我國清掃車發(fā)展現(xiàn)狀與設(shè)計趨勢研究

董敏，房振濤

摘要：我國清掃機(jī)行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步，與其他國家類似，我國的清掃機(jī)發(fā)展也經(jīng)歷了純掃式、吸掃式、純吸式等幾個不同的階段，道路清掃機(jī)械緊跟時代發(fā)展步伐。文章闡述道路清掃機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀，探索未來道路清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢。新的形勢引發(fā)人們新的思考，在新冠肺炎疫情環(huán)境下，人們更應(yīng)該思考道路清掃機(jī)械的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：清掃車;發(fā)展現(xiàn)狀;設(shè)計趨勢

中圖分類號：U469.691 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）23-0-03

1 馬路清掃機(jī)的發(fā)展史

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對生活環(huán)境的要求越來越高。健康舒適的生活環(huán)境是一個城市發(fā)展的重要標(biāo)志。環(huán)保力度的逐漸加大，使馬路清掃車扮演的角色愈發(fā)重要。與人工清掃相比，機(jī)械化的馬路清掃有著無可比擬的優(yōu)勢。人工清掃效率低下，勞動強(qiáng)度大，且污染嚴(yán)重。此外，隨著社會的發(fā)展，從事道路清掃的人越來越少，勞動力匱乏，且大多為年齡大的勞動者，或者是從一線下來的退休工人。機(jī)械化清掃的發(fā)展彌補(bǔ)了這一不足，其效率高，省事省力，并且不需要大量的勞動力。機(jī)械化清掃在改善勞動條件、提高作業(yè)效率、增強(qiáng)道路養(yǎng)護(hù)能力方面發(fā)揮著重要的作用，因此機(jī)械化代替工人養(yǎng)護(hù)道路成為必然趨勢和時代潮流。

道路清掃機(jī)械設(shè)備于19世紀(jì)20年代起源于歐洲，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段，分別是純掃式、純吸式、吸掃結(jié)合式。其中吸掃式道路清掃機(jī)又可以分為干式道路清掃機(jī)與濕式道路清掃機(jī)兩種。

我國的馬路清掃機(jī)發(fā)展階段與發(fā)達(dá)國家類似，但我國馬路清掃機(jī)發(fā)展起步較晚。我國的掃路車發(fā)展起源于20世紀(jì)60年代，也經(jīng)歷了與西方類似的三個發(fā)展階段。20世紀(jì)60年代，我國第一代掃路車研制成功，是純掃式的馬路清掃車，我國掃路車發(fā)展的大幕由此拉開。但我國研制的純掃式清掃車存在很大的不足，如清掃效率低下、噪聲大、掃起的揚(yáng)塵對空氣污染較大等。因此，20世紀(jì)80年代末，長沙建設(shè)機(jī)械研究院設(shè)計出了我國第一代吸掃式清掃車，我國道路清掃車的發(fā)展也因此進(jìn)入快車道。第二代道路清掃機(jī)也憑借效率高、性能好等優(yōu)點(diǎn)迅速在全國推廣。到了21世紀(jì)，我國掃路車迅速發(fā)展，并且逐漸呈現(xiàn)多元化趨勢，出現(xiàn)了純吸式清掃車等三代馬路清掃車。另外，由于不同的條件限制及需求，出現(xiàn)了濕式清掃車以及不需要水的干式清掃車。

2 我國馬路清掃機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國市面上現(xiàn)存的馬路清掃車主要有進(jìn)口掃路車與國產(chǎn)掃路車。進(jìn)口掃路車主要進(jìn)口自美、德、日、瑞士等發(fā)達(dá)國家，這些國家機(jī)械化道路養(yǎng)護(hù)發(fā)展較早，已經(jīng)相當(dāng)成熟。但進(jìn)口的清掃車往往不適應(yīng)我國國情，我國現(xiàn)在絕大多數(shù)的清掃車都是在慶南五十鈴和東風(fēng)底盤的基礎(chǔ)上改裝而來的。作業(yè)方式大多為吸掃結(jié)合的濕式馬路清掃車。我國馬路清掃機(jī)與發(fā)達(dá)國家相比存在不小的差距，特別是在噪聲處理、污染物處理、舒適性與可靠性方面的差距尤為明顯。此外，我國馬路清掃機(jī)的功能較單一、創(chuàng)新程度不高，這也制約著我國馬路清掃機(jī)的發(fā)展，因此從設(shè)計入手加以創(chuàng)新刻不容緩。

