電動(dòng)手推式公路掃地車設(shè)計(jì)【清掃車】

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西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 目錄 摘要 - 1 - Abstract - 1 - 2電動(dòng)手推式掃地機(jī)研制背景 - 4 - 2.1電動(dòng)手推式掃地機(jī)工作原理及關(guān)鍵技術(shù) - 4 - 2.2電動(dòng)手推式掃地機(jī)設(shè)計(jì)研究的目的和意義 - 5 - 2.2.1解決的問(wèn)題 - 5 - 2.2.2能夠帶來(lái)更大的利潤(rùn)（或節(jié)約開(kāi)支） - 5 - 2.2.3電動(dòng)手推式掃地機(jī)械與人工的比較 - 5 - 2.3電動(dòng)手推式掃地機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 - 6 - 2.3.1國(guó)內(nèi)外掃地機(jī)機(jī)的發(fā)展概況 - 6 - 2.3.2電動(dòng)手推式掃地機(jī)的發(fā)展方向 - 7 - 2.4電動(dòng)手推式掃地機(jī)市場(chǎng)發(fā)展分析 - 7 - 2.5電動(dòng)手推式掃地機(jī)項(xiàng)目可行性分析 - 13 - 1.項(xiàng)目技術(shù)現(xiàn)狀 - 13 - 3電動(dòng)手推式掃地機(jī)初步設(shè)計(jì) - 16 - 3.1電動(dòng)手推式掃地機(jī)功能分析 - 16 - 3.1.1電動(dòng)手推式掃地機(jī)的黑箱圖 - 16 - 3.1.2電動(dòng)手推式掃地機(jī)主要功能 - 17 - 3.1.3電動(dòng)手推式掃地機(jī)的部分功能細(xì)化 - 20 - 3.2 功能方案設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) - 20 - 3.2.1方案評(píng)估 - 21 - 4傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) - 27 - 4.1電動(dòng)手推式掃地車的機(jī)相參數(shù) - 27 - 4.2減速裝置的選擇 - 27 - 4.3電動(dòng)機(jī)的選擇 - 28 - 4.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 - 31 - 4.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) - 31 - 5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 32 - 5.1 v帶的計(jì)算 - 32 - 5.2主要部件（主軸）的強(qiáng)度校核 - 34 - 5.3整車的尺寸 - 36 - 5.4小車的清掃和移動(dòng) - 36 - 5.5電動(dòng)手推式掃地車?yán)謇砉δ茉O(shè)計(jì) - 37 - 5.6電動(dòng)手推式掃地車?yán)鴫嚎s功能設(shè)計(jì) - 39 - 5.7電動(dòng)手推式掃地車制動(dòng)功能設(shè)計(jì) - 39 - 5.8電動(dòng)手推式掃地車輔助功能構(gòu)思 - 40 - 結(jié) 論 - 42 - 總結(jié)與體會(huì) - 43 - 【參考文獻(xiàn)】 - 46 - - 47 - 摘要 針對(duì)目前環(huán)衛(wèi)、保潔人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，工作時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，而目前市場(chǎng)上沒(méi)有出現(xiàn)比較成熟、實(shí)用的適合環(huán)衛(wèi)工人使用的產(chǎn)品，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種實(shí)用、簡(jiǎn)便的電動(dòng)手推式掃地車。該掃地車可以對(duì)路面,廣場(chǎng)等較平坦的場(chǎng)地進(jìn)行快速，高效的清掃，而且不需要其它動(dòng)力，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。我們?cè)谲嚿显O(shè)計(jì)一個(gè)多排毛刷的滾筒配合一個(gè)大半個(gè)圓的弧形鏟子可以將垃圾迅速掃起，只需掃地車前進(jìn)這一個(gè)動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面垃圾的收集清掃工作。