小型便携清雪车设计研究

刘振达 刘姝言

我国北方冬天气温寒冷，降雪比较多，给城市交通和行人外出造成较大困难，如何更好的解道路、居民区及时、快速和环保地清理道路积雪的问题，已经成为生活在北方的产品设计从业者们共同关注的问题。

1 前期调查与分析

现今科技日新月异，目前已有的除雪技术也有很多，

（1）有传统的人工除雪技术；（2）在道路上撒播化学物质融雪除雪技术；（3）靠各种清雪机械除雪技术。这些技术可以说是各有利弊。第一种为人工除雪，它需要人工使用推雪板、铁锹等清雪工具进行积雪的清扫。这是一种效率非常低的方法不仅浪费大量的人力物力，作业成本高，而且不能及时快速除雪，安全系数低。第二种为融雪除雪法，它是通过融雪剂泼洒车将融雪剂均匀地撒布于雪面，使雪溶化成水。与人工除雪相比，这种技术除雪效果好、效率高、设备简单、易于实施而不足之处在于所使用的融雪剂主要是盐，不仅费用较高会使路面及周边植被遭到严重破坏，对环境的影响是長期不可恢复的。融雪剂在气温过低时会失去作用，也不利于保护车轮胎。第三类为机械除雪法，它是利用机械装置将路面的积雪或冰与路面分开并移送出路面的方法，它的优点是应用范围广，适应性很强。缺点是大型机械无法进入，噪音又大。人工清扫又耗时费工，极其迫切地需要自动化程度高、小巧灵活，噪音低，性能良好的机械来代替，进而，设计一款相对方便的清雪车势在必行。

2 设计构思及方案

基于现有的清雪车在使用过程中噪声大又笨重等问题，为校园、庭院设计出一款低噪音轻巧的小型清雪车。本设计针对，大型设备清理占地面积大、影响交通，窄小街道、机关大院、小区、学校、公园等小道大面积场所清雪费工费力的情况，经过实地调查咨询和严格思考，进行小型清雪机的设计。

这是一款人力电动两用清雪车，可以由使用者实现电动和手动两种方式工作，它提供了一种结构简单、生产成本低、能够明显改善平衡性且省力的链轮结构，给使用者轻巧、灵活、方便捷、省力等优点。在清雪过程中降低了清雪机车工作时的噪音。另一方面在使用中使清雪机车更轻巧、灵活，更易于在校园与小路上使用。

该清雪车上分别由三个轮子、坐椅、车把、车架、脚蹬、链轮结构、电力驱动装置等为主要部分组成。清雪车的三个轮子其中一个较大的轮子在清雪车前方，并且为驱动轮。通过脚蹬或带电力驱动清雪车行驶及工作；另两个较小的轮子在清雪车后方与前轮呈等腰三角形位置处，支撑轮椅的整体平衡，用轴承固定，可以随着清雪车的转向自动改变角度。

清雪车的人力驱动装置及清雪装置以双脚踩踏前轮处的脚踏板执行。踩踏脚踏板即可同步驱动，也可先后交替驱动，还可以单独驱动。车把可以在清雪车前行时的任何状态下操控方向，可在操控方向时以任何角度驱动清雪车前行，整个操作过程方便实用。清雪车在双脚轻踩脚踏板的时候，可以实现驱动，当不用电力驱动或电量不足时，可以同时使用人力配合电力驱动。通过链轮传输，将动力传到前端螺旋装置，通过链轮结构变速使螺旋装置加速旋转引导地面积雪向一侧飞去实现无声清雪。此外，可通过链轮结构转换为加速档位、减速档位、空挡三种，实现不同的清雪效果。由于车体轻巧，可以轻松出入清扫小路。

当然，安全是最首要的要求。清雪车装有自动控锁制动装置，极大地保证了驾驶者及路人的安全性，有效地避免了清雪时前方突然出现路人意外卷入螺旋装置的威胁。

我们设计的这款清雪车是一款带驱动碎雪装置的清雪车，工作方式简单，当手动开关松开后，扫雪装置即停止工作，可以单手操作。该清雪机的扬雪方向可以单独设定，扫雪装置使用寿命长。这款清雪机动力十足，扬雪吸力强大，即使是堆积得很坚硬得雪堆也可以铲除。清雪机的扬雪距离达10-15米。该型清雪机每次加满油箱，可连续工作1.5小时。

清雪车适用于重负荷工作，此款清雪车可以清扫大量积雪及已压实的雪层。清雪车扬雪的过程是：第一步：搅龙卷入积雪。第二步：通过扇叶将积雪抛出。该型清雪车适用于部队场院，训练场地，生活小区，市政环卫，机场公路交通，工矿企业厂区，公园景区，校园操场，城市广场等。

总的来说，这就是一款小型便捷清雪车。这种清雪车是以三个轮子为着地支撑，前轮为驱动。并且在后轮有电瓶装置，此装置可以在轮椅电量不足时起到脚踏驱动前行。与传统清雪车形式不同的是，此款清雪车较现在市面上的清雪车的体积小可以清扫一些大型清雪车去不了的小街区。并且这款清雪车噪音小，适合于北方的学校以及公司院内，在清雪时候可以不打扰人们的正常生活和学习。当清雪的时候拐弯行驶时可以避免障碍物所带来的巨大转力，导致清雪车侧翻。此设计也大大减轻了清雪车的整体质量，在清雪效果不简减的同时使清雪车更轻巧灵活易于操作。用一句话描述即为结构合理，使用方便，运转灵活，操作自如。容易被清雪工作人员接受。

3 产品未来展望

各国城市的除雪都各具特色，无论是美国的“电热毯”实时融雪，还是英国的清雪火车护铁路，还是日本的除雪机器人等等，都在为除雪工程进行合理规划，我们设计的清雪车可能做不了这么浩大的工程，但它仍能为校园道路，公园小巷带来便利，使道路畅通无阻。

通过小型清雪车的设计，它能让出行的人高兴，它能让环卫工人开心。我们设计的这款清雪车，就是想为那些在寒风中瑟瑟发抖的环卫工人贡献自己的一份力量，我们希望他们能够少一些辛苦，也希望道路变得畅通，来往的行人方便出行，少一些困扰。

课题：东北石油大学国家大学生创新创业训练计划项目：“straightway”校园便携清雪机项目编号201710220052。

（作者单位：东北石油大学）