室内三轮清洁车设计-清扫装置的机理分析及方案设计开题报告

1. 研究目的与意义

1、背景：

随着市场对清扫车的需求越来越大，尤其是电动车完全符合环保节能的要求，所以该三轮电动清扫车应用很广泛。常见于机场大厅、车站候车大厅、酒店大厅、大型舞厅、旱冰场等场所。这种车用电力驱动，三轮支承，刮、扫兼具的工作装置。

2、意义：

2. 课题关键问题和重难点

1、关键问题：

（1）因为是电力驱动，要考虑能否提供足够的驱动力，来够保证稳定的工作速度和行驶速度。

（2）要保证该清扫车操作轻便，同时能够实现原地转弯。

3. 国内外研究现状（文献综述）

一个舒适的居住和生活环境是很重要的，而且，人们对环境的要求不断在提高。我国社会经济不断发展，城市化的进程也日益加快，从而也使得城市人口不断增长，因而导致城市生活垃圾的不断增长，这就使得城市环卫工作的强度不断加大。此时小型清扫机就显示出它的优越性。人工扫地劳动强度高，效率低，而且污染环境，又面临着将来人员缺乏的的困境，用机械代替人工清扫成为必然趋势。因此，很有必要创造条件，实现清扫机械化，以减轻清扫工人的劳动强度，改善劳动条件，不断提高道路清扫质量和环境卫生水平。小型清扫机清扫装置集清扫、收集转运为一体。由传动机构、垃圾收集转运机构、垃圾清扫滚筒等组成。可应用于清扫室内地面上常见的生活垃圾，如：烟头、纸屑、果皮、树叶、纸质饮料杯等。图1所示为电动三轮清扫车。[1]

图1电动三轮清扫车

1、国内外研究现状

路面养护机械化程度的高低，是一个国家工业化程度和综合实力强弱的重要标志之一。世界发达国家，如日本、美国，环卫保洁工作做的非常好，都是纯机械化的。而且早已广泛应用了先进的电子技术，有些还应用了有线和无线遥控。德国生产的凯驰KSM750型扫地机分为汽油驱动型和电瓶驱动型。汽油驱动型适合院落、停车场等户外清扫作业，电瓶驱动型因其噪音低、污染小，适合室内清扫作业。尘箱容积为40升，配合手柄和车轮，可以轻松被拉出，倾倒垃圾简单易行。电瓶驱动型的优点：移动方便，向下轻压手柄,可以轻松移动设备,配有坚固外壳及防护杠,防止非专业人员操作时对设备造成的损害。无级变速驱动根据清扫环境的不同,调整行进速度,即可获得最佳的清扫效果,省时省力。噪音低本机的外壳拥有吸收噪音的功效,精确地时间记录表。刷毛采用V字型排列方，大垃圾挡板使得本机具有非凡的清扫效果，对于像加油站之类的环保要求极高的场所，也可以放心使用[2]。

我国从上个世纪六十年代以来开始研制生产路面清扫车，至今已有将近五十年的历史了。但与发达国家相比，我国的路面清扫车不管是从清扫效果、技术水平还是从销售规模上都还相差甚远，例如有如下问题：外形单调、功能单一、操作不方便、效率低等，但能基本满足国内需求。目前我国生产路面清扫车的企业大概有30多家，其中中联重科中标事业部、天津扫地王专用汽车有限公司和北京爱清清扫车制造有限公司等处于行业领先地位。产品规格从2吨到8吨[3]，清扫机作业方式主要为湿式吸扫结合，动力为主、副双发动机形式[4]。

2、设计思想

通过对清扫装置性能的改进可以提高清扫机的工作的效率，减轻环卫工人的劳动强度，加速环卫死角的清理，提高保洁效率。该设计的主要任务是完成对小型清扫装置的设计，主要内容是清扫机构和上料机构设计，清扫工作由卧式滚刷完成，技术路线图如下。