垃圾車上還設(shè)計(jì)有移動(dòng)滑塊可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)萬(wàn)向輪的高度，同時(shí)控制滾筒與地面離合兩個(gè)動(dòng)作，可以使掃地車在不清掃時(shí)使?jié)L筒離地同時(shí)關(guān)閉電源實(shí)現(xiàn)滾筒和帶輪離合，這樣方便使用者在不用的時(shí)候輕松移動(dòng)掃地車。車輪上還有萬(wàn)向輪的調(diào)高，可隨意的后退而不帶到垃圾，實(shí)現(xiàn)多次清掃。而在垃圾特別多的時(shí)候，車上的壓縮裝置可以增加掃地車的裝載量，進(jìn)行更持久的清掃。 【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)手推式掃地車、滾筒、毛刷、萬(wàn)向輪、離合 Abstract In view of the present environmental sanitation, cleaning personnel labor intensity and low efficiency, working longer hours, and did not appear on the market at present relatively mature and practical for the sanitation workers use products, we designed a kind of practical and simple electric hands-on push type sweeping car. This car can sweep of road, square, etc are flat area for rapid, efficient cleaning, and don't need other power, and has strong adaptability. We in the car design a multi brush roller with a shovel half a round arc can be quickly sweep case, just garbage into this action sweep front on the ground can be realized litter collection cleaning work. Junk car also design a move the thumb can adjust the height, castor wheels and the control of roller and ground clutch two action, can make sweeping the floor when the car in the drum is not cleaning off the power from the ground and realize the cylinder and the pulleys clutch, so convenient users when not relaxed shift in sweep car. Wheel and wanxianglun tuning is high, can optional back and not to waste, realize repeatedly sweep. And when the garbage much more special, the compression devices can increase the loading capacity, sweep car for more lasting sweep. 【Key words】: Electric car, hands-on push type sweeping drum, brush, universal wheel, clutch 1前言 多功能清潔車到現(xiàn)在已經(jīng)有三十多年的發(fā)展歷史， 清潔車從最開(kāi)始的簡(jiǎn)單的垃圾裝卸功能，到后來(lái)的實(shí)現(xiàn)垃圾的自動(dòng)收集功能，再到后來(lái)的車載式大型路面掃地刷地車，再到后來(lái)的小型場(chǎng)地的駕駛式或手推式柴電能源類的智能掃地清潔車，清潔車在體積上越來(lái)越小，功能上卻越來(lái)越集中?？梢哉f(shuō)，在科技越來(lái)越發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，清潔車的功能和用途也是越來(lái)越廣。 