专利名称：太阳能驱动液压自卸式道路清扫机的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种太阳能驱动液压自卸式道路清扫机，采用太阳能驱动；因此在批量使用时不会增加城市污染，也无需设立充电基站。由于采用了大容量的清扫和负压机构，故可完全不产生扬尘现象。属于市政机械技术领域。
背景技术：
国内各大中城市和大型企业正逐步采用机械式道路清扫以替代人力清扫，近年来并有加速实现之趋势。但目前所使用的清扫机械主要是两大类，都存在着重大缺陷
一类是以载重汽车改装的清扫机。如湖南等地生产的清扫机等大多采用汽油机或柴油机驱动的2.5吨轻型载重汽车底盘改装。清扫宽度为1.8米，工作速度约为12公里/小时。其缺陷一是体积庞大，转弯半径也大，妨碍路面交通，不能适应市区道路的清扫，只能使用于郊远的公路上；二是动力和工具严重不匹配，高速的动力却驱动低速的工作装置；其主要工作装置的功率不足5马力，但却消耗了数十马力的动力，浪费能源。三是操作人员在驾驶室里，离开清扫的地面又高又远，所以只能作粗放的清扫，清洁程度较差。
另一类是各地针对上述缺陷而自行研发的小型清扫机。采用燃油机械或蓄电池驱动。其布局形式基本上都脱胎于三轮式载客车只是在原有的行走系统外再增加了一个滚扫， 一个边扫和一个垃圾箱。这类清扫机的缺陷一是大多数没有配置负压系统，因此清洁程度差并有较大的扬尘，很不受操作人员和市民的欢迎。二是效率低下，滚扫宽度不足70公分，直径不足20公分，都采用小型皮带传动。因此只能扫除一些纸屑烟头等轻小垃圾和浮尘，遇有石子砖块和污泥等只能避开或靠人力辅助。由于滚扫固定安装，如使用一段时间，扫帚磨损，就更是不行。三是如一个城市批量采用燃油式的此类机械时将造成较大的能源消耗；而蓄电池式则因一次充电不能完成一个班的连续工作而会产生途中充电和设立充电基站的问题等。
由于上述的原因， 一些城市和大型企业因找不到理想的机型而暂时仍用人力清扫。其中如湘潭电机厂等甚至成立了上百人的环卫队伍负责厂区的清扫工作，而近年来也为人力资源的困难而寻找出路中。
发明内容
本发明的目的在于提出一种太阳能驱动液压自卸式道路清扫机，以光伏发电装置向蓄电池充电的形式以解决清扫机途中充电的问题，避免了城市批量使用机械清扫时的燃油污染问题。
按照本发明提供的技术方案，在车架的前方设置负压箱，车架的底部设置滚扫机构；车架的前端上部与曲臂机构铰接，曲臂机构同时与负压箱连接；在负压箱内设置袋式过滤器；在车架上设置引风机与行走机构以及用于操纵清扫机的行走方向的转向系统，所述转向系统与所述行走机构相连；引风机的吸风口利用管道与负压箱的出风口相连，负压箱的进风口靠近滚扫机构；在车架的 上方为护顶架，在护顶架上设置太阳能电池板，太阳能电池板通过控制器向设 置于车架上的蓄电池充电；所述蓄电池为引风机、滚扫机构及行走机构提供电源。
所述负压箱分为上下两层，在负压箱的上层悬挂安装所述袋式过滤器；所 述负压箱包括箱体及位于箱体顶部的箱盖，箱盖和箱体密封；所述箱盖利用风 管接头及风管和所述引风机的吸风口连接。
所述进风口位于负压箱的下层，在进风口处设置橡胶导风板和橡胶导板； 在负压箱的上下层间设置隔板和金属网；启动引风机后，风经进风口进入负压 箱的下层，再通过金属丝网进入负压箱的上层，经过袋式过滤器后排出。
在所述曲臂机构中有两根相同且平行布置的曲臂，油缸的端部铰接于车架 的中部，每根曲臂的第一端铰接于车架的上部，每根曲臂的第二端与负压箱连 接；在两根曲臂间靠近第一端的部位设置曲臂轴，在曲臂轴上设置油缸臂，在 油缸内滑动连接活塞杆，所述活塞杆的外伸端与油缸臂铰接。
在所述清扫机构中，在滚筒的内壁利用轴承安装行星齿轮架，在行星齿轮 架上安装清扫电动机，在清扫电动机的输出轴上安装电机齿轮；在行星齿轮架 上安装行星齿轮，在滚筒的内壁安装内齿圈，电机齿轮与行星齿轮啮合，行星 齿轮与内撑圈啮合；在滚筒的外壁设置工业刷。
所述清扫电动机、行星齿轮架、电机齿轮、行星齿轮及内齿圈均位于滚筒 内；滚扫机构的两端分别安装一根转臂，两根转臂的端部悬挂安装在车架的底 部两侧。