3 馬路清掃機(jī)的分類

垃圾清掃車按行走方式可分為手推式、手扶式、自行式，按照作業(yè)方式可分為純掃式、吸掃式、純吸式，按照除塵方式可分為濕式和干式。

3.1 行走方式分類

手推式垃圾清掃車是一種需要工作人員推動進(jìn)行作業(yè)的小型垃圾清掃車。清掃范圍一般在8000 mm～12 000 mm。因為體型較小，所以不適合用作戶外的馬路清掃。其作業(yè)范圍局限在室內(nèi)，如籃球場、工廠等平坦的空間內(nèi)。手扶式垃圾清掃車與手推式類似，但在手推式基礎(chǔ)上加裝了行走裝置，作業(yè)時只需要工作人員跟隨操作。相較于手推式，手扶式降低了作業(yè)強(qiáng)度。自行式垃圾清掃車是由操作人員駕駛作業(yè)的一種馬路清掃車，有大型的馬路清掃車，也有小型的馬路清掃車。它的作業(yè)范圍更廣，作業(yè)條件與前兩種相比更惡劣。

3.2 作業(yè)方式分類

純掃式垃圾清掃車是一種沒有負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸垃圾的清掃機(jī)。它主要是通過掃刷將垃圾清掃收集到車底，然后通過車后的掃滾將收集到的垃圾直接掃到車內(nèi)的垃圾收集裝置中。這種掃路車噪聲大、污染嚴(yán)重，且效率低，逐漸被吸掃式垃圾清掃車取代。吸掃式的垃圾清掃車集掃與吸于一身，它的工作原理是先通過掃盤將垃圾掃起，然后通過負(fù)壓吸嘴將垃圾吸到垃圾收集箱內(nèi)。吸掃式垃圾清掃車是目前市面上最常見也是應(yīng)用最廣泛的一類掃路車。純吸式的掃路車目前在市面上極少，它沒有掃盤裝置，主要通過吸嘴將垃圾直接吸走。純吸式的掃路車主要是小型掃路車。

3.3 除塵方式分類

干式掃路車在掃路過程中不噴灑水，但必須配備過濾除塵裝置。作業(yè)時，大的垃圾會在箱體中自然沉降，小的顆?；覊m就通過過濾裝置除去，然后經(jīng)過過濾的空氣再排到空氣中。濕式掃路車在工作過程中會噴灑水使小顆?；覊m結(jié)塊，然后將其吸入垃圾箱，再自然沉降。由于濕式掃路車作業(yè)過程中會使用水，因此在冬天尤其是北方寒冷的冬天會造成路面結(jié)冰，所以使用會受到限制。

4 馬路清掃機(jī)的設(shè)計發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，馬路清掃機(jī)在城市生活中扮演著越來越重要的角色，人們對掃路車也提出了各種各樣的需求以適應(yīng)社會發(fā)展。當(dāng)前馬路清掃機(jī)呈現(xiàn)出幾種發(fā)展趨勢。

4.1 小型化趨勢

由于城市人口密度的增加，馬路清掃車小型化已經(jīng)成為一種趨勢。受垃圾成分多樣、道路狀況復(fù)雜、造價高昂、高耗能、粗排放、吸附造成的二次空氣污染等諸多因素的影響，一般的馬路清掃機(jī)已不能滿足社會發(fā)展的要求[1]。因此，設(shè)計一款適用于復(fù)雜路況作業(yè)的小型掃路車刻不容緩。小型掃路車可以利用純電力作為動力，其具有輕污染、噪聲小、使用方便、快捷高效的優(yōu)點(diǎn)。英國的Johnston就是一家主要生產(chǎn)小型化掃路車的廠家，其生產(chǎn)的掃路車以靈活、操作方便著稱，在市場上占有較大的份額。由于小型化的清掃車不能用平常的汽車底盤來改裝，因此全液壓專用底盤興起，以保證小型掃路車的美觀實(shí)用。

4.2 綠色環(huán)保清潔趨勢

因為馬路清掃機(jī)的工作場合多為人口密度大的城市地區(qū)，所以控制掃路車的污染物排放就顯得極為重要。掃路車的污染物主要是會對空氣造成污染，包括燃料燃燒不充分造成的汽車尾氣排放污染、掃刷掃起的灰塵彌漫在空氣中對空氣質(zhì)量的影響、吸嘴吸入的空氣處理不充分排到空氣中的污染。當(dāng)前市面上存在的壓縮天然氣掃路車和燃料電池掃路車，包括電動掃路車都在這一方面進(jìn)行了改進(jìn)。隨著時代的發(fā)展，人們越來越重視馬路清掃機(jī)對環(huán)境產(chǎn)生的影響，綠色馬路清掃機(jī)的發(fā)展是當(dāng)前掃路車發(fā)展的一大趨勢，也是衡量道路清掃機(jī)械性能的一項重要標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 功能齊全化趨勢