據(jù)我們調(diào)查，目前除小型室內(nèi)吸塵器應(yīng)用較廣以外，一般的室內(nèi)外打掃方式仍然以最傳統(tǒng)的掃帚和拖把為主。如果需要打掃的場(chǎng)地面積過(guò)大（比如室內(nèi)體育館，室外廣場(chǎng)等），若只采用這些傳統(tǒng)的清掃工具（如掃把和拖把），不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且勞動(dòng)效率低。本著節(jié)能、環(huán)保、高效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的原則，我們?cè)O(shè)計(jì)了這種體積小但功能齊全、節(jié)能環(huán)保、高效實(shí)用的清潔裝置。 為了使減輕一般場(chǎng)地，特別是較大面積室內(nèi)外場(chǎng)所的清掃勞動(dòng)強(qiáng)度，提高清掃效率，我們?cè)O(shè)想將掃地與拖地功能有機(jī)的結(jié)合在一起，集成于一臺(tái)小型手推式清掃車上，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)滿足不同的清掃狀況。最終制造出一臺(tái)環(huán)保節(jié)能、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的手推式掃地拖地車。 根據(jù)清潔裝置的功能需求，該清掃車應(yīng)該主要由電機(jī)、帶輪、滾筒和附屬組件組成。根據(jù)一般想法，我們?cè)O(shè)想用滾刷和傳送帶實(shí)現(xiàn)將垃圾掃入車內(nèi)并送到垃圾箱的功能； 整臺(tái)機(jī)械采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功能齊全，通過(guò)人工推動(dòng)掃地車運(yùn)動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)掃地功能，掃地滾刷的動(dòng)力來(lái)自前車輪，拖地滾筒的動(dòng)力來(lái)自后車輪，由人力推動(dòng)整個(gè)掃地車。 2電動(dòng)手推式掃地機(jī)研制背景 在對(duì)城市環(huán)衛(wèi)工人的調(diào)查中我們了解到，他們工作的效率低、時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，他們一般每人負(fù)責(zé)5000米左右的街道，5點(diǎn)開(kāi)始清掃，一直到8點(diǎn)，完成第一次清掃，上午和下午分別留半數(shù)負(fù)責(zé)日常維護(hù)，城市的美麗和清潔是建立在他們每天辛勤勞動(dòng)的基礎(chǔ)上的。而現(xiàn)在的工人還在使用著最基本的工具——掃帚和簸箕，使得工作效率不高，因而每天要工作很長(zhǎng)時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度工作是環(huán)衛(wèi)工人易患腰椎間盤突出，關(guān)節(jié)炎等職業(yè)病。 當(dāng)然國(guó)家也開(kāi)始引進(jìn)一些國(guó)外的清潔設(shè)備來(lái)提高環(huán)衛(wèi)工人的工作效率，市場(chǎng)上已有的進(jìn)口設(shè)備，大多采用的是內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的真空泵來(lái)“吸取”垃圾，這種方法效率雖然很高，但是設(shè)備較大，需要額外的牽引力，并且化石燃料的使用,既提高了成本,又污染環(huán)境,不符合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。 所以，開(kāi)發(fā)出一種高效，簡(jiǎn)單，廉價(jià)的清掃機(jī)械以降低“城市美容師”的勞動(dòng)強(qiáng)度，就是一件十分必要的事。由于市場(chǎng)上的相關(guān)產(chǎn)品不完善，而城市清潔中也確實(shí)需求此類產(chǎn)品，可以預(yù)見(jiàn)其市場(chǎng)前景廣闊。 2.1電動(dòng)手推式掃地機(jī)工作原理及關(guān)鍵技術(shù) 該電動(dòng)手推式掃地車的工作原理： 該清掃裝置為采用電動(dòng)控制將動(dòng)力通過(guò)帶輪輸入給滾筒，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)掃地功能，我們?cè)谲嚿显O(shè)計(jì)一個(gè)多排毛刷的滾筒配合一個(gè)大半個(gè)圓的弧形鏟子可以將垃圾迅速掃起，只需掃地車前進(jìn)這一個(gè)動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面垃圾的收集清掃工作。