基于UG的新型草地落叶清扫车设计

李帅，彭才望，黄栋，胡加伟

（湖南农业大学东方科技学院，湖南长沙410128）

基于UG的新型草地落叶清扫车设计

李帅，彭才望，黄栋，胡加伟

（湖南农业大学东方科技学院，湖南长沙410128）

针对草地落叶难以清扫的现状，基于UG软件设计一种新型的草地落叶清扫车。该草地落叶清扫车主要由清扫滚刷、间隙式铲、类风车式耙、传送带、收集箱和电机等部件组成。人工推动作为前进动力，电机驱动清扫滚刷及传送皮带等装置，实现草地落叶清扫和回收等功能集成化的效果。该清扫车具有操作简单、节能环保、针对性强的特点。

清扫车；落叶；草地

随着现代化城市绿化水平的不断提高，城市绿化的植被数量不断增多。学校、公园等地方因季节、气候、植物本身等原因而产生的大量落叶覆盖在草地上，不仅影响草地表面的美观，而且影响草地植被的生长。传统的落叶清扫作业主要通过人力手工完成，一方面，费时费力，增加环卫工作者的劳动强度；另一方面，现有的清扫车存在体积大、成本高、排放高、噪声大等缺点。因此，文章基于UG三维软件设计的一种小型草地落叶清扫车，由人力推动作为动力源，清扫滚刷和传送回收等部件由电机驱动。另外，设计的间隙式铲结构能有效从草丛根部铲起夹杂的落叶，具有一定的创新性。通过UG软件仿真结果表明：文章设计的草地落叶清扫车具有结构设计合理、运动机构无干涉，在草地落叶清扫收集方面具有一定的应用价值。

1 整车结构及工作原理设计

文章基于UG设计的草地落叶清扫车整体结构以手推车作为雏形，整体结构包括：草地清扫机构、草地落叶传送回收机构及其他附件装置，如图1所示。该草地落叶清扫车后轮采用万向轮，可灵活改变行驶方向。草地落叶清扫车前端底部安装前轮，前轮高度设计可调，以适应不同长势高度的草地，同时起到支承清扫滚刷和清扫车前行的作用。人力推动该小型清扫车前进运动，电机驱动清扫滚刷旋转以实现草地上的落叶清扫。传送回收机构由张紧轮和皮带传递动力，实现落叶从清扫间隙式铲到传送带和落叶收集箱。清扫滚刷采用耐磨塑料，硬度和韧性高，呈人字形交错布置在清扫滚轴上。整车清扫过程无间断，无死角，适应性强。清扫车后端设有推把手和电控装置，控制清扫滚刷轴的转速，使用方便。该草地落叶清扫车的设计无噪声、节能环保。尤其针对草地上的落叶能够有效清扫和连续工作。

图1 草地落叶清扫车

2 主要结构设计

文章设计的新型草地落叶清扫车主要由草地落叶清扫机构、草地落叶传送回收机构以及其他附件组成，如图2所示。

图2 草地落叶清扫车结构示意图

3 三维实体建模与仿真

UG软件具有强大的参数化设计能力，建模功能丰富，机械设计建模被广泛采用。根据以上分析与设计，确定草地落叶清扫车各结构参数，选择采用UG软件建立草地落叶清扫车的三维实体模型，如图3所示。根据各零件之间的几何关系和自由度约束，选择适当的链接类型完成模型的装配，然后导入UG运动/动力学仿真以及干涉检查，确保所设计的草地落叶清扫车各零部件设计合理与装配合理。仿真结果表明：所设计的草地落叶清扫车相关零部件参数符合设计要求，各零部件之间的运动不存在干涉现象，能够实现清扫动作，为草地落叶清扫车的设计提供了切实可行的设计参考。

图3 草地落叶清扫车三维图

4 结语

校园、公园和小区等草地绿化较好的区域，容易堆积落叶。传统落叶清扫方式难以彻底完成清扫工作。文章设计的小型草地落叶清扫车，整车由人力推动前进，采用鞋刷形状的旋转滚刷，旋转滚刷由电机驱动，清扫夹在草地间的落叶；清扫车前端底部采用间隙式铲结构，有利于清扫夹在草丛根部的落叶，配合旋转滚刷工作，效果明显；前轮高度可调设计，将有利于在不同高度的草丛中通过，适应性强；前端清扫机构的中间过渡区域设计的类风车式耙结构具有一定的创新性，有利于高效传送回收落叶；机构采用张紧轮和传送皮带等装置，将清扫收集后的落叶连续送入收集箱。文章设计的草地落叶清扫车结构合理，操作简单，尤其针对草地上的落叶清扫效果明显，工作过程连续，具有可行性和实际应用价值。

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The Design of a New-type of Grass Leaves Sweeper Based on UG

LI Shuai，PENG Cai-wang，HUANG Dong，HU Jia-wei
（Orient Science&Technology College，Human Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

In view of the situation of grass leaves are difficult to clean，based on the UG software to design a new type of grass leaves sweeper.The grass leaves the sweeper is mainly composed of cleaning roller，clearance type shovel，the windmill rake，conveyor belt，boxes and motor parts，etc.Artificial push as motivation，motor drive cleaning roller and transmitting device，the leather belt helps realize the grass leaves cleaning and recycling，and other functions integrated effect.The sweeper has the characteristics of simple operation，energy conservation，environmental protection and to the point.

sweeper；grass leaves；grass land

TH69

A

2095-980X（2017）03-0096-01

2017-02-15

2016年院级“大学生研究性学习和创新性实验计划项目。

李帅，男，湖南长沙人，大学本科。

彭才望（1988-），男，讲师，主要研究方向：农机车辆机电一体化。