作者： 成立平 王平花 李立斌
来源：《科技创新导报》 2015年第21期
成立平 王平花 李立斌
(湖南机电职业技术学院 湖南长沙 410151)
摘 要：该文针对传统清扫车在适用性和功能方面存在的不足和价格相对较高等缺陷，在现有配备两个旋转清扫吸盘的清扫车基础上，设计增加一个旋转清扫盘机构和装置，能够调整控制清扫的方向和位置，研究开发出成本较低、有三个旋转清扫盘、能够同时具备清扫路面及台阶角落垃圾功能的电动清扫车。
关键词：电动清扫车 前扫盘机构 结构设计
中图分类号:U469
文献标识码：A 文章编号:1674-098X(2015)07（c)-0106-02
①基金项目：省科技计划重点项目S2013G2012。
清扫车是城市环卫工作不可缺少的一种工具。目前在国内大中城市，清扫车主要用于道路的清扫工作，而且主要是大型的燃料车。随着世界石油资源的不断开采，以及石油需求量的不断增长，石油的价格不断升高；另外，环境污染的日益严重，燃料汽车的使用在未来的几十年将受到一定程度上的挑战。因此，电动清扫车作为绿环保清扫工具，受到各发达国家的高度重视。
随着各国城市化的发展，目前大中城市需清扫的范围已不再局限于道路，而更多的是人们生活的小区、娱乐休闲的公共场所、公园等。在这些场所，随处都可见到清扫垃圾的环卫工人，是他们辛勤的劳动为我们创造了舒适的生活环境。为了减轻这些场所环卫工人的劳动强度和提高清扫效率，研制一种微型环保电动清扫车不仅具有实际意义，而且具备相当可观的市场前景。
目前，国际国内都有很多厂家在生产或准备生产电动清扫车。如国内有芜湖爱瑞特、深圳绿舟等厂家已生产出相关产品。但是这些产品都存在一些不足，如体积较大、能耗高、不能清扫小角落、不具备垃圾分类功能、成本高、价格高等。同时，国产产品同质化现象比较严重，存在外形单调、功能单一、操作不方便、清扫效率低等问题。
国内电动清扫车的技术主要来源于4个方面：一是借鉴国外同类产品的先进技术，并结合我国国情自行开发的产品；二是直接引进国外技术的产品；三是从国家科研院所转让技术后，再在生产中进行改
进的产品；四是自己独创的发明专利技术。目前国内电动清扫车生产企业还没有专门的技术研发中心，研发资金投入也较少，使得产品在整体技术水平上不高，尤其在控制系统和清扫效率等方面与国外产品有相当大的差距。
国内电动清扫车生产企业只有调整好产品的研发方向，顺应市场的需求和国家的政策，才能在未来的市场竞争中占据一席之地。而微型、环保型的电动清扫车是该类产品的主流研发方向之一。
1 现有前扫盘机构结构分析
为了提高小型电动清扫车的工作效率，增大清扫面积，实现清扫路面及台阶角落垃圾的功能，在原有传统的两扫盘电动清扫车的基础上，在清扫车前部加装第三个可以进行伸缩运动控制的前扫盘机构，是提高工作效率最有效也是最直接的一种改进方式，实现效率和功能的两大突破。因此，前扫盘机构应能在水平和竖直方向灵活运动并能进行精确控制。
现国内市场上常见的前扫盘机构示意图(如图1)。
由上述前扫盘机构示意图可知，水平方向运动由横向电动推杆8，推动滑板7在双杆直行的导轨2上运动，通过对横向电动推杆的控制实现前扫盘臂的左右运动控制；扫盘的上下运动利用四连杆机构3两端等长的摆杆分别铰连接电机和滑板，四连杆机构随斜置的升降电动推杆伸缩产生形变，实现外端相连的扫盘位置升降调节。该机构水平运动行程为300～450mm，上下运动行程为200～250mm。
该前扫盘机构的优缺点如下：该机构结构简单、紧凑，相对质量较轻，运动灵活；但由于其水平运动和上下运动均是通过推杆电机来实现，鉴于电机使用寿命和的工作强度的影响，相对于机械结构运动装置，其工作可靠性与精确性随着工作时间的增加而下降，因此还需继续加以改进。
2 新设计的前扫盘机构
鉴于目前市场已有的前扫盘机构存在的缺点和不足，我们认为，机械机构运动装置的可靠性和运动
控制的精确性均会比使用推杆电机的扫盘机构要高一些，因此，我们设计的前扫盘臂机构水平运动通过齿轮齿条装置来实现，上下运动通过螺纹螺杆装置来实现，其结构示意图如图2所示。
在上图2中，前扫盘机构水平运动由齿轮齿条机构实现，齿轮6由旋转电机4带动，与安装在底板1上的齿条7啮合，并带动整个工作台12沿导轨2实现水平方向运动；竖直方向运动由旋转电机3带动螺纹杆13运动，螺纹杆13与滑块8通过螺纹连接，因此当螺纹杆13与滑块8之间的螺纹转动时，带动滑块8在工作台滑槽内上下运动。因此可将该机构运用于各类清扫车上实现清扫台阶及角落垃圾的功能。该机构水平运动行程为：400～500mm；竖直方向行程180～250mm。
其工作状态示意图如图3、图4所示。
该文所设计的前扫盘机构与原有机构的相比，存在的优缺点如下。
优点：(1)水平运动的齿轮齿条机构以及上下运动的螺纹螺杆机构相比原来的推杆电机，运动的可靠性更高，使用寿命更长。
(2)齿轮齿条机构与螺纹螺杆机构在相比原来的推杆电机在运动控制方面更加精确。
(3)水平运动与垂直运动的行程可根据小型电动清扫车外观尺寸进行相应的调整，行程适用范围更广。
缺点：由于运动机构都是通过能精确传递运动的且相互接触的的机械装置来实现，整个机构的质量相对于使用推杆电机的前扫盘机构要重一些，其紧凑性也有所下降。张晨光
3 结语
该文在传统的两扫盘小型电动清扫车基础上研发设计的新型具有三个旋转清扫盘的电动清扫车，成本低廉，结构功能完善，适用范围广泛，进一步减轻了环卫工人的劳动强度和提高清扫效率，具有非常广阔的应用前景。所设计的新型前扫盘机构在实际试制与使用过程中，还可以根据实际情况做相应的改进，进一步完善整个机构性能，致力研发出一款适用性更高的小型电动清扫车，推进我国微型环卫清扫车市场的健康和谐发展。
参考文献
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