垃圾車上還設(shè)計(jì)有移動(dòng)滑塊可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)萬(wàn)向輪的高度，同時(shí)控制滾筒與地面離合兩個(gè)動(dòng)作，可以使掃地車在不清掃時(shí)使?jié)L筒離地同時(shí)關(guān)閉電源實(shí)現(xiàn)滾筒和帶輪離合，這樣方便使用者在不用的時(shí)候輕松移動(dòng)掃地車。車輪上還有萬(wàn)向輪的調(diào)高，可隨意的后退而不帶到垃圾，實(shí)現(xiàn)多次清掃。而在垃圾特別多的時(shí)候，車上的壓縮裝置可以增加掃地車的裝載量，進(jìn)行更持久的清掃。 而且該清掃裝置在功能上與市面現(xiàn)有設(shè)備基本相同，而且可以實(shí)現(xiàn)清潔主要部件的拆換重復(fù)利用，對(duì)于體積較大的垃圾也有一定的清除能力，拖地設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)清洗；在不需拖地的場(chǎng)合還可實(shí)現(xiàn)拖地設(shè)備的收起，僅進(jìn)行掃地操作。 2.2電動(dòng)手推式掃地機(jī)設(shè)計(jì)研究的目的和意義 2.2.1解決的問(wèn)題 1、人們生活在滿是灰塵的環(huán)境中的健康問(wèn)題； 　　2、國(guó)家法律或地方法規(guī)要求的環(huán)境指標(biāo)； 　　3、由于灰塵或垃圾而造成路面過(guò)早過(guò)度的破損問(wèn)題； 　　4、生產(chǎn)車間的產(chǎn)品被灰塵污染的問(wèn)題； 　　5、生產(chǎn)車間內(nèi)固定或移動(dòng)的機(jī)器被灰塵污染的問(wèn)題； 2.2.2能夠帶來(lái)更大的利潤(rùn)（或節(jié)約開(kāi)支） 1、掃路車的掃地吸塵系統(tǒng)相當(dāng)于6-40倍的人工； 2、減少灰塵對(duì)環(huán)境污染的程度（節(jié)約時(shí)間和財(cái)力，減少人工對(duì)產(chǎn)品外表的清潔， 對(duì)機(jī)械設(shè)備的清潔保養(yǎng)以及周期性的環(huán)境衛(wèi)生工作等） 　　3、提高工作效率，同時(shí)提高操作者的工作積極性； 　　4、一個(gè)良好整潔的環(huán)境不僅提高城市形象，而且更有利于城市文化的建設(shè)及市民工作的積極性。 2.2.3電動(dòng)手推式掃地機(jī)械與人工的比較 　 1、工作效率，同樣的作業(yè)面積時(shí)間上大大縮短； 　　2、清潔成本，可以肯定的是機(jī)械單位面積的清潔成本比人工還要低； 　　3、清潔效果，機(jī)械可以避免清潔劑使用不平均，清潔效果不統(tǒng)一的問(wèn)題； 　　4、安全性能，讓清潔工人身處安全環(huán)境（馬路上的車輛太多，自身的安全意識(shí)不強(qiáng)） 5、經(jīng)濟(jì)回報(bào)，以一輛車為例，它停止使用的那天共花費(fèi)了多少錢，才是它真正的價(jià)錢。除了投資成本外，還有運(yùn)營(yíng)成本和人力消費(fèi)成本。 2.3電動(dòng)手推式掃地機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 2.3.1國(guó)內(nèi)外掃地機(jī)機(jī)的發(fā)展概況 我國(guó)清掃車的研制起步比國(guó)外晚，20世紀(jì)60年代初開(kāi)始研制。對(duì)清掃車的研制和開(kāi)發(fā)可分為兩個(gè)階段。20世紀(jì)60~70年代為第一階段，20世紀(jì)80年代以后為第二階段。第一階段的清掃方式均屬純掃式。由于技術(shù)水平較低，可靠性差，大多數(shù)產(chǎn)品通過(guò)使用逐漸都被淘汰了。在清掃車研制的第二階段，為適應(yīng)改革開(kāi)放形勢(shì)的要求，大城市的一些環(huán)衛(wèi)行業(yè)及有關(guān)部門在20世紀(jì)80年代引進(jìn)了一些23+‘，’+3【‘引進(jìn)先進(jìn)的樣機(jī)和技術(shù)，結(jié)合我國(guó)的具體情況，依靠國(guó)內(nèi)多方面的技術(shù)力量和資金，研制技術(shù)先進(jìn)的清掃車。但是國(guó)產(chǎn)清掃車在整機(jī)性能和質(zhì)量方面與國(guó)外產(chǎn)品還有一定的差距。 