小型道路保洁机控尘装置和控制系统的设计及试验

发布时间：2020-11-01 03:18

　　 伴随着科技的发展,人们对环境卫生质量的要求越来越高,同时环境卫生质量既是一个城市文明的代表更是城市综合实力的体现。当下城市清扫难点重点已经不仅仅锁定在公路以及高速公路上。伴随城市化的步伐加快,大量的劳动力涌入城市中,同时与之配套的住宅区、街道广场、工业区、学校以及医院等大量的公共区域大幅增加。这些公共区域共同的特点是人流量较大,路面不规范,无法应用大型清扫车进行路面保洁。因此设计一款新型纯电动小型道路保洁机来完成日常生活保洁工作,具有极为重要的实际意义。小型道路保洁机的设计必须满足清扫道路垃圾、控制二次污染、完成车辆行驶功能、防止交通事故、方便驾驶员操作和合理美观的车壳等要求,因此主要研究工作如下:1)依据总体设计要求,确定保洁机基本结构参数和清扫装置的布置形式,解决上两代车型中存在的问题。采用CATIA对保洁机进行三维实体建模,对清扫装置进行原理分析,实现对清扫性能的要求,改进清扫装置各部件调节能力。依据控尘需求设计控尘装置,分析控尘装置工作原理,设计控尘装置各部件。根据保洁机机架性能要求设计机架,保证机架强度和刚度,重点衡量各装置空间布局及空间运动合理性。改进提升装置,优化清扫装置提升效果,提高提升装置可靠性。增加电池组抽拉板,增强保洁机作业可持续性。从工业设计的角度出发,设计保洁机外观造型。对改进后的小型道路保洁机进行二维工程制图并在工厂加工成型,对加工后的零部件及装置进行装配。2)设计以PLC为核心的电气控制系统,实现多种工作模式智能化控制。提出总体方案设计方法及原理,阐述电气控制系统的工作原理以及设计方案,对PLC进行电路设计,选定控制系统设备。最后,设计人机界面,目的是加强驾驶员获取保洁机反馈信息并处理相应任务的能力,其中包括各页面设计以及实际功能的实现。3)结合小型保洁机本身特点,设计了气路系统用以控制扬尘。针对盘刷运动特性和扬尘受力方向,设计一种弧形控尘专用吸尘口。对该吸尘口结构参数进行提取归纳,运用计算流体动力学软件(Fluent)分析各结构参数对控尘能力的影响规律。最后,依据仿真结果设计道路模拟试验,探究最佳吸尘口结构参数并对吸尘口控尘性能进行验证。4)对小型道路保洁机进行道路性能试验,设计了3因素5水平2次正交旋转组合设计试验。利用Design-Expert软件对试验结果进行分析,建立清扫效率合理的数学模型,分析并获得试验因素对清扫效率的影响规律,得到最佳的试验因素组合值,从而提高清扫效率。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.691
【部分图文】：

1 引言1.1 课题的研究背景与意义环境卫生质量既是一个城市文明的代表更是城市综合实力的体现，中国城市化的快速发展同时也对环卫工作提出新要求。当下城市清扫难点重点已经不仅仅锁定在公路以及高速公路上。因为伴随城市化的步伐加快，大量的劳动力涌进城市中，同时与之配套的住宅区、街道广场、工业区、学校以及医院等大量的公共区域大幅增加[1]见下方。这些公共区域共同的特点是人流量非常大，但是路面却不规范，无法应用大中型清扫车进行路面保洁。而对于此情况以往我们采用的保洁方式是通过环卫工人进行人工清扫，如图 1-1 所示。但近年来由于人力成本的逐年升高、环卫行业人力资源的短缺，并且环卫工人在人工作业时经常性的发生安全事故，因此继续依靠人力以保证环境卫生的方式正在逐渐被淘汰[2]见下方。普及小型路面清扫车既能解放大量投入在环卫工作上的劳动力、维护环卫工人安全权益和单位时间内大幅度提高效率等，又能避免了环卫工人因工具使用不当对行人和环境造成的二次扬尘污染，同时也进一步的提高了城市形象，彰显了我国的综合实力。因此大量引进和自主研发各类功能齐全的清扫装备来完善我国环境卫生的整体结构已经成了刻不容缓的事业，具有极为重要的现实意义[3]。

图 1-2 2009-2014 年城市道路清扫机械化面积Fig. 1-2 Urban road sweeping mechanized area in 2009-2014图 1-3 2013-2015 年中高端环卫装备数量Fig. 1-3 The number of high-end sanitation equipment in 2013-201业正处于起步阶段，底子很薄但是发展潜力巨大，未来的发展例的方向发展。当下面临人工成本逐年提高，并且人口老龄化密集型行业，需要大量的一线环卫工人，但是由于其工作环境目前很少有年轻人愿意投身这个行业。当下环卫行业年龄结构动机械化作业代替人工[8][9]。气污染问题也日益突出，不仅仅引得国内民众议论纷纷，更受

图 1-3 2013-2015 年中高端环卫装备数量Fig. 1-3 The number of high-end sanitation equipment in 2013-201业正处于起步阶段，底子很薄但是发展潜力巨大，未来的发展例的方向发展。当下面临人工成本逐年提高，并且人口老龄化密集型行业，需要大量的一线环卫工人，但是由于其工作环境目前很少有年轻人愿意投身这个行业。当下环卫行业年龄结构动机械化作业代替人工[8][9]。气污染问题也日益突出，不仅仅引得国内民众议论纷纷，更受美媒体例举多起外国友人受不了北京雾霾而离京的事件，日韩中国的雾霾。因此，我国政府在 2013 年 9 月 10 日发布了《用 5 到 10 年的时间来改善环境污染问题。其主要采取措施有利用效率，最重要的方面是减少类似石油或煤这种化石燃料的清洁新能源，不仅可持续发展而且减少污染排放；三是扩大城民的生活舒适性，还能降低环境污染带来的危害。因此政府正力鼓励发展新能源车辆市场[10]。新政策《关于继续开展新能源汽车推广应用的通知》中，就规务车、物流车、公交车及环卫车等，其中新能源车辆所占比重
【参考文献】

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本文编号：2864957