在行星齿轮架上设置三根行星轮轴，每根行星轮轴均安装一个所述行星齿 轮；在滚筒的内壁设置轮套，所述内齿圈固定在轮套的内壁，所述行星齿轮架 利用轴承安装于轮套内。
在行走机构中，驱动轮安装座安装于车架前后两端的底部；在位于后端的 驱动轮安装座上利用轴承安装车轮支架；在车轮支架上安装行走电动机，行走 电动机的输出轴上设置小齿轮；在行走支架上同时利用轴承安装减速齿轮轴， 在减速齿轮轴靠近车轮的一端设置行走齿轮，在减速齿轮轴的另一端设置大齿 轮，所述大齿轮与小齿轮啮合；所述车轮利用轴承安装于行走电动机的外面， 在车轮上设置齿圈，所述行走齿轮与所述齿圈啮合。
在车架的前端设置驾驶台，在所述操纵系统中，方向器设置在所述驾驶台 上；在驾驶台的底部安装转向减速器；在转向减速器上设置输入轴和输出轴， 所述输入轴和方向器相连；安装于输出轴上的小链轮利用链条与安装于传动车 轮支架上方的大链轮连接；安装于输入轴上的转向齿轮与安装于输出轴上的转 向大齿轮啮合。
在所述边扫中，直流减速电机安装在轴承座的上方；直流减速电机的轴端 为一个随电机轴作低速旋转的连接盘；连接盘受轴承的约束而保持垂直状态； 由玻璃钢和尼龙丝制成的盘状工业刷又和连接盘紧固。
本发明的特点是1采用大流量的负压装置和袋式过滤器配合强力滚扫机构以提高清扫效率并防止扬尘的方案。2以光伏发电装置向蓄电池充电的形式以解决清扫机途中充电的问题。也避免了城市批量使用机械清扫时的燃油污染问题。
3以液压缸推动垃圾箱的自卸机构以取代目前小型清扫机的抽屉式垃圾箱的手动操作。4采用转向和行走驱动的一体式机构，以取得工作中最小的转弯半径，适应边角拐弯等地方的清扫。
本发明提出依靠滚扫自身约50公斤的重量紧贴地面，并浮动式安装、内置式电机、齿轮传动的方案，可有效提高清扫能力。
本发明的道路清扫机在工作持续率不大于50%时，可完全依靠太阳能充电以解决其能源问题。其清扫工作效率为7000平方米/小时。
图1为清扫机的负压箱在倾倒垃圾时的状态图。图2是清扫机的整体结构图。 图3是图2的左视图。
图4是图2的俯视图。 图5为负压箱和袋式过滤器的结构图。
图6是负压箱结构图。 图7是图6的A-A视图。
图8是图5中去除了箱盖与过滤器后的示意图。图9是图6的左视图。 图IO是过滤器结构图。
图11是图10的俯视图。 图12是图13的左视图。
图13是车架及液压倾翻装置的结构图。图14是图13的俯视图。 图15是前轮放大图。
图16是图17的左视图。 图17是滚扫的结构图。
图18为边扫的结构图。 图19是图18的左视图。
图20是图18的俯视图。 图21是边扫的放大图。
图22是图21中去除了摆臂后的仰视图。图23为行走转向和驱动一体式机构的结构图。图24为转向系统的结构图。 图25是图24的B向视图。
具体实施例方式
本清扫机的总体布置如图1~4所示。清扫机的前方是负压箱1和袋式过滤器。负压箱1由安装在车架2驾驶台上的曲臂机构3所支撑。曲臂机构3保证了负压箱1在工作中的正常位置和垃圾倾倒时的抬升位置。在车架2的底部和负压箱l的进风口后方设置滚扫机构4。滚扫机构4采用内置电机的形式，全部齿轮传动，并浮动式安装，依靠其自身近50公斤的重量紧贴在地面上，从而保证较大较重的垃圾也能扫进负压箱。负压箱1的箱盖 有大口径的风管和引风机5连接。在引风机5工作时，箱内的负压可有效吸入滚扫机构4所引起的扬尘。在负压箱1的前右方下面是边扫6。边扫6的作用是把右边车体外的垃圾纳入到滚扫机构4的工作范围之内。
清扫机的行走系统采用三支点后轮驱动式。内置电机的驱动轮7同时承担转向任务，由转向系统9控制。两个前轮8则随动式安装在车架2的左右方。这一结构保证了清扫机行走系统的最小转弯半径。护顶架10同时也是光伏电池的安装位置。其顶面面积可满足440Wp光伏电池的安装。在车架2的下方还安装了蓄电池组11和小型液压站12。