國(guó)外進(jìn)口設(shè)備由于受到國(guó)內(nèi)消費(fèi)水平的限制，在國(guó)內(nèi)價(jià)格表現(xiàn)得較為昂貴，一般個(gè)人或小單位都難以接受和承擔(dān)，所以推廣范圍極其狹窄。而較為便宜實(shí)惠的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，由于起步較晚，在技術(shù)水平上與國(guó)外還有相當(dāng)大的距離，性價(jià)比也不是很高，推廣應(yīng)用的范圍也很小。 目前在國(guó)內(nèi)，除了小型室內(nèi)吸塵器應(yīng)用較廣以外，室內(nèi)外使用最多的清掃工具仍然是拖把和掃帚，但這些傳統(tǒng)的工具效率低下，在清掃較大面積場(chǎng)所時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度高，而效率較高的要么是大型的機(jī)動(dòng)清掃車輛，要么是先進(jìn)小巧的清掃設(shè)備，它們大都價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用范圍也有相當(dāng)大的限制。 我們采用最簡(jiǎn)單的純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，較低的成本，設(shè)計(jì)的本清潔裝置，適用場(chǎng)合廣泛，具有較高的性價(jià)比，可以滿足不同結(jié)構(gòu)層次的群體。通過(guò)將我們的清潔設(shè)備與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的比較，我們的清潔設(shè)備有較大的推廣價(jià)值，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 2.3.2電動(dòng)手推式掃地機(jī)的發(fā)展方向 目前 , 國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品可靠性不如國(guó)外產(chǎn)品原因是多方面的 ,主要有三個(gè)方面的原因 : 一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定 ; 二是制造工藝問(wèn)題 ;三是技術(shù)不完善造成先天不足 。因此要想提高可靠性首先需解決上述三個(gè)問(wèn)題 , 也只 有在可靠性與進(jìn)口產(chǎn)品可以相媲美時(shí)才能在加入WTO后立于不敗之地 , 時(shí)出口搶占國(guó)際市場(chǎng) 。隨著社會(huì)的發(fā)展 、進(jìn)步 , 不再 滿足于單純意義上的掃 路車 ,將從多功能 、環(huán)保 、經(jīng)濟(jì)等方面提出更多的要求 ,市場(chǎng)呼喚能滿足各種需求的掃路車 。多功能型掃路車 。目前的國(guó)產(chǎn)掃路車基本上是單純意義上的掃路車即只能掃路 、不能它用 。而從全國(guó)許多環(huán)衛(wèi)局的信息看 ,有的需要能清洗道路護(hù)欄 ,有的要求能鏟雪等等 。因此 ,掃路車多功能是其一個(gè)發(fā)展方向 。 全天候掃路車 。目前的掃路車需要噴水壓除塵 ,在缺水地區(qū)和北方的冬季無(wú)法使用 , 要解決這一問(wèn)題 , 必須要開(kāi)發(fā)干式吸掃和濕式吸掃兩用車或稱全天候掃 路車 , 該車的開(kāi)發(fā)成功不但解決了上述難題 ,同時(shí)可節(jié)約用水 , 降低使用成本 。目前國(guó)內(nèi)水價(jià)一般在 1 元 / t 以上 。環(huán)保型掃路車和單發(fā)動(dòng)機(jī)全液壓驅(qū)動(dòng)掃路車 。目前的掃路車尾氣污染和噪音污染相對(duì)來(lái)說(shuō)都較大 。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高 , 人們環(huán)保意識(shí)的普遍增強(qiáng) , 現(xiàn)有掃路車就將很難適應(yīng)需要 , 因此開(kāi)發(fā)環(huán)保型掃路車勢(shì)在必行 ,。 綜上所述 , 電動(dòng)手推式掃地車采用最簡(jiǎn)單的純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，較低的成本，設(shè)計(jì)的本清潔裝置，適用場(chǎng)合廣泛，具有較高的性價(jià)比，可以滿足不同結(jié)構(gòu)層次的群體。通過(guò)將我們的清潔設(shè)備與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的比較，我們的清潔設(shè)備有較大的推廣價(jià)值，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 2.4電動(dòng)手推式掃地機(jī)市場(chǎng)發(fā)展分析 1.