一種人力式垃圾清掃車的結構設計

夏晨晨， 蔣政， 光可， 張振濤， 湯學華

（上海電機學院，上海 200245）

0 引言

目前，從我國垃圾清掃車的發(fā)展趨勢上看，中小型全液壓垃圾清掃車將是未來城市垃圾清掃的主要設備，但從我國現階段的垃圾清掃情況來看，城市垃圾清掃依然是利用最傳統(tǒng)的人工清掃的方式，而阻礙垃圾清掃車發(fā)展的最主要原因是其成本較高。因此，在中小型全液壓垃圾清掃車成為市場的主流清掃設備之前，為了解決現階段人力清掃效率較低，清潔工清掃任務繁重的問題，本文設計了一種制造成本較低、易于操作的人力式垃圾清掃車，如圖1所示。

1 工作原理

圖1 垃圾清掃車

本文設計的垃圾清掃車采用人力推動的方式使垃圾車運動，配置48 V蓄電池，對提供清掃裝置的運轉提供動力。在清掃時，使用者將手控桿向下按到指定位置并扣住，由于機構的聯(lián)動作用，此時盤刷向前傾斜一定角度［3］，滾刷向下移動一定距離，使得此時盤刷與滾刷都與地面有一定接觸。當啟動清掃裝置電源時，左右盤刷均由外側向內側旋轉，將垃圾逐漸向垃圾清掃車中部收集，此時滾刷由地面向上旋轉。左右盤刷收集在內側的垃圾在滾刷旋轉的作用下，使垃圾沿滾刷切線方向產生一定的初速度，使部分垃圾能夠沿一定角度飛濺［4］。由于盤刷傾斜一定角度，騰空的垃圾碰撞到盤刷后，在盤刷旋轉作用下，沿著不確定的角度“躍入”垃圾倉內。而部分沒有“躍入”垃圾倉內的垃圾便掉到地面上，繼續(xù)在盤刷與滾刷的作用下進行之前的往復運動。在傾倒垃圾時，操作人員將垃圾倉抽出進行傾倒垃圾。利用防揚塵裝置防止垃圾車在工作時所引起的塵土飛揚，優(yōu)化環(huán)衛(wèi)工人的工作環(huán)境。

2 結構設計

本文設計的垃圾清掃車結構及組成如圖2所示。

圖2 垃圾清掃車結構示意圖

部分技術參數如下：

1）盤刷電動機，48 V，額定功率110 W，轉速60 r/min；2）滾刷電動機，48 V，額定功率 40 W，轉速 30 r/min；3）鼓風機，48 V，額定功率 30 W，風速0.92 m3/min，風壓為150 Pa，回轉式風機；4）工作速度 Vmax=5 km/h；5）清潔寬度（主刷+邊刷）為1 569 mm。

清掃裝置是由盤刷和滾刷兩部分組合，盤刷的底圓直徑約為713 mm，盤刷組合的最大寬度約為1 569 mm，大于車體的最大寬度，便于清掃臺階角落處的清掃盲區(qū)。滾刷的刷輥直徑為70 mm，苗高70 mm，最大外圓直徑為210 mm。在清掃時，使用者將手控桿向下按到指定位置并扣住，在連桿機構的作用下，使盤刷向前傾斜約15°，與地面接觸的刷毛長度約45 mm；滾刷向下移動約40 mm的距離，與地面形成寬度約為30 mm的接觸面積［5］。 而在不清掃時可將手控桿抬起到原來位置并扣住，此時盤刷與滾刷都處于懸空狀態(tài)，減少非工作狀態(tài)下垃圾車與地面的摩擦力，增加垃圾車運動的靈活性［6-10］。

運動裝置由2個大輪和1個萬向輪組成，這3個輪子同時承擔整個車體的重量，由于萬向輪的靈活性，適合清掃較為不平的路面。

圖3 垃圾箱內除塵氣體循環(huán)

防揚塵裝置是由噴水裝置和空氣凈化裝置組成。噴水裝置由水箱、水泵、水管、噴頭組成，水泵將水箱中的水抽出并在噴頭處噴出，由于噴頭的孔較小，所以形成霧化環(huán)境，噴頭安裝位置在滾刷的上方，由于霧化作用，粉塵被吸附到小水珠的表面，防止揚塵?？諝鈨艋b置由過濾器、鼓風機和管道組成，位于車體的前方，由于鼓風機的吸力，車體內部的空氣經過過濾器被排到外部，形成車體內部與外部的空氣循環(huán)與凈化的過程（見圖3，圖中箭頭表示空氣循環(huán)方向）。

垃圾收集裝置的是可抽拉式垃圾倉，在垃圾倉底部有一定數量的小孔，方便垃圾中的泔水流出，在垃圾倉的前部有1塊固定的傾斜板，用于引導垃圾向垃圾倉的深處移動，避免垃圾堆積在垃圾倉的前部，垃圾倉底部有4個滑輪，便于操作人員將垃圾倉抽出進行傾倒垃圾［10］。

3 結語

在該人力式垃圾清掃車的設計中,整車采用人工推動，蓄電池提供動力使垃圾清掃盤刷與滾刷轉動的方式使清掃車工作。結構和操作簡單,節(jié)能環(huán)保,降低了成本和其他昂貴費用。有利于清潔部門接受和大規(guī)模推廣。該清掃車的成功使用,必將大大減輕城市環(huán)衛(wèi)工作人員的壓力,節(jié)省人力財力資源,提高了城市清潔效率。

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