道路冰雪清理的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種道路冰雪清理機(jī)，包括圓盤破冰耙組合、碾壓滾輪組合、除冰鏟組合和融雪劑拋灑裝置；其具有以下優(yōu)勢(shì)：能同時(shí)完成破冰、碾冰、除冰、融冰的聯(lián)合作業(yè)，能徹底清除路面冰雪；保障不損傷路面，降低功率消耗，提高了除冰效率；便于拖拉機(jī)懸掛運(yùn)輸；不需單獨(dú)配備動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低了制造和使用成本；本機(jī)不但能完成清除冰雪作業(yè)，平時(shí)還可作為維修養(yǎng)護(hù)道路的機(jī)具使用，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。
【專利說明】道路冰雪清理機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路安全環(huán)保領(lǐng)域，具體而言是新設(shè)計(jì)的一種道路冰雪清理機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)大部分地區(qū)每年有3?5個(gè)月的降雪期，積雪和冰凍嚴(yán)重地影響了道路交通 和飛機(jī)場(chǎng)跑道的暢通與安全，嚴(yán)重制約了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，給人民生活帶來諸多不 便。尤其是發(fā)生在2008年我國(guó)南方大面積的特大冰雪災(zāi)害，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的創(chuàng) 傷。冰雪災(zāi)害發(fā)生后，凍結(jié)在交通要道和飛機(jī)場(chǎng)跑道上的冰雪采用傳統(tǒng)除雪機(jī)械無法根本 清除，只能耗費(fèi)大量財(cái)力和物力采用人工鏟除的辦法來解決。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)械大多數(shù)存在著功能單一、只能清除積雪而無法徹底清除路面 積冰的問題，且在配置數(shù)量上與需求相去甚遠(yuǎn)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，到2005年，日本各類除雪 車為8467臺(tái)、推土機(jī)8364臺(tái)、除雪卡車7678臺(tái)、除雪平地機(jī)7456臺(tái)、防凍劑撒布車3134 臺(tái)。與日本相比而言，我國(guó)公路建設(shè)較發(fā)達(dá)的地區(qū)受大雪覆蓋面積占國(guó)土面積的20%還多， 也就是200多萬平方公里，約等于日本劃定的大雪區(qū)域面積的10倍。在如此廣闊的區(qū)域 上，僅運(yùn)行幾百臺(tái)除雪機(jī)械，這與中國(guó)公路維護(hù)的需求相去甚遠(yuǎn)。我國(guó)公路建設(shè)起步晚、發(fā) 展快，除雪機(jī)械配置數(shù)量少、機(jī)型落后且功能單一，人工清除道路冰雪的方式還處于主要手 段，因此除冰雪機(jī)械在我國(guó)有著巨大市場(chǎng)需求。目前，國(guó)內(nèi)有些企業(yè)參照國(guó)外技術(shù)研制出一 些除雪除冰機(jī)械，但與世界先進(jìn)除雪機(jī)械技術(shù)相比，無論從規(guī)格、數(shù)量、性能上都有著很大 差距，尚不能完全適應(yīng)中國(guó)目前道路和飛機(jī)場(chǎng)跑道除冰雪工程的要求，而且購(gòu)置和使用費(fèi) 用高、能源消耗大，因而對(duì)除冰雪機(jī)械的研制和推廣具有重要的科學(xué)意義和良好的市場(chǎng)應(yīng) 用前景。
[0004] 我國(guó)對(duì)除冰雪機(jī)械的開發(fā)、生產(chǎn)較晚，尚處于起步階段。目前，我國(guó)道路和飛機(jī)場(chǎng) 跑道冬季除冰雪大部分仍沿用傳統(tǒng)的方式和手段，即人工作業(yè)和簡(jiǎn)易除冰雪機(jī)具相結(jié)合的 方式，工作效率低、能源消耗大。高速公路和一級(jí)公路已使用大型專用除冰雪機(jī)械進(jìn)行冬季 作業(yè)，但無法徹底清除道路表面上冰層與殘雪，購(gòu)置和使用成本較高。我國(guó)現(xiàn)有的除冰雪機(jī) 械在數(shù)量和品種上還很少，功能單一，基本上以進(jìn)口設(shè)備為主。