市場(chǎng)分析 通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查形式，我們面向食堂、廣場(chǎng)、公共建筑走廊和體育館所五類二十余個(gè)大面積場(chǎng)館進(jìn)行了調(diào)查，其具體調(diào)查問(wèn)卷見(jiàn)附表，調(diào)研對(duì)象主要分布在武漢及其周邊地區(qū)及各大院?；顒?dòng)場(chǎng)館，調(diào)研對(duì)象主要為上述類場(chǎng)館的清潔人員及管理人員。 調(diào)研對(duì)象分類 廣 場(chǎng) 體育館 圖書館 食 堂 宿舍走廊 地大主樓廣場(chǎng) 學(xué)生活動(dòng)中心 華工文華廣場(chǎng) 信息學(xué)部廣場(chǎng) 魯巷廣場(chǎng) 西區(qū)體育館 體育館 西區(qū)大操場(chǎng) 西區(qū)籃球場(chǎng) 文化體育館 西區(qū)圖書館 北區(qū)圖書館 大學(xué)圖書館 華農(nóng)圖書館 武科大學(xué)圖書館 大學(xué)三食堂 大學(xué)一食堂 息學(xué)部食堂 學(xué)工部食堂 公寓食堂 大54宿舍樓層 大57宿舍樓層 大58#宿舍樓層 大62#宿舍樓層 對(duì)調(diào)研對(duì)象進(jìn)行分類調(diào)查，調(diào)研結(jié)果如下： 調(diào)研對(duì)象面積及清潔方式 調(diào)研對(duì)象 產(chǎn)所面積 清掃工具 工作缺點(diǎn) 廣 場(chǎng) 地大主樓廣場(chǎng) 400㎡以上 A AB 地大大學(xué)生活動(dòng)中心 AC A 華工文華廣場(chǎng) AC AB 武大信息學(xué)部廣場(chǎng) A A 魯巷廣場(chǎng) 200-400㎡ A AD 體育館 地大西區(qū)體育館 400㎡以上 AC AB 地大北區(qū)體育館 AC AB 地大西區(qū)大操場(chǎng) A ABD 地大西區(qū)籃球場(chǎng) A AC 華工文化體育館 AC ABCD 圖書館 地大西區(qū)圖書館 400㎡以上 AC AB 地大北區(qū)圖書館 AC AB 武漢工程大學(xué)圖書館 AC AB 華農(nóng)獅子山圖書館 AC AB 武漢科技大學(xué)圖書館 AC ABD 食 堂 地大學(xué)三食堂 400㎡以上 C AEF 地大學(xué)三食堂 C ABE 武大信息學(xué)部食堂 C ABE 武大工學(xué)部食堂 C AE 華工紫松公寓食堂 AC AF 宿舍走廊 地大54#宿舍樓層 200～400㎡ AC C 地大57#宿舍樓層 AC C 地大58#宿舍樓層 AC C 地大62#宿舍樓層 AC AC （注： 清掃工具----A.掃帚 B.掃地機(jī) C.拖把 D.拖地機(jī) E.吸塵器 F.洗地機(jī) G.智能機(jī) H.清洗機(jī) I.其他清掃設(shè)備 工作缺點(diǎn)----A.勞動(dòng)強(qiáng)度大 B.效率低下 C.使用不方便 D效果不佳E.使用時(shí)間有限 F.成本太高 G.其他原因 ） 通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查所采集的數(shù)據(jù)分析可知，在調(diào)查場(chǎng)館中，幾乎所有的大中小型面積場(chǎng)館都是靠人力進(jìn)行清掃；清掃設(shè)備主要為掃帚、拖把和抹布；成本雖然較低廉，但使用壽命都較短，周期性成本較高；清潔者和管理者反映其缺點(diǎn)主要集中在勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，效果不佳和使用時(shí)間有限等方面；近80%的單位場(chǎng)所人員反映對(duì)該類清掃產(chǎn)品與需求的必要。 2.產(chǎn)品對(duì)比 動(dòng)力方面： 市面上現(xiàn)有設(shè)備大都以電力或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主，極少數(shù)采用人為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。而該清掃裝置手推式操作，全部能量輸入靠人工動(dòng)力提供，車輪傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全部功能。 