基于UG的新型雨天地面落葉清掃車設(shè)計(jì)

肖林峰，彭才望，譚興斌，張秀菱，劉鑫，許明旺

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

基于UG的新型雨天地面落葉清掃車設(shè)計(jì)

肖林峰，彭才望，譚興斌，張秀菱，劉鑫，許明旺

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

目前，校園、公園以及生活小區(qū)綠化植物覆蓋面積大，落葉難以清掃。尤其是雨天后，地面落葉清掃效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。文章針對(duì)雨天地面落葉難以清掃的現(xiàn)狀，基于UG三維軟件設(shè)計(jì)一種微型雨天地面落葉清掃車?；赨G軟件運(yùn)動(dòng)/動(dòng)力學(xué)仿真表明：該清掃車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、運(yùn)動(dòng)部件無(wú)干涉現(xiàn)象。文章設(shè)計(jì)的微型雨天地面落葉清掃車結(jié)構(gòu)合理、使用方便、針對(duì)性強(qiáng)，具有一定的可行性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

雨天；地面落葉；清掃車；設(shè)計(jì)

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高，校園、公園以及生活小區(qū)等地方的綠化植物覆蓋面積在不斷擴(kuò)增。綠化植物覆蓋面積增加的同時(shí)，也帶來(lái)植被落葉難以清掃的問(wèn)題，尤其是雨天后的地面落葉難以清掃。目前，針對(duì)地面落葉和雜質(zhì)的清掃，清掃車清掃裝置主要包括盤刷裝置、滾刷裝置以及吸塵裝置等附件構(gòu)成。另外，市場(chǎng)上出現(xiàn)的清掃裝置主要存在體積大、成本偏高等方面的缺點(diǎn)。而且，市場(chǎng)上已有的清掃裝置基本定型，尤其是雨天地面落葉清掃裝置存在一定的空白。環(huán)衛(wèi)工人依靠傳統(tǒng)的掃帚對(duì)雨天地面落葉進(jìn)行清掃，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。wenz根據(jù)雨天地面落葉難以清掃的現(xiàn)狀，基于UG三維軟件設(shè)計(jì)一種適用于校園、公園以及生活小區(qū)等綠化植物覆蓋較多地方的微型雨天地面落葉清掃車，將大大提高清掃效率。

1 工作原理

文章基于UG三維軟件設(shè)計(jì)的微型雨天地面落葉清掃車，如圖1所示。整車的清掃裝置部分采用電力驅(qū)動(dòng)，屬于純電動(dòng)作業(yè)，無(wú)噪聲、無(wú)污染。整車結(jié)構(gòu)以手推嬰兒車為設(shè)計(jì)雛形，體積小，作業(yè)區(qū)域范圍廣。后輪轉(zhuǎn)向，操作靈活簡(jiǎn)單。環(huán)衛(wèi)人員站立于車后方位置推動(dòng)車把手，前方車頭裝有清掃刷，清掃刷由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)落葉清掃動(dòng)作。整車行走裝置采用人力作為清掃車工作的動(dòng)力源，清掃車內(nèi)部配有蓄電池，為清掃車前端的清掃滾刷提供清掃動(dòng)力。采用該微型雨天地面落葉清掃車工作時(shí)，環(huán)衛(wèi)作業(yè)人員開(kāi)啟前置電機(jī)和后置電機(jī)的啟動(dòng)電源。清掃車在清掃前進(jìn)過(guò)程中，后輪控制轉(zhuǎn)向。地面沾濕落葉被清掃刷掃到落葉去濕機(jī)構(gòu)上面，對(duì)落葉進(jìn)行去濕處理。類風(fēng)車式耙機(jī)構(gòu)將去濕后的落葉傳送到后置電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳送帶上，由傳送帶將落葉傳送至車尾的落葉收集箱。文章基于UG三維軟件設(shè)計(jì)的微型雨天地面落葉清掃車清掃的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示。環(huán)衛(wèi)作業(yè)人員根據(jù)清掃情況適時(shí)處理落葉收集箱中的落葉，方便快捷，易操作。