[0005] 近年來，國(guó)內(nèi)一些廠家參照國(guó)外技術(shù)研制了一些除冰雪機(jī)械裝備，按其工作原理 可分為以下幾種類型。
[0006] 1)振動(dòng)式：主機(jī)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)震動(dòng)馬達(dá)，帶動(dòng)偏心塊的旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下， 使得震動(dòng)輪沿圓周徑向運(yùn)動(dòng)。對(duì)路面冰層來說，既有上下方向的震動(dòng)作用力，又有水平方向 的揉搓作用力，使得震動(dòng)輪表面的凸塊切入并擠壓冰層，致使冰層斷裂破碎與地面剝離，達(dá) 到除冰的目的。如徐州裝載機(jī)廠的專利產(chǎn)品一公路養(yǎng)護(hù)用滾輪式振動(dòng)除冰設(shè)備。
[0007] 2)靜碾壓裂式：工作裝置懸掛于裝載機(jī)前端，通過滾壓輪上的組合刀片，依靠滾壓 輪自身的重量和來自裝載機(jī)動(dòng)臂和搖臂的協(xié)調(diào)壓力，在主機(jī)的推動(dòng)下將冰層壓碎。如哈爾 濱清朗除雪保潔設(shè)備廠生產(chǎn)的"雪狼一號(hào)"、吉林工業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合開發(fā)的CB型碾壓式 除冰雪裝置。
[0008] 3)柔性鏈條擊打式：采用特制鏈條，前端安裝吊環(huán)，在主機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，鏈條做高速 旋轉(zhuǎn)，對(duì)路面進(jìn)行柔性抽打，從而獲得破冰效果，易損壞路面。
[0009] 4)鏟剁式：由多刃刀組成的工作鏟在曲軸的帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)，對(duì)路面冰層進(jìn)行剁 擊，該機(jī)構(gòu)采用柔型連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路面高低不平的自動(dòng)補(bǔ)償，但易損壞路面。
[0010] 我國(guó)的除冰雪機(jī)械的研制和工程應(yīng)用雖有了一定發(fā)展，但存在問題還是較突出， 主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
[0011] 1)技術(shù)水平低：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理、功能研究等方面都存在水平低的問題，致使 機(jī)械可靠性差、故障多、壽命短；
[0012] 2)功能單一：具有典型的季節(jié)性，大都只有除冰雪功能。一年中大部分時(shí)間將處 于閑置狀態(tài)，大大增加了除冰雪作業(yè)的成本，加重公路養(yǎng)護(hù)的投入；
[0013] 3)成本過高：我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)具均配置有獨(dú)立的動(dòng)力裝置，購(gòu)置和使用成本過高。
[0014] 4)品種較少：不能適應(yīng)我國(guó)道路冰雪情理的作業(yè)需求，機(jī)動(dòng)性和可靠性較差。
[0015] 我國(guó)除冰雪機(jī)械的問題及實(shí)際國(guó)情決定了除冰機(jī)械將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
[0016] 1)研制系列化的清除道路冰雪裝備，以適應(yīng)不同道路、不同場(chǎng)地的作業(yè)，機(jī)動(dòng)性 強(qiáng)；
[0017] 2)設(shè)計(jì)符合節(jié)能減排綠色環(huán)保，具有功效高、功耗低特點(diǎn)的清除冰雪裝備；
