落叶清扫粉碎一体机

张立鑫 李鲁豫 陈学才 李克翰

摘要：随着社会的不断发展，环境问题越来越受到重视，很多地方开始植树造林，增加绿化面积。在人流密集的城市中，公园、小区等地的树木不断增加。但随着树木的增多，落叶呈倍的增加，落叶的清扫及处理是现阶段面临的新的问题。现在市面上有许多清扫机，效率也都比较高，但都有一个共同的特点，只用于平坦的路面，树底下、草坪上仍有许多落叶无法进行清理。通过查阅资料得知，采用吸附的方式可以较好的解决上述问题，除此另外，落叶是有机质，可以收集后将其粉碎，然后用于造纸，生产有机肥等。通过参考现有的机械设备，设计一款集清扫和粉碎于一体的落叶清扫粉碎一体机，使其具有一定的使用价值。

关键词：落叶清扫;粉碎;一体机

Abstract：With the continuous development of society， more and more attention has been paid to environmental problems. Many places have begun to plant trees and increase the area of afforestation. In the crowded city， the trees in the streets， parks， communities， campuses and other places are increasing， and the environment is getting better and better. However， with the increase of trees， leaves were geometrically increased， leaf cleaning and treatment is a new problem facing the present stage. Now there are many sweeper on the market， the efficiency is relatively high， but they all have a common feature， only used for flat road surface， under the tree， lawn still have many leaves can not be effectively cleaned. According to the information， the adsorption method can better solve the above problems. In addition， fallen leaves are organic matter， which can be collected and crushed， and then used for paper making， organic fertilizer and feed production. By referring to the existing mechanical equipment， the design of a set of sweeping and crushing in the integration of leaf sweeping and crushing machine， so that it has a certain value in use.

Keywords： deciduous cleaning; crushing; all-in-one

引言

国内针对落叶清扫粉碎一体机的研究仍然不多，对清扫机的研究能力相对较差，对清扫机工作参数的相关的性能匹配研究也存在很多不足之处，与此同时，对清扫机的研究还缺乏必要的研究条件[1]。除此之外，由于国内清扫机生产企业多而杂，因此型号及功能各有不同，采用的生产方法和制造手段也不同，这也就导致加工的零部件的质量难以保证。

1落叶清扫粉碎一体机的整体结构

2落叶清扫粉碎一体机的工作原理

车体作为移动的载体，由风机旋转产生吸力将树叶从软管的一端吸入，经过软管到达风机，然后经过连接管到达粉碎装置。经过刀片与反击板的粉碎，从粉碎箱的出口进入储存箱。电动机由电瓶提供电力，通过传动装置将动力传递给风机与粉碎机，从而完成工作。

3落叶清扫粉碎一体机的总体设计

3.1落叶清扫粉碎一体机的基本结构设计

落叶清扫粉碎一体机主要由清扫装置、粉碎装置、动力装置及储存装置四部分组成，除此之外还有辅助装置与控制装置。

清扫装置是用来清扫收集落叶的，落叶清扫粉碎一體机采用纯吸式，其结构主要由吸盘、软管、风机、扇叶等零件组成;粉碎装置选用刀片式粉碎机，其主要包括刀片、轴、反击板、电机、联轴器等零件;动力装置主要用来提供动力，由电机、联轴器等零件组成;储存装置由位于底部的储存箱组成，主要用于盛装落叶;辅助装置由电池、外壳等零件组成，主要用于辅助落叶清扫粉碎一体机的运行;控制装置主要用于机器的控制及挡位的调节。

3.2纯吸式清扫机的确定

为满足落叶清扫粉碎一体机能在树底下、草坪等难以清扫的地方进行正常工作，本论文通过分析纯扫式清扫机[2]、纯吸式清扫机和吸扫式清扫机[3]的优缺点还有实际用途，选择了纯吸式清扫机。依靠风机旋转产生的吸力完成作业，其优点有二：一是不用扫盘等清扫结构、不用喷水除尘，在工作过程中，能有效抑制粉尘的产生，减少二次污染;二是吸尘的范围更广，效率更高，能够在短时间内完成清扫工作。

3.3机架的设计

机架是整个机器的重要部件之一，它是整个机器的支撑，因此机架的型材要坚固耐用。对落叶清扫粉碎一体机来说，其运行过程中的冲击载荷与应力都是比较低的，电机的功率也相对较低，所以选用方钢作为主体材料，角钢等其他材料作为其余装置的支撑，所有机架均采用焊接的方法进行连接。

4结语

论文主要以落叶清扫粉碎一体机的结构设计为中心撰写，通过调研分析发现现有的落叶清扫机不能很好的清理树底、草坪等地面不平坦的地方。根据参考资料及设计过程中的遇到实际问题，在现有的清扫机与粉碎机的基础上进行了融合，对整体结构进行了优化设计，通过各种方案相互比较逐个淘汰的方式，从而采用最后的纯吸式与刀片式粉碎机相结合的方案，基于实际与实用的原则，对整体的功能、结构与尺寸进行设计。最终确定了落叶清扫粉碎一体机的整体结构的设计。

落叶清扫粉碎一体机的结构设计以参考教材与设计手册中基本的理论和设计方法作为基础，采用了里面相关的表格与部分数据等，基本满足了设计要求。根据纯吸式清扫机与粉碎机基本原理，完成落叶清扫粉碎一体机的方案设计。在确定落叶清扫粉碎一体机整机设计方案的基础上，对落叶清扫粉碎一体机的传动机构中部分齿轮、轴、轴承等零件进行设计计算，经过理论校核可知，满足强度和刚度要求，确定了落叶清扫粉碎一体机的主要参数及其取值范围。运用AutoCAD软件完成零部件及装配体的二维设计图，运用SolidWorks进行三维模型，并对各零部件以及整体的结构尺寸的配合进行再次优化。

参考文献

[1]李金山，李林，谭定忠.清洁机器人概述[J].中国科技信息，2019（01）：33-39.

[2]许礼鸿.吸扫式路面清扫车使用效能影响因素分析[J].公路与汽运，2016（19）：116.

[3]王启晨，丁凯宁，王友艳，邢翀，王悦.一种关于落叶清扫车的设计[J].农家参谋，2019（19）：200.

作者简介：张立鑫，2001年12月，青岛黄海学院 智能制造学院 机械设计制造及其自动化专业 本科在读。

此文章为校级大学生创新创业训练项目：落叶清扫粉碎一体机 项目编号：202113320130 的阶段性成果。