功能方面： 小型設(shè)備：進(jìn)口設(shè)備在功能方面表現(xiàn)的較為優(yōu)秀，刷地洗地及抽干等功能集為一體，但設(shè)備體積偏大，且對(duì)能源的使用量較大；國(guó)產(chǎn)設(shè)備雖然體積減小，但功能較為單一，完成同樣任務(wù)往往需要調(diào)用多臺(tái)不同功能的設(shè)備配合工作，工作效率低，工作質(zhì)量較低。 大型設(shè)備：以車載設(shè)備為主，功能較為全面，但噪音及能源消耗巨大，對(duì)于小面積工作環(huán)境無(wú)法操作，只適合于道路或大面積開(kāi)闊場(chǎng)館，而且由于設(shè)備的重量過(guò)大，所以也不適用于表面易損的工作環(huán)境。 而該清掃裝置在功能上與市面現(xiàn)有設(shè)備基本相同，而且可以實(shí)現(xiàn)清潔主要部件的拆換重復(fù)利用，對(duì)于體積較大的垃圾也有一定的清除能力，拖地設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)清洗；在不需拖地的場(chǎng)合還可實(shí)現(xiàn)拖地設(shè)備的收起，僅進(jìn)行掃地操作。 驅(qū)動(dòng)方面： 市面上現(xiàn)有以電力或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主的設(shè)備大都采用前輪驅(qū)動(dòng)，后輪為支撐拖動(dòng)輪，所以對(duì)設(shè)備的功率輸入要求很高，前輪的使用老損情況容易發(fā)生。 而該清掃裝置為人工動(dòng)力輸入，前輪為掃地輪輸入動(dòng)力，后輪為拖地輪輸入動(dòng)力；四輪同時(shí)工作，保證動(dòng)力輸入充足；利用慣性輪將動(dòng)力傳遞至前輪掃地設(shè)備，保證掃地設(shè)備在車體返程運(yùn)動(dòng)中依然可以正向運(yùn)轉(zhuǎn)；后輪利用齒輪準(zhǔn)確嚙合傳動(dòng)，拖地設(shè)備利用附加的裝置進(jìn)行輪換拖地或清洗工作，充分利用工作時(shí)間，提高整體工作效率。 噪音方面： 市面上現(xiàn)有以電力或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主的設(shè)備工作時(shí)噪音都偏大，且大型車輛式掃地設(shè)備在工作時(shí)噪音往往過(guò)大，一定程度上影響了周圍其他活動(dòng)進(jìn)行。 而該清掃裝置整體以帶傳動(dòng)、齒輪嚙合傳動(dòng)為主，無(wú)電力或油液動(dòng)力設(shè)備，工作狀態(tài)時(shí)噪聲小，更適合做較安靜場(chǎng)所工作，如醫(yī)院等。 清掃方式方面： 市面上現(xiàn)有以電力或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主的設(shè)備在工作時(shí)大都采用前置刷地刷盤配合后置抽干機(jī)聯(lián)合工作，清水由特定管道流至刷盤處，前置刷盤將地面污垢刷起后，車體后有刮地?fù)跛?，雙層結(jié)構(gòu)，通過(guò)抽干機(jī)將污水污漬抽干至污水箱。而該清掃裝置模擬人工打掃方式，前輪采用滾刷，將垃圾卷入傳送帶并送至垃圾箱處；后輪采用絨布滾輪，和地面壓緊接觸，與車體前進(jìn)方向反向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)拖地功能；拖地輪采用上下兩組設(shè)計(jì)，工作輪與被清洗輪同時(shí)操作，又可以實(shí)現(xiàn)位置轉(zhuǎn)換。 清掃效果方面： 市面上現(xiàn)有以電力或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主的設(shè)備由于其工作方式的限制，只能清掃小型或顆粒狀的地面污垢，對(duì)于體積稍大的紙團(tuán)瓶罐類垃圾則不具備清除能力；且后置的抽干刮地?fù)跛⒃诠δ苌鲜且晕楦蔀橹?，其整車的清掃任?wù)基本都是由前置刷地刷盤來(lái)完成，后置裝置負(fù)責(zé)污水回收。 而該清掃裝置對(duì)于稍大體積的垃圾同樣具備清掃功能，可以自由上下活動(dòng)的掃地滾刷通過(guò)調(diào)節(jié)與地面高度實(shí)現(xiàn)大體積垃圾的收容；后輪拖地滾輪進(jìn)行拖地工作，專用的放水槽對(duì)拖地滾輪進(jìn)行清洗和濕潤(rùn)，保證工作時(shí)的潔凈程度與濕度。 價(jià)格方面： 市面上現(xiàn)有以電力或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主的設(shè)備由于其結(jié)構(gòu)及材料的復(fù)雜性，進(jìn)口產(chǎn)品成本大都在萬(wàn)元以上；國(guó)內(nèi)單一功能的產(chǎn)品其價(jià)格也在千元左右。 