[0018] 3)實(shí)現(xiàn)裝備的多功能化，冰雪季節(jié)能用于道路和機(jī)場(chǎng)跑道的冰雪清理，平時(shí)還能 用于道路的建設(shè)、維修保養(yǎng)、搶險(xiǎn)等作業(yè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種道路冰雪清理機(jī)：1)通過對(duì)冰層(壓實(shí)雪） 物理性質(zhì)分析，對(duì)破冰耙刀片、碾壓滾輪的受力和工作過程進(jìn)行了分析，該設(shè)計(jì)可有效切割 分離和碾壓路面冰層，不損壞路面；2)拖拉機(jī)是目前道路維修保養(yǎng)的基本動(dòng)力機(jī)械之一，該 機(jī)組以拖拉機(jī)牽引并提供動(dòng)力，不需另設(shè)動(dòng)力，節(jié)約了能源消耗，降低了制造和使用成本； 3)采用了平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧阻尼器等仿形和避讓裝置，使得破冰、碾冰兩組合部件可 以同時(shí)根據(jù)路面狀況調(diào)整角度，能有效應(yīng)對(duì)路面不平整和工作死角問題；4)采用圓盤破冰 耙組合、碾壓滾輪組合、刮雪鏟組合和融雪劑拋灑裝置等作為主要工件部件，能同步完成冰 雪災(zāi)害道路清理?yè)屝拗械穆?lián)合作業(yè)；5)集破鑿路面冰層、清除路面冰雪、清理路面障礙等作 業(yè)于一體，具有移動(dòng)快捷、功能多樣、效率高、功耗低的特點(diǎn)；6)機(jī)組裝有配重箱可在工作時(shí) 實(shí)現(xiàn)增重功能，運(yùn)輸時(shí)去掉配重用拖拉機(jī)懸掛而方便轉(zhuǎn)移，不需另配置運(yùn)輸車輛；7)該機(jī)組 平時(shí)可作為道路維護(hù)機(jī)具使用，提高效能、降低成本，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用；
[0020] 該道路冰雪清理機(jī)采用的技術(shù)方案是，包括圓盤破冰耙組合、碾壓滾輪組合、除冰 鏟組合和融雪劑拋灑裝置作為主要工作部件，圓盤破冰耙機(jī)構(gòu)和碾壓滾輪機(jī)構(gòu)組合為平行 四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0021] 進(jìn)一步的，所述道路冰雪清理機(jī)包括圓盤破冰耙1、碾壓滾輪2、限深機(jī)構(gòu)3、路面 清除裝置4、拋灑融雪劑機(jī)構(gòu)5、.融雪劑箱6、彈簧阻尼器7、配重箱8、懸掛機(jī)構(gòu)9、機(jī)架10 和四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)11。
[0022] 本發(fā)明的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利 的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的特征。
[0023] 由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明與傳統(tǒng)的道路冰雪清理機(jī)相比，其具有以 下優(yōu)勢(shì)和有益的效果：
[0024] 1)能同時(shí)完成破冰、碾冰、除冰、融冰的聯(lián)合作業(yè)，能徹底清除路面冰雪；
[0025] 2)主要工作部件采用平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的破冰碾冰組合裝置，具有隨地面仿 形和阻尼的功能，保障不損傷路面，降低功率消耗，提高了除冰效率；
[0026] 3)采用配重箱替代傳統(tǒng)的配重鐵塊，作業(yè)中充水來增加重量，機(jī)具轉(zhuǎn)移中排出水 可減輕自重，便于拖拉機(jī)懸掛運(yùn)輸；
[0027] 4)采用與道路維修配備的主要?jiǎng)恿C(jī)械拖拉機(jī)配套使用，不需單獨(dú)配備動(dòng)力，實(shí) 現(xiàn)節(jié)能減排，降低了制造和使用成本；
[0028] 5)本機(jī)不但能完成清除冰雪作業(yè)，平時(shí)還可作為維修養(yǎng)護(hù)道路的機(jī)具使用，實(shí)現(xiàn) 了一機(jī)多用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1.圓盤破冰耙，2.碾壓滾輪，3.限深機(jī) 構(gòu)，4.路面清除裝置，5.拋灑融雪劑機(jī)構(gòu)，6.融雪劑箱，7.彈簧阻尼器，8.配重箱，9.懸掛 機(jī)構(gòu)，10.機(jī)架，11.四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0030] 圖2為懸掛機(jī)構(gòu)示意圖；其中，1機(jī)組工作時(shí)的狀態(tài)，2機(jī)組運(yùn)輸時(shí)的狀態(tài)；
