扫路车扫刷防撞系统

中国重汽集团青岛重工有限公司 山东青岛 266000

摘要：通过分析目前扫路车扫刷防撞系统的结构，指出该结构在使用过程中需要经常调整，否则当扫刷机构受撞击时会导致扫刷机构损坏或被撞击收缩后不能及时回弹展开，影响扫路车清扫效果。并针对此现象，介绍了一款新型扫路车扫刷防撞机构，出厂设定好该系统后，就无需再反复调整，且系统具有在受到撞击时扫刷会及时收回，撞击完成后可及时回弹展开的优势。

关键词：扫路车 扫刷 扫盘防撞

中图分类号：U469.6+91 文献标识码：A 文章编号：1004-0226（2018）02-0093-03

第一作者：任浩，男1989年生，现主要从事军品设备和环卫机械的研发工作。

1 前言

近年来，随着我国城镇化率不断提高，人们对城镇环境卫生要求也在不断提高，这种不断扩大的保洁需求促进了各种环卫保洁机械的研发制造。对于集路面清扫、垃圾收集和运输为一体的扫路车来说，扫刷机构是影响其清洁性能的关键部件，也是扫路车作业时较为容易损坏的系统。通过对北京、上海、浙江、天津等城市使用的扫路车调查发现，目前我国自主研发的扫路车扫刷防撞机构大多是通过弹簧加拉紧器构成，这种方式调整起来比较麻烦且需要经常调节，如不及时调节会造成扫刷机构受撞击损坏或被撞击收缩后不能及时回弹展开。因此，设计简单可靠的扫刷防撞机构很有必要，这对提高扫路车可靠性，降低扫路车的使用难度具有一定的现实意义。

2 国内主流扫刷防撞机构的结构原理

我国现有的主流扫路车扫刷防撞机构是通过调节弹簧和拉紧器的长度来调节扫刷收回和展开的力度。但弹簧和拉紧器同时起调节扫刷的触地压力和调节防撞力度两个作用。假设扫刷自重50kg，扫刷与地面的摩擦系数为0.2，那么弹簧拉力必须同时满足略小于扫刷自重50kg（假设弹簧拉力为400N）和略大于扫路车匀速前进时路面对扫刷往后的阻力20N，此种结构不能很好地兼顾两个功能。当扫刷磨损时，扫刷下降，弹簧被拉长，弹簧拉力增大，导致扫刷在受到较大撞击力时才会收缩，此时如果不及时调整弹簧长度，减小弹簧拉力，扫刷很容易被撞坏。当路面比较脏，尘土比较厚时，必须减小弹簧拉力，加大扫刷触地压力，但此时扫刷受到撞击回缩后，扫刷很难及时回弹展开。下面以国内主流扫路车为例，对其中的一个扫刷防撞机构加以研究，传统扫刷防撞机构如图1所示，传统扫刷防撞机构原理示意如图2所示。

如图1所示，扫刷支撑结构、弹簧+拉紧器、四连杆机构、扫盘和气缸连接组成传统扫刷防撞机构。传统扫刷防撞机构工作原理为：通过气缸收放实现扫刷展开和收回。当两位五通电磁换向阀处于如图2位置时，锁止阀打开，气缸小腔连通大气，扫刷通过自重降落和弹簧拉力落地展开，之后，需要通过用扳手调节弹簧和拉紧器的距离达到调整扫盘防撞力度的目的。因为此结构同时控制扫刷触地压力和扫刷防撞，所以随着扫刷的磨损，扫刷的防撞力度也一直在改变，不能很好地兼顾扫刷触地压力和扫刷防撞力度两个功能。

3 扫刷防撞机构的设计

目前，通过市场调研、论文查找、专利检索，国内没有相关的研究文献和资料，也没有针对此问题指出明确的发展方向和解决措施。在此情况下，本文提出的扫刷防撞机构能够解决扫刷防撞力度难以稳定控制和使用操作麻烦的问题。其系统包括扫刷、扫刷支撑结构、升降气缸，链接销轴、收放气缸及气路控制系统，所述气路控制系统包括收放气缸、减压阀、电磁换向阀、消音器、气源，所述气源通过电磁换向阀分别连接气缸大腔和气缸小腔，电磁换向阀与气缸大腔之间安装有减压阀。新扫刷防撞机构结构如图3所示。扫刷防撞机构控制系统的气源由汽车底盘提供，如图4所示，气源给整个系统持续提供0.8MPa的高压气体。

当扫路车工作时，气源通过电磁阀、减压阀给收放气缸大腔供气，电磁阀状态如图4所示，扫刷展开工作。但收放气缸大腔内是0.8MPa的高压气体，当扫刷受到撞击时，气缸大腔内的气体不能充分压缩，因此扫刷不能及时收回，扫刷容易被撞坏。

此時，可调节减压阀，将供给收放气缸大腔内0.8MPa的高压气体调节为一个合适的xMPa的低压气，xMPa的压力既可以保证当扫刷撞到障碍物时，气缸大腔里的气体可以及时充分压缩，起缓冲作用，使扫刷不被撞坏，又可以保证扫刷在受到撞击收缩之后可以及时回弹展开。

工作结束后，电磁阀切换气路，使收放气缸大腔连接大气，小腔连接底盘高压气路，气缸收缩，扫刷被收回。

综合图3、4所示，升降气缸和收放气缸分别控制扫刷触地压力和扫刷防撞力度，两个功能互不影响。

当收放气缸克服车辆前进最大加速度给扫刷的阻力时，此时就是扫刷收缩气缸大腔的最小受撞击气压xMPa。扫刷触地压力调节已申请国家专利，专利号为ZL201620165342.3，此专利可精确控制扫刷触地压力，扫刷触地压力不随扫刷磨损改变。因此扫刷与地面的摩擦力可确定，当得知车辆的最大加速度后，就可以准确地求出扫刷的最小防撞气压，使扫刷在受到撞击时可及时收回，撞击完成后能够及时回弹展开，达到最好的防撞效果，且操作简单，出厂设定好防撞系统后无需再反复调整。

4 结语

综上所述，本新扫刷防撞机构将扫刷触地压力机构和扫刷防撞机构分别通过不同气缸单独控制，功能互不干涉，解决了传统弹簧加拉紧器调节带来的弊端。通过无极调节气压，可以精确设定扫刷防撞力度，使扫刷在受到最小的撞击力时就可以收回，并且收回后可以及时回弹展开，不会受扫刷磨损而影响防撞性能，降低了扫刷故障率和用户使用难度。

目前，扫刷防撞机构已应用到了扫路车上，并获得了专利保护（专利号：ZL201620165340.4），目前配置该系统的扫路车已经销售到东南亚、西亚、美洲等地区，经超过1500多小时使用，安装此系统的扫路车扫刷故障率低，用户使用操作简单，得到了用户的高度好评。

希望此系统可得到推广，促进我国的扫路车行业的发展（提示：使用此系统时请得到专利所有者许可，避免侵权）。