小型手扶式除雪机的研究与设计

王宏达 王波 张松 张涛 齐秀彪 苑忠英

(辽宁科技学院机械工程学院，辽宁 本溪 117004)

一、引言

我国疆域辽阔，南北气候差距巨大，其中冬季北方天气寒冷且伴随大量降雪。降雪堆积在路面致使路面湿滑泥泞。若积雪未及时扫除，白天阳光直射导致积雪融化成水，而夜晚气温骤降，积雪融化的水又结成冰，此时道路会被一层冰覆盖，常常会引起一些出行、运输上的问题。大雪过后，环卫人员主要清理主干道等主要路面上的积雪，而对于一些学校里、小区或公园内的大型除雪车辆无法行使的小型路面难以及时清扫，导致路面结冰，过往的行人十分危险。到目前为止，我国仍依靠人力用铁锹和扫帚等工具将积雪清理较窄路面，清雪效率较低。因此，我们设计一种针对小型路面除雪的小型机械，既有效提高积雪的清扫效率，又达到降低除雪者劳动强度、环保节能目的。

本文通过查阅相关资料，针对小区、学校等这样的有限的作业空间，进行了小型手扶式除雪机的设计和研究，并根据设计方案，制作了除雪机的结构模型。

二、总体方案设计

本次除雪机主要的是由集雪、送雪、扫雪三个模块组成。设计方案的主要是机械和电气控制两大部分，整体结构如图1所示。

（一）工作原理

本除雪机底部放置小车底盘，带动除雪铲清理地面积雪并将积雪送到传送带上，同时传送带将收集的积雪送至道路一旁。在清雪的过程中，位于送雪传送带下方的扫雪毛刷将地面剩余积雪清除，完成积雪清扫作业，除雪机动作过程如图2所示。

（二）机械结构部分

(1)小车底盘

为了提高扫雪的效率，减轻环卫工人劳动强度，便于积雪清理，本次设计的除雪机底部安装小车底盘，在除雪过程中承载了除雪部分和传动部分以及控制部分的各种部件。作为工作平台，小车底盘需要结实耐用，能应对各种恶劣环境且加工简单。故本次除雪机采用焊接工艺制作底盘，工艺相对简单，成本低等。

(2)除雪装置

在除雪机前方安置除雪铲作为除雪装置，将地面大量积雪收起，并借助惯性将雪送到下一步工序，除雪铲离地面仍留有一定距离来保证不损伤地面，仍留有的积雪由扫雪毛刷清理。

(3)传送装置

为解决在除雪装置运行时将收集的积雪堆积在小车除雪铲后方这一问题，在除雪装置后方设置传送带[1]送雪装置，传送带可以选择传送方向来决定将雪放置在道路的哪一边，适用于不同方向的路面清扫，极大地提高了使用灵活性，提高适用范围。

(4)扫雪装置

由于除雪装置和地面留有一定间隙，所以地面仍留有一定量的积雪。故在传送带下方设置由皮带毛刷构成的扫雪装置。该扫雪装置和传送带运行方向相反，以此保证积雪清理方向一致。

（三）动力部分

本次设计的动力部分要求是适合户外工作、能正反转控制等，故采用直流电机[2]作为动力源进行驱动，利用其可移动的特性以及较高的操作性等特点。通过对直流电机的正反转控制，实现各机械部件的运动。

三、结论

本次设计的除雪机机具有结构简单、体积小、使用灵活、操作简单等特点，特别适用于在小区等有狭窄道路内工作，通过皮带和毛刷共同作用，利用机电结合的方式，降低了冬季除雪人员的劳动强度，大大提高了除雪的效率。