[0031] 圖3為破冰碾冰組合裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中，1.圓盤破冰耙，2.碾壓滾輪，3.配重 箱，4.阻尼彈簧，5.機(jī)架
[0032] 圖4為平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0033] 圖5除冰裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1.絲桿，2.絲桿，3.除冰鏟，4.鏟刃
[0034] 圖6為限深機(jī)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1示，其工 作原理：一方面由拖拉機(jī)牽引機(jī)組，利用圓盤破冰耙1將冰層切開，再利用碾壓滾輪2將冰 碾碎；另一方面利用路面清除裝置4將冰雪清除，然后加撒融雪劑以防止路面再次結(jié)冰。圓 盤破冰耙1與碾壓滾輪2以連桿連接組成平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與彈簧阻尼器結(jié)合達(dá)到仿形從 而避免對(duì)路面造成損傷。冰雪被碾碎后由除冰鏟清除，除冰鏟整體結(jié)構(gòu)為V字型，角度和高 度可調(diào)節(jié)，借助于機(jī)組的勻速運(yùn)動(dòng)有利于將冰雪快速清除。在除冰鏟之后是拋撒融雪劑 機(jī)構(gòu)5,由做圓周運(yùn)動(dòng)的拋撒融雪劑盤5將融雪劑撒下，將殘余冰雪清除并防止路面再次結(jié) 冰。
[0036] 該機(jī)具能夠同時(shí)完成冰雪災(zāi)害道路清理?yè)屝捱^程中的多種復(fù)式作業(yè)，平時(shí)還可作 為道路的修整維護(hù)機(jī)具使用，不需單獨(dú)配備動(dòng)力，可有效提高機(jī)具的效能、保證作業(yè)質(zhì)量、 降低生產(chǎn)成本，并實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
[0037] 圖2為懸掛機(jī)構(gòu)示意圖，機(jī)組可懸掛于拖拉機(jī)之后，1機(jī)組工作時(shí)的狀態(tài)，2機(jī)組運(yùn) 輸時(shí)的狀態(tài)。
[0038] 圖3為破冰碾冰組合裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：1)本裝置配有的傳動(dòng)嚙 合離合器可以有效的調(diào)整進(jìn)行作業(yè)部件的數(shù)量，以致達(dá)到調(diào)整工作幅寬的作用；2)在破冰 作業(yè)過程中，不可避免地會(huì)遇到障礙物，并且考慮到路面、冰層的不平整因素，本裝置配有 的阻尼彈簧可以有效的起到避讓、緩沖和增壓作用，保證不損壞路面；3)針對(duì)路面冰層的厚 薄與堅(jiān)實(shí)程度的不同，本機(jī)具的配重裝置可以通過調(diào)節(jié)配重的重量來調(diào)整刀片和滾輪在作 業(yè)時(shí)對(duì)冰層的壓力。達(dá)到在不損傷路面的情況下有效清理路面；配重裝置設(shè)計(jì)為可變?nèi)萘?的形式。4)圓盤破冰耙和碾壓滾輪的設(shè)計(jì)，使得工作針對(duì)對(duì)象更廣。在可以清除路面冰層 的情況下，平時(shí)還可用來壓實(shí)、平整路面，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，有效的節(jié)約了設(shè)計(jì)和制造成本。
[0039] 平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖4所示：采用平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的破冰碾冰組合裝 置，主要工作部件具有隨地面仿形和阻尼的功能，可以根據(jù)路面狀況調(diào)整壓強(qiáng)和工作角度， 能有效應(yīng)解決路面不平整和出現(xiàn)工作死角等問題。既保障不損傷路面，還降低功率消耗，可 提高了除冰效率。采用平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的破冰碾冰組合裝置，有以下三種狀態(tài)：
