新型扫地自行车设计说明

诸葛耀泉

摘   要：在当今这个科技化不断普遍的时代，不少创新发明代替或者减轻了人们的劳动力，提高了效率和质量。我们设计的这个产品针对的是默默在岗位付出的清洁工人。产品的设计主题是关爱基层劳动者，设计定位是通过产品创新设计来减轻环卫工人繁重的工作和改善工作效率低的现状。在这个思路中做出更人性化的产品。本作品的特点是：方便，节省劳动力，减轻劳动负担，绿色环保，便捷，操作简单容易上手，安全可靠。

关键词：多功能  轻巧  可拆洗  人机性  绿色环保  减轻负担  安全可靠

中图分类号：U484                                  文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0076-03

1  产品研制的背景及意义

随着人们生活水平的提高，对更高质量的生活环境要求也越来越迫切。环卫部门承担着城市清洁的职责，包括清扫机动车道、非机动车道、人行道、公共广场、生活小区等。环卫工人作为城市的美容师，每天和垃圾打交道，清扫的工作负荷也非常大。目前清扫城市道路的方式主要有两种：一种是采用最原始的人工清扫方式。环卫工人用畚箕和扫把步行清扫，其负责的区域往往比较大，清扫工作负荷大，效率又低。还有一种是用专业的清扫机车方式。现在使用的清扫机车是按照机动车设计的，体积大，主要用于清扫城市机动车道、高速公路的路面。但现有的城市道路复杂，有非机动车道、人行道、公共广场、生活小区道路等，那些大型的清扫机车不能完成这些地方的清扫。这是由于这些地方人流量大，道路狭小，垃圾分布状态复杂决定的。为此，在分析目前市面上已有产品的基础上，我们设计并制作了一款适合城市非机动车道、人行道、公共广场、生活小区道路等区域的新概念扫地自行车。

2  “新概念扫地车”创新与推广简介

2.1 创新点

2.1.1 和自行车巧妙结合，机械动力代替人力

本作品是采用和自行车巧妙结合的方式，由机械动力代替人力，让车轮的转动带动清扫系统，从而完成清扫路面的工作。既减轻了工人的劳动强度，又节省了劳动力，使清扫路面这项工作更轻松、更高效。通过清扫工具和自行车结合，环卫工人只要骑着自行车就可以轻松把垃圾扫干净！此设计节能环保，不会造成空气污染。

2.1.2 安全、高效、机动性能灵活

本作品使用的时候安全、方便，能快速高效的帮助环卫人员完成一天的清扫工作量。可清扫的垃圾包括非机动车道和人行道上的一些常见垃圾，如，烟蒂、树枝、树叶、纸屑、小石子、碎土块、方便袋、饮料瓶等。据实际测算，清扫效率是环卫工人人工清扫效率的4～5倍，大大节约人力资源。

2.2 推广应用

此款新型扫地车不仅操作简便，而且效率高，体现了产品设计以人为本的宗旨，推广应用前景广阔。主要有以下几点：

（1）适用场合多。（城市非机动车道、人行道、公共广场等）

（2）具有“二合一”功能，能将扫地功能与自行车两者融为一体，更加美观，设计更人性化。

（3）节省能源，绿色环保，无污染。

（4）经济实惠，实用耐用，维修简易。

（5）车身平稳，操作简单安全，技术要求不高。只需按平时骑自行车的方法就可以。

2.3 使用场合

适用于城市非机动车道、人行道、公共广场、生活小区以及其他大型清扫机车无法清扫的区域。

3  产品解析

我们的设计构想：这是一款节能、安全、高效的新概念扫地车，它由两部分组成。前半部分是清扫系统，后半部分是自行車动力系统。前半部分的清扫系统由主动轮、前滚筒刷、后滚筒刷、收集箱以及平滚刷组成。

环卫工人骑踩我们设计的新概念扫地自行车，让车轮转动带动清扫系统，从而完成清扫路面收集垃圾的工作。这样相当于环卫工人只要骑着自行车就可以轻松把地面扫干净！解决了环卫工人清扫工作量大、效率低和大型清扫机车无法进入狭窄道路清扫的问题。本作品的清扫原理是主动轮和前滚筒刷用皮带连接，前后滚筒刷也用皮带连接，当自行车运行的时候，主动轮做逆时针运动，带动前滚筒刷做逆时针运动，前滚筒刷通过皮带带动后滚筒刷做顺时针运动，将垃圾扫入收集箱。

（1）自行车与清扫系统的传动关系及相关尺寸。如图1和图2所示。

扫地车清扫部分传动关系转速验算公式：

设自行车平均速度为V（m/min），

前轮转速 N1=V/（π*D前车轮）（转/min），

主动轮转速 N主=N1

后滚刷轮转速 N后=N主*D主/D后

前滚刷轮转速 N前=N后

平滚刷轮转速 N平=N前*D前/D平

（2）产品工作示意及辅助功能设计。如图3～图5所示

对一些边角难以清扫的地方，我们在清扫车的前右侧设计了一个平滚刷，它可将边角处的垃圾扫到清扫车的前端。如图4所示。

当扫地车在行驶的过程中遇到一些起伏的路面，我们设计了一个18°的抬升缓冲角度，帮助扫地车更好的前进。如图5所示。

（3）产品展示图

如图6所示。

4  总体运用分析

本作品是一款节能、安全、高效的新概念扫地车，由清扫系统和自行车动力系统组合而成。其中，清扫系统由主动轮、前滚筒刷、后滚筒刷、收集箱和平滚刷组成。清扫过程主要由前半部分的清扫系统完成，根据清扫的区域不同，可由自行车灵活把控方向。

本作品主要以减轻环卫工人繁重的工作为出发点，充分体现对基层劳动者的人文关怀，通过设计，实现减轻环卫工人的劳动力，提高工作效率的目的。本作品具有安全环保、操作简便等特点，环卫工人只需骑行自行车，就可以轻松把地面打扫干净，尤其适用于城市道路清洁（包括清扫机动车道、非机动车道、人行道、公共广场、生活小区等）。

5  市场分析

新型概念扫地自行车具有一定的特殊性，对市场也有一定的适应性，该产品已经做出实物，使用过程中体现出来的小问题均已进行完善。但是新概念扫地自行车销售良好需要一定的市场背景，以下是对新概念扫地自行车的市场分析。

（1）市场广阔性。

该产品是专用于各种道路清洁工作，其属性决定了产品本身的使用市场，具有较好的市场前景，广泛适用于城市非机动车道、人行道、公共广场、生活小区以及其他大型清扫机车无法清扫的区域。

（2）市场适应性强。

新概念扫地自行车的操作简单、工作安全可靠和减轻劳动力等优点，定会深受大家的亲睐。

参考文献

[1] 哈斯尔布拉特，Katok朱玉峻.动力系统入门教程及最新发展概述[M].北京：科学出版社，2009.

[2] 邓杨，魏金营.简明机械传动实用技术[M].长沙：湖南科学技术出版社，2013.

[3] 常德功，樊智敏，孟兆明.带传动和链传动设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2010.