负压箱1和袋式过滤器的结构如图5~11所示。箱体13分上下两层，由隔 板14和金属网15分隔。下层箱体在进风口处设置橡胶挡风板16和橡胶导板17。 其作用是提高进风口处的风速，使滚扫4扫起的垃圾能被风压驱动沿着橡胶导 板17进入下箱体。挡板18的作用是防止进入箱体内的垃圾反向漏出。下箱体 右下方的缺口 19是为了避让边扫6。金属网15的作用是把较大的垃圾如纸片等 隔断在下箱体内，不使它进入上箱体并堵塞袋式过滤器21。
上箱体主要是为放置袋式过滤器21之用。箱体上方企口 20的作用一是用 于悬挂袋式过滤器21，另外也为了布置箱体和箱盖之间的橡胶密封条24。上箱 体的前方有一可开启的封板22，便于箱体内部件的安装和检修。
箱盖23和上箱体之间依靠橡胶密封条24密封。在上箱体的两边外侧有六26 使负压箱1的内腔能和引风机5连接。
袋式过滤器21是由滤布27缝制在金属骨架28上组成。个挂钩组件25使 箱盖23能压紧在橡胶密封条24上方。箱盖的后方则有风管接头滤布27的上边 四面都冒出，以便压紧在橡胶密封条24上，使灰尘能都留在袋式过滤器21的 下方，而由引风机5能排出较为清洁的空气。袋式过滤器21是个可现场更换的 易损件，工作一段时间以后可以拿出来清理，或者更换新的。
负压箱外面有个加强环29，除了加强负压箱1的刚性外，也是曲臂机构3 的安装位置；在清扫机处于清扫工况时，负压箱1依靠加强环29水平搁置于车 架2的梁上。
车架2以及曲臂机构3、前轮8的结构如图12~15所示。车架2是个板焊结 构。左右两个焊接梁30和驾驶台31、连接板32、尾板33构成车架的主体结构。 曲臂机构3通过两个外球面轴承34安装在驾驶台31的两个侧板上。曲臂机构3 由曲臂轴35以及悍接在曲臂轴上的一对曲臂36、油缸臂37、油缸38、油缸座 39所组成。在油缸38工作时，曲臂36带着负压箱1抬起并回转80。完成垃圾倾 倒任务。
在左右焊接梁30的前方安装了两个前轮8。前轮8由轮轴40、轴套41、轴 承42、和聚胺脂轮皮的铁芯车轮43所组成。前轮8始终处于随动状态，在驱动 轮7的推动下工作。
在连接板32的后方有驱动轮安装座44，以备安装驱动轮7。 滚扫机构4的结构如图16、 17所示。滚扫4的传动分为左右两套机构左 方是驱动机构。清扫电动机45安装在行星轮架46的一端。另一端则连接一方 便装拆的转臂54。行星齿轮架46上三个行星轮轴50安装行星齿轮48。电机齿 轮47通过行星齿轮48传动内齿圈49。内齿圈49是和轮套51固定的，而轮套 51的内径是通过轴承52安装在行星轮架46的外径上的；因此清扫电动机45推 动轮套51作减速传动。在轮套51的外径上加工了滑键槽，玻璃钢滚筒53的内 壁也有相应的键槽，因此玻璃钢滚筒53也可以方便地安装到轮套51上，或从 轮套51上取下。
滚扫机构4的右方是随动机构。内套55的一端连接转臂54，内套55外径安装外球面轴承56，外套57则和左方结构一样通过滑键和玻璃钢滚筒53连接。
由于滚扫机构4的两端都是由转臂54悬挂在车架2的焊接梁30的内侧，因此滚扫机构4是浮动的，靠自身约50公斤的重量紧压在路面上。并以5米/秒的线速度作清扫动作，故能取得较好的清扫效果。而电机内置并以齿轮传动，则为了解决皮带传动的不可靠性，以及电机的防潮防尘问题。
玻璃钢滚筒53的外周是尼龙丝制成的工业刷58，可根据现场情况选用尼龙丝的粗细和长短，并可在打开车架2侧面的盖板后，方便更换。
边扫6的结构如图18~22所示。其驱动部件是一小型直流减速电机59，安装在轴承座60的上方。电机59的轴端为一个随电机轴作低速旋转的连接盘61。连接盘61受轴承62和轴承63的约束而保持垂直状态。由玻璃钢和尼龙丝制成的盘状工业刷64又和连接盘61紧固。这样电机59工作时，盘状工业刷64便作低速回转运动。
在轴承座60的上方安装罩壳65，罩壳65的一边连接摆臂66。摆臂66上有一轴孔67。整台边扫6便依靠车架焊接梁30上的销轴68安装在车架2的右前方，并可由手柄69微量调整其接地高度。边扫6依靠安装面70调整到向后及向内各倾侧2。，以达到垃圾能在边扫的前方由外向内扫入的效果。