圖1 微型雨天地面落葉清掃車

圖2 清掃落葉的運(yùn)動(dòng)軌跡圖

2 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

文章設(shè)計(jì)的微型雨天地面落葉清掃車整車結(jié)構(gòu)主要由地面沾濕落葉清掃裝置、地面沾濕落葉去濕裝置、沾濕落葉傳送回收裝置、電控裝置及控制裝置等部件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 微型雨天地面落葉清掃車結(jié)構(gòu)圖

3 UG三維建模與優(yōu)化

根據(jù)微型雨天地面落葉清掃車的工作原理和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，文章基于UG三維軟件初次建立該微型雨天地面落葉清掃車的三維虛擬模型，如圖4所示。為進(jìn)一步提高雨天地面落葉清掃效果，針對(duì)原清掃車設(shè)計(jì)模型進(jìn)行了優(yōu)化結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)（如圖5所示），包括：①遮雨裝置伸縮式；②車體內(nèi)部輸送帶表面階梯式，防滑，提高落葉傳送效率；③車體前端加裝清掃盤，且高度和角度可調(diào)，提高落葉收集效率。該微型雨天地面落葉清掃車的UG三維模型經(jīng)運(yùn)動(dòng)/動(dòng)力學(xué)仿真運(yùn)動(dòng)后，各部件工作運(yùn)行時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)合理。UG建模與運(yùn)動(dòng)仿真分析，為該微型雨天地面落葉清掃車樣機(jī)的設(shè)計(jì)、研制提供了切實(shí)可行的理論依據(jù)。

圖4 微型雨天地面落葉清掃車三維結(jié)構(gòu)圖

圖5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)圖

4 結(jié)語(yǔ)

文章基于UG三維軟件設(shè)計(jì)的微型雨天地面落葉清掃車主要由清掃裝置、沾濕落葉去濕裝置、傳送回收裝置以及行走裝置等構(gòu)成，整車結(jié)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)無(wú)干涉現(xiàn)象表明：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、功能完善。該微型雨天地面落葉清掃車中間設(shè)計(jì)過(guò)濾去濕的網(wǎng)狀機(jī)構(gòu)，具有針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，適合校園、公園以及生活小區(qū)綠化植物較多的場(chǎng)所；以傳送帶和收集箱后置的方式實(shí)現(xiàn)沾濕落葉收集回收的過(guò)程，在一定程度上較大減輕了環(huán)衛(wèi)工人在雨后清掃地面落葉的勞動(dòng)強(qiáng)度，且工作效率得到有效提高。

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The Design of Micro Sweeper for ground leaves of Rainy day Based on UG

XIAO Lin-feng，PENG Cai-wang，TAN Xing-bin，ZHANG Xiu-ling，LIU Xin，XU Ming-wang
（College of Engineering，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

At present，deciduous leaves are difficult to clean in campus，parks and residential districts because of the large cover area of green plants.Especially after the rain，the efficiency is too low to clean the leaves and the intensity of labor is too big. Aiming at the difficulties in cleaning the deciduous leaves after the rain，this paper designs a miniature road sweeper that works in rainy days based on UG.It is consist of cleaning up device，dehumidification device,transmission and recycling device and so on. Based on UG shows that this sweeper has a reasonable structure whose moving parts don't interfere each other.As introduced in this paper，the sweeper is reasonable in structure，convenient for use and with strong pertinence.To some extent，it has feasibility and practical value.

rainy days；the ground leaves；sweeper；design

U469.691

A

2095-980X（2017）03-0070-02

2017-02-15

2016年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目——（G）SCX1612；2016年湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目——SCX1612；2016年湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目——XCX16044。

肖林峰（1995-），男，大學(xué)本科。

彭才望（1988-），男，講師，主要研究方向：農(nóng)機(jī)車輛機(jī)電一體化。