由于需求的增加，人們對馬路清掃機(jī)的功能要求不再僅滿足于馬路清掃作業(yè)，馬路清掃機(jī)的功能也變得越來越多元。一臺掃路車不僅具有基本的馬路養(yǎng)護(hù)功能，還包括護(hù)欄清掃功能、綠化植物修剪功能、隧道壁清潔功能、路標(biāo)清掃功能、草坪修剪功能等，是一種集多功能于一身的養(yǎng)護(hù)機(jī)械，減少了道路養(yǎng)護(hù)的人力成本與財力成本，提高了效率。如Aebi的MFH5000掃路車，不僅具有馬路清掃這一基本功能，通過把掃盤切換成不同的裝置，還可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，在除雪車、掃路車、清潔車三種狀態(tài)下隨意切換，一車多用。多功能機(jī)械的出現(xiàn)，節(jié)約了人力物力，將成為未來馬路清掃機(jī)械的一個發(fā)展方向。

4.4 人性化發(fā)展趨勢

以人為本的設(shè)計理念自20世紀(jì)60年代被提出至今，不管在產(chǎn)品設(shè)計還是環(huán)境設(shè)計、建筑設(shè)計領(lǐng)域，都是一種重要的設(shè)計思想。當(dāng)前，人性化設(shè)計在各個領(lǐng)域都逐漸成為越來越重要的考慮因素。設(shè)計服務(wù)的是人，而不是產(chǎn)品[2]。它要求設(shè)計者注重產(chǎn)品功能的同時，也要充分考慮形式的重要性，要求功能與形式相協(xié)調(diào)。設(shè)計過程中的人性化能提升用戶的使用體驗，體現(xiàn)對人的關(guān)懷。馬路清掃機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也不例外，人性化的設(shè)計能使操作者在工作中保持良好的精神狀態(tài)，從而提高工作效率。國外一些公司就在人機(jī)工程學(xué)上下功夫，如Jhonston的全景駕駛艙，這樣的設(shè)計除了能使作業(yè)者更好地了解道路的詳情之外，還能使駕駛員擁有良好的工作體驗，使駕駛員在工作過程中保持心情舒暢。此外，設(shè)計者還將整車的操作按鍵設(shè)置在一邊，這樣能有效減少操作者的操作失誤。在馬路清掃機(jī)人性化方面，我國并沒有給予過多重視，進(jìn)行的研究較少，這也是我國清掃機(jī)與其他發(fā)展較早的發(fā)達(dá)國家最大的差距所在。但隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人性化會成為掃路車設(shè)計極其重要的考慮因素。

4.5 智能化發(fā)展趨勢

在萬物互聯(lián)的今天，加快新舊動能轉(zhuǎn)換，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與汽車技術(shù)的融合發(fā)展成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的重要趨勢，清掃機(jī)械的發(fā)展也不例外。為了實(shí)現(xiàn)清掃車作業(yè)精確而又流暢，各種各樣的傳感器便成為清掃設(shè)備的“眼睛”與“觸覺”。通過應(yīng)用信息化技術(shù)，使其發(fā)展成為具有作業(yè)機(jī)械化、管理信息化、控制智能化、信息網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)的現(xiàn)代化車輛[3]。位置傳感器測量吸口和掃刷的狀態(tài);轉(zhuǎn)速傳感器和壓力傳感器測量清掃吸力;速度傳感器測量作業(yè)速度;油耗傳感器測量經(jīng)濟(jì)性;GPS可以鎖定車輛位置，將各種傳感器收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能整合，因此清掃的合格率、車輛的出車率、不合格的原因和影響率、哪個區(qū)域沒掃干凈、哪個地點(diǎn)燃油消耗過快等信息就會一目了然。互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用能大大降低勞動強(qiáng)度，解放勞動力，為未來清掃機(jī)智能化發(fā)展提供無限的可能。