驱动轮组7的结构如图23所示。车轮支架71垂直安装在车架2上的驱动轮安装座44中。车轮支架71的一侧水平方向安装行走电动机72。在行走电动机72的外壳上通过两个轴承73安装车轮74。车轮74和车轮支架71之间的相对位置通过三个挡圈75固定。行走电动机72的轴端安装小齿轮76，和大齿轮77啮合。和大齿轮77同轴的行走齿轮78又和车轮内侧的齿圈79啮合，由此构成的减速链使行走电动机72推动车轮74回转。安装在车轮支架71上的轴承座80和轴承81便支撑着减速齿轮轴82。 83是齿轮室罩。
由于驱动轮组7同时承担转向任务，故在车轮支架71的垂直凸缘上通过轴承84、轴承85、垂直轴86安装在车架2的驱动轮安装座44中，使整个驱动轮组7能在转向链轮87的推动下垂直回转，以完成转向任务。
转向系统9的结构如图24、 25所示。方向器88安装在车架的驾驶台上。其轴端安装十字轴万向节89，和转向减速器90的输入轴91连接。通过小齿轮92、大齿轮93的减速，传动输出轴94上小链轮95，再通过链条96传动大链轮87获得1: 6的减速后推动驱动轮组7作转向动作。减速箱体97便于将转向减速器go安装在车架2上。
转向减速器卯的作用除了使方向器88上有较小的转向力外，并使转向器88的转动方向和清扫机的转弯方向一致，以符合车辆的驾驶习惯。
护顶架IO、蓄电池ll、小型液压站12的布置如图1 4所示。护顶架10上布置光伏电池板，其容量为440Wp，通过控制器向蓄电池11供电。小型液压站12由电机、控制阀、泵、油箱等部件组装而成。采用反转换向的型式，因此体积很小，并不需在系统中加装换向阀。
权利要求
1、一种以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在车架(2)的前方设置负压箱(1)，车架(2)的底部设置滚扫机构(4)；车架(2)的前端上部与曲臂机构(3)铰接，曲臂机构(3)同时与负压箱(1)连接；在负压箱(1)内设置袋式过滤器；在车架(2)上设置引风机(5)与行走机构以及用于操纵清扫机的行走方向的转向系统，所述转向系统与所述行走机构相连；引风机(5)的吸风口利用管道与负压箱(1)的出风口相连，负压箱(1)的进风口靠近滚扫机构(4)；在车架(2)的上方为护顶架(10)，在护顶架(10)上设置太阳能电池板，太阳能电池板通过控制器向设置于车架(2)上的蓄电池(11)充电；所述蓄电池(11)为引风机(5)、滚扫机构(4)及行走机构提供电源。
2、 根据权利要求书l所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是所述负 压箱(1)分为上下两层，在负压箱(1)的上层悬挂安装所述袋式过滤器；所 述负压箱(1)包括箱体(13)及位于箱体(13)顶部的箱盖(23)，箱盖(23) 和箱体(13)密封；所述箱盖(23)利用风管接头(26)及风管和所述引风机(5)的吸风口连接。
3、 根据权利要求书2所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是所述进 风口位于负压箱(1)的下层，在进风口处设置橡胶导风板(16)和橡胶导板(17); 在负压箱(1)的上下层间设置隔板(14)和金属网(15);启动引风机(5)后， 风经进风口进入负压箱(1)的下层，再通过金属丝网(15)进入负压箱(1) 的上层，经过袋式过滤器后排出。
4、 根据权利要求^1所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在所述曲臂机构(3)中有两根相同且平行布置的曲臂(36)，油缸(38)的端部铰接 于车架(2)的中部，每根曲臂(36)的第一端铰接于车架(2)的上部，每根 曲臂(36)的第二端与负压箱(1)连接；在两根曲臂(36)间靠近第一端的部 位设置曲臂轴(35),在曲臂轴(35)上设置油缸臂(37)，在油缸(38)内滑 动连接活塞杆，所述活塞杆的外伸端与油缸臂(37)铰接。