[0040] 1)當(dāng)機(jī)具進(jìn)行轉(zhuǎn)移，被拖拉機(jī)提升起來時(shí)，整個(gè)組合裝置如平行四邊形AB1C1D所 示，圓盤破冰耙和碾壓滾輪均未與地面接觸，機(jī)具能快速移動(dòng)；
[0041] 2)當(dāng)機(jī)具作業(yè)時(shí)，整個(gè)組合裝置如平行四邊形AB2C2D所，。破冰碾冰組合裝置與 冰層接觸，在阻尼機(jī)構(gòu)的配合作用下，具有隨地面仿形和阻尼的功能；
[0042] 3)當(dāng)該組合裝置不需工作時(shí)，被提升不接觸路面，如平行四邊形AB3C3D所示，有 效地保護(hù)了圓盤破冰耙和碾壓滾輪。
[0043] 4)當(dāng)作業(yè)遇到障礙物時(shí)，破冰碾冰組合裝置能有效避障，保護(hù)了破冰耙和滾輪，提 高了作業(yè)效率。
[0044] 除冰裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，路面清除裝置主要用來清除已被破碎的冰 雪，除冰鏟為主要工作部件，其作用在于：1)清除壓實(shí)冰雪時(shí)必須保證除冰鏟能夠有效地 壓入冰雪中，通過鏟的運(yùn)動(dòng)使冰雪與地面分離，但除冰鏟的切入力又不能太大，否則會(huì)破壞 地面或?qū)⒅鳈C(jī)撐起，影響機(jī)組的附著動(dòng)力；2)有良好的滑切性能。滑切是指被切物體沿刃 口切向有滑移運(yùn)動(dòng)的切削過程。產(chǎn)生滑移的條件是，側(cè)切刃上各點(diǎn)的切削速度方向與法線 之間的夾角大于與被切物體之間的摩擦角。刃口曲線上任意一點(diǎn)的切削速度方向與法線之 間的夾角稱為該點(diǎn)的滑切角（又稱動(dòng)滑切角)，其相對(duì)速度（圓周速度）方向與法線之間的 夾角稱為靜滑切角。因此，所謂良好的滑切性能，就是指刃口曲線上任意一點(diǎn)的動(dòng)滑切角應(yīng) 大于冰雪與刃口之間的摩擦角?；屑仁×τ植粫?huì)產(chǎn)生粘刀現(xiàn)現(xiàn)象。其結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是： 1為絲桿可沿弧形滑槽滑動(dòng)，用雙螺母鎖住可將除冰鏟3固定于機(jī)架；除冰鏟3可繞絲桿2 轉(zhuǎn)動(dòng)使除冰鏟能夠根據(jù)除雪量的多少來調(diào)節(jié)角度，絲桿2用雙螺母固定于機(jī)架；鏟刃4可切 入冰雪將冰雪與地面分離，鏟刃通過沉頭螺釘連接于除冰鏟且比除冰鏟稍長(zhǎng)以填補(bǔ)兩片除 冰鏟之間的縫隙，鏟刃磨鈍或破損后可方便更換，節(jié)省材料和成本。
[0045] 拋灑裝置采用：1)拋灑機(jī)構(gòu)使用帶拋物線紋理的圓盤，借助圓盤的旋轉(zhuǎn)拋灑融雪 齊U ;2)圓盤上方裝配融雪劑箱，以便融雪劑垂直落入圓盤；3)換向機(jī)構(gòu)從主動(dòng)力軸分出動(dòng) 力驅(qū)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)。
[0046] 限深機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式如圖6所示，各標(biāo)號(hào)零件如下表：
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種道路冰雪清理機(jī)，其特征在于，包括：圓盤破冰耙組合、碾壓滾輪組合、除冰鏟 組合和融雪劑拋灑裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路冰雪清理機(jī)，其特征在于，所述道路冰雪清理機(jī)包括圓 盤破冰耙（1)、碾壓滾輪（2)、限深機(jī)構(gòu)（3)、路面清除裝置（4)、拋灑融雪劑機(jī)構(gòu)（5)、.融雪 劑箱（6)、彈簧阻尼器（7)、配重箱（8)、懸掛機(jī)構(gòu)（9)、機(jī)架（10)和四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)（11)。
【文檔編號(hào)】E01H10/00GK104250959SQ201310262552
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】潘龍祥 申請(qǐng)人:潘龍祥