5 新冠肺炎疫情對道路清掃機(jī)行業(yè)的影響

新冠肺炎疫情席卷全球至今，不僅對人們的生命安全造成了巨大威脅，全球經(jīng)濟(jì)活動也因此受到了非常大的影響，各行各業(yè)都面臨著巨大的打擊，環(huán)衛(wèi)機(jī)械行業(yè)也不例外，作為環(huán)衛(wèi)機(jī)械中占比很大的道路清掃機(jī)首當(dāng)其沖。

新冠肺炎疫情給道路清掃機(jī)行業(yè)帶來巨大打擊。首先是銷量受到?jīng)_擊，不僅是道路清掃機(jī)行業(yè)，整個環(huán)衛(wèi)機(jī)械行業(yè)，甚至是整個汽車行業(yè)的銷量都受到巨大影響。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2020年全球汽車行業(yè)的銷量下降22%。受到疫情影響，上游供應(yīng)鏈供給達(dá)不到疫情前的水平，下游企業(yè)縮減開支，供應(yīng)模式也逐漸發(fā)生變化。疫情期間，各方面的不便使得生產(chǎn)成本增加，供應(yīng)商的利潤不斷受到擠壓。同時，為防止供應(yīng)鏈中斷，不少供應(yīng)商會采取增加庫存的方式，提高彈性，以應(yīng)對供應(yīng)鏈中斷帶來的不良影響。此外，環(huán)境的變化、越來越多的新能源掃路車的出現(xiàn)也給傳統(tǒng)汽車帶來了一定的沖擊。

新冠肺炎疫情給道路清掃機(jī)行業(yè)帶來的影響，引發(fā)了人們對道路清掃機(jī)械設(shè)計發(fā)展趨勢的思考，未來到底需要什么樣的道路清掃機(jī)，什么樣的清掃機(jī)更適合多元化的環(huán)境。受疫情影響，設(shè)計者首先應(yīng)考慮到未來什么樣的設(shè)計更能滿足社會的需要，同時圍繞使用者進(jìn)行設(shè)計，而不是簡單地進(jìn)行機(jī)械的改裝與組裝。新冠肺炎疫情的暴發(fā)讓我們認(rèn)識到了堅持以人為本的設(shè)計思想的重要性。應(yīng)將人性化設(shè)計思想融入道路清掃機(jī)械設(shè)計中，把對機(jī)械性能的關(guān)注轉(zhuǎn)移到對人的需求的考量上，讓機(jī)械變得更適合人操作，而不是讓操作者去適應(yīng)機(jī)械。

同時，要考慮到馬路清掃機(jī)械對環(huán)境的影響，將對環(huán)境的影響降到最低。據(jù)統(tǒng)計，2019年純電動車型在環(huán)衛(wèi)機(jī)械中僅占2.2%。當(dāng)前各大城市大力推廣新能源汽車，通過路權(quán)優(yōu)惠、運(yùn)營補(bǔ)貼、完善充電基礎(chǔ)設(shè)施等措施，提高新能源車輛在環(huán)衛(wèi)車輛中的使用比例[4]。新能源汽車雖然存在購置成本高、充電麻煩等缺點(diǎn)，但隨著技術(shù)的突破，憑借對環(huán)境影響小的優(yōu)勢，克服現(xiàn)有的缺點(diǎn)，進(jìn)行技術(shù)上的革新，新能源汽車必將擁有更好的發(fā)展前景。

新的形勢帶來新的挑戰(zhàn)，新的挑戰(zhàn)帶來新的機(jī)遇。要把握機(jī)遇，直面挑戰(zhàn)，產(chǎn)品設(shè)計要緊跟時代潮流，不斷推陳出新。

6 結(jié)語

盡管我國道路清掃車經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大的不足，有許多亟待改進(jìn)的地方。馬路清掃機(jī)械化程度能夠在一定程度上體現(xiàn)一個國家的工業(yè)化程度或者綜合實(shí)力。我國垃圾清掃車缺乏自主創(chuàng)新，所以實(shí)現(xiàn)我國馬路清掃車的自主研發(fā)與設(shè)計創(chuàng)新尤為重要。文章從道路清掃車的發(fā)展史以及現(xiàn)狀入手，分析了道路清掃車的發(fā)展趨勢，思考了新冠肺炎疫情下道路清掃機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，希望對未來馬路清掃機(jī)械的發(fā)展有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：董敏（1970—），女，山東濟(jì)南人，碩士，講師，研究方向：環(huán)境設(shè)計。

房振濤（1996—），男，山東平度人，碩士在讀，系本文通訊作者，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計。