5、 根据权利要求书l所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在所述 清扫机构(4)中，在滚筒(53)的内壁利用轴承安装行星齿轮架(46)，在行 星齿轮架(46)上安装清扫电动机(45)，在清扫电动机(45)的输出轴上安装 电机齿轮(47);在行星齿轮架(46)上安装行星齿轮(48),在滚筒(53)的 内壁安装内齿圈(49)，电机齿轮(47)与行星齿轮(48)啮合，行星齿轮(48) 与内撑圈(49)啮合；在滚筒(53)的外壁设置工业刷(58)。
6、 根据权利要求书5所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是所述清 扫电动机(45)、行星齿轮架(46)、电机齿轮(47)、行星齿轮(48)及内齿圈(49)均位于滚筒(53)内；滚扫机构(4)的两端分别安装一根转臂(54)， 两根转臂(54)的端部悬挂安装在车架(2)的底部两侧。
7、 根据权利要求书5所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在行星齿轮架(46)上设置三根行星轮轴(50)，每根行星轮轴(50)均安装一个所述行星齿轮(48);在滚筒(53)的内壁设置轮套(51)，所述内齿圈(49)固定在轮套(51)的内壁，所述行星齿轮架(46)利用轴承安装于轮套(51)内。
8、 根据权利要求书l所述以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在行走机构中，驱动轮安装座(44)安装于车架(2)前后两端的底部；在位于后端的驱动轮安装座(44)上利用轴承安装车轮支架(71);在车轮支架(71)上安装行走电动机(72)，行走电动机(72)的输出轴上设置小齿轮(76);在行走支架(71)上同时利用轴承安装减速齿轮轴(82)，在减速齿轮轴(82)靠近车轮(74)的一端设置行走齿轮(78),在减速齿轮轴(82)的另一端设置大齿轮(77)，所述大齿轮(77)与小齿轮(76)啮合；所述车轮(74)利用轴承安装于行走电动机(72)的外面，在车轮(74)上设置齿圈(79)，所述行走齿轮(78)与所述齿圈(79)啮合。
9、 根据权利要求书l所述之以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在车架(2)的前端设置驾驶台，在所述操纵系统中，方向器(88)设置在所述驾驶台上；在驾驶台的底部安装转向减速器(90);在转向减速器(90)上设置输入轴(91)和输出轴(94)，所述输入轴(94)和方向器(88)相连；安装于输出轴(94)上的小链轮(95)利用链条(96)与安装于传动车轮支架(71)上方的大链轮(87)连接；安装于输入轴(91)上的转向齿轮(92)与安装于输出轴(94)上的转向大齿轮(93)啮合。
10、 根据权利要求书1所述之以太阳能驱动的道路清扫机，其特征是在所述边扫(6)中，直流减速电机(59)安装在轴承座(60)的上方；直流减速电机(59)的轴端为一个随电机轴作低速旋转的连接盘(61);连接盘(61)受轴承的约束而保持垂直状态；由玻璃钢和尼龙丝制成的盘状工业刷(64)又和连接盘(61)紧固。
全文摘要
本发明涉及到一种太阳能驱动液压自卸式道路清扫机，由于采用了大容量的清扫和负压机构，故可完全不产生扬尘现象。按照本发明提供的技术方案，在车架的前方设置负压箱，车架的底部设置滚扫机构；车架的前端上部与曲臂机构铰接，曲臂机构同时与负压箱连接；在负压箱内设置袋式过滤器；在车架上设置引风机与行走机构以及用于操纵清扫机的行走方向的转向系统，所述转向系统与所述行走机构相连；引风机的吸风口利用管道与负压箱的出风口相连，负压箱的进风口靠近滚扫机构；在车架的上方为护顶架，在护顶架上设置太阳能电池板，太阳能电池板通过控制器向设置于车架上的蓄电池充电；所述蓄电池为引风机、滚扫机构及行走机构提供电源。
文档编号E01H1/00GK101666072SQ20091018276
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者缪慰时 申请人:缪慰时