图1技术路线

2.1清扫机总体结构

总体结构有以下几个部分：

（1）行走机构：由四个万向轮组成,前两个不可变向，后两个可改变方向。整个清扫头由电动摩托作为行走动力。清扫头与电动摩托之间用连结底板相连。

（2）垃圾清扫总成：由清扫刷苗、清扫滚筒、清扫滚筒链轮组成。清扫刷苗是通过定位销来实现轴向固定，清扫滚筒轴通过轴承座固定在机架中间。

图2扫盘机构示意

（3）垃圾输送收集装置：由上料板、下滚轮总成、垃圾输送带、上滚轮总成、变向轴以及垃圾桶等部件组成。如图3所示为垃圾输送带示意图。垃圾输送收集装置：由上料板、下滚轮总成、垃圾输送带、上滚轮总成、变向轴以及垃圾桶等部件组成。其中垃圾桶的选择有三种方案：塑料袋方案，即用塑料袋做垃圾桶，绑在车架上收集垃圾，当垃圾满后取下塑料袋即可；采用抽屉式，当垃圾收集满后，抽出即可将垃圾倒掉；采用悬挂式，垃圾满后将悬挂式垃圾桶倾倒即可将垃圾倒出[5]。总的来说具有拆装转移方便、结构简单、价格低廉、作业质量好、操作轻巧省力。

图3输送带示意图

（4）动力匹配：直流电动机，由电瓶驱动。

（5）操作系统：方向盘，控制电机开关。

2.2清扫机的工作原理

此次设计的三轮垃圾清扫主要由箱体、箱架，清扫部分，传送部分，行走部分和垃圾收集部分组成。箱体、箱架主要由角钢焊接而成，部分零件用螺栓连接，垃圾箱用塑料制成；清扫部分由安装有清扫刷苗的横向布置清扫滚筒构成；清扫滚筒上的刷苗随滚筒转动，滚筒轴上装有链轮，通过链传动使滚筒循环转动，链传动无整体打滑或弹性滑动现象，所以有准确的平均传动比，适应在油腻或潮湿的地方工作；清扫机工作时，清扫滚筒将垃圾清扫并抛掷到传送带上，传送带通过齿轮变向与清扫机行走方向成反向旋转，传送带上有直刷可以防止抛掷到带上的垃圾在上运过程中下滑，随着垃圾的上升最终垃圾在传送带的末端由于重力的作用掉入垃圾桶中；行走部分由两个定向前轮和两个万向后轮实现，既方便又经济；本设计能降低清洁工人的劳动强度，提高工作效率，而且动力来源于由电瓶供电的直流电动机，操作方便，污染少。图4所示清扫车的结构图。

图4清扫车结构总图

参考文献：

[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京：高等教育出版社,2010.11.

[2]汤泽波.混合动力清扫车动力系统设计与仿真[J].武汉理工大学,2011.04.01.

[3]池建军.侯妮娜.国内柴油机电控技术的现状及发展方向[M].机械管理开发，2000，7（2）：5-8

[4]张争艳.胡吉全，陈定方，李涛涛，陆宁洲.一种集洗扫拖于一体的新型轻便垃圾清扫车[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2012.08.15.

[5]覃海英.小型垃圾清扫车液压传动及控制系统的设计研究[M].广西大学,2012.02.01.

[6]李江涛.我国扫路车发展状况与发展趋势[J].建设机械技术与管理，2000，4.

[7]赵海松.北京爱清清扫车[J].城市车辆，2002，4.

[8]庄泽堂.扫路机垃圾提升转运机理研究与机构改进[J].筑路机械与施工机械化，2004，21（9）：31-32.

[9]机械工程手册编辑委员会.机械工程手册物料搬运设备卷13[M].2版.北京：机械工业出版社，1997.

[10]胡宗武.非标准机械设备设计手册[M].北京：机械工业出版社，2003.

[11]K.DavidHuang,Sheng-ChungTzeng,Wei-PingMa,Ming-FungWu,Intelligentsolar-poweredautomonile-ventilationsystem,AppliedEnergy80(2005)141-154

4. 研究方案

清扫装置主要由滚刷清扫机构、上料机构、传动机构、垃圾收件箱等组成。利用转轴的转动作为驱动装置，从而促使清扫工作的顺利完成。如图5所示。

采用卧式滚刷清扫机构，其主要功能是对路面垃圾起清扫和抛起的双重作用，使垃圾按抛物线轨迹运动。

5. 工作计划

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经老师批阅合格并确认后，英文

和译文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。

第2周阅读分析综合收集的资料；查阅文献，并撰写报告。