可以收回，并且收回后可以及時回彈展開，不會受掃刷磨損而影響防撞性能，降低了掃刷故障率和用戶使用難度。

目前，掃刷防撞機(jī)構(gòu)已應(yīng)用到了掃路車上，并獲得了專利保護(hù)（專利號：ZL201620165340.4），目前配置該系統(tǒng)的掃路車已經(jīng)銷售到東南亞、西亞、美洲等地區(qū)，經(jīng)超過1500多小時使用，安裝此系統(tǒng)的掃路車掃刷故障率低，用戶使用操作簡單，得到了用戶的高度好評。

希望此系統(tǒng)可得到推廣，促進(jìn)我國的掃路車行業(yè)的發(fā)展（提示：使用此系統(tǒng)時請得到專利所有者許可，避免侵權(quán)）。