而該清掃裝置從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及材料運(yùn)用方面都較簡(jiǎn)單，關(guān)鍵工作零件可以實(shí)現(xiàn)互換性，經(jīng)分析后其成本大致在三百元左右，便于普及推廣。 對(duì)比如下： 內(nèi)容 l l 產(chǎn)品 l 結(jié) l l 構(gòu) l 技術(shù) l 要求 功 能 l 能量 需求 工作 效率 工作 l 質(zhì)量 制造 成本 性 價(jià) 比 適 用 范 圍 l 國(guó)產(chǎn)小 l 型清潔 l 設(shè)備 一般 一般 單一 一般 l l 較高 l l 一般 l l 一般 一般 l l 一般 l l 進(jìn)口小 l 型清潔 l 設(shè)備 l l 復(fù)雜 l l 高 專一 l 先進(jìn) 較高 較高 較好 l l 高 l l 一般 l l 高 般 l 大型清潔車 l 復(fù) 雜 l 高 l 齊全 l 先進(jìn) 高 l 高 較好 l 高 l 低 l 小 2.5電動(dòng)手推式掃地機(jī)項(xiàng)目可行性分析 1.項(xiàng)目技術(shù)現(xiàn)狀 多功能掃地清潔車到現(xiàn)在已經(jīng)有大概三十年代發(fā)展歷史，可以說(shuō)，在科技越來(lái)越發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，掃地清潔車的功能和用途也是越來(lái)越廣。掃地清潔車從最開(kāi)始的簡(jiǎn)單的垃圾裝卸功能，到后來(lái)的實(shí)現(xiàn)垃圾的自動(dòng)收集功能，再到后來(lái)的車載式大型路面掃地刷地車，再到后來(lái)的小型場(chǎng)地的駕駛式或手推式柴電能源類的智能掃地清潔車，清潔車在體積上越來(lái)越小，功能上卻越來(lái)越集中。 目前，世界上大部分國(guó)家都有自己生產(chǎn)的高科技含量的掃地清潔車，而我國(guó)雖然起步較晚，但也設(shè)計(jì)制造出很多功能實(shí)惠的設(shè)備，并已廣泛的投入到實(shí)踐生產(chǎn)中去。 針對(duì)目前環(huán)衛(wèi)、保潔人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，工作時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，而目前市場(chǎng)上沒(méi)有出現(xiàn)比較成熟、實(shí)用的適合環(huán)衛(wèi)工人使用的產(chǎn)品，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種實(shí)用、簡(jiǎn)便的XX掃地車。該掃地車可以對(duì)路面,廣場(chǎng)等較平坦的場(chǎng)地進(jìn)行快速，高效的清掃，而且不需要其它動(dòng)力，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。我們?cè)谲嚿显O(shè)計(jì)一個(gè)多排毛刷的滾筒配合一個(gè)大半個(gè)圓的弧形鏟子可以將垃圾迅速掃起，只需掃地車前進(jìn)這一個(gè)動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面垃圾的收集清掃工作。垃圾車上還設(shè)計(jì)有連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)前面萬(wàn)向輪的高度同時(shí)控制離合器離合滾筒兩個(gè)動(dòng)作，可以使掃地車在不清掃時(shí)使?jié)L筒離地的同時(shí)和鏈輪離合，這樣方便使用者在不用的時(shí)候輕松移動(dòng)掃地車。車輪上還有棘輪配合上萬(wàn)向輪的調(diào)高，可隨意的后退而不帶到垃圾，實(shí)現(xiàn)多次清掃。而在垃圾特別多的時(shí)候，車上的壓縮裝置可以增加掃地車的裝載量，進(jìn)行更持久的清掃。對(duì)于價(jià)格昂貴的進(jìn)口設(shè)備來(lái)說(shuō)，較便宜實(shí)惠的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，在技術(shù)上日趨完善，可以說(shuō)將具有很大的市場(chǎng)前景空間。 2.項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)依據(jù) 本項(xiàng)目是將掃地功能和拖地功能結(jié)合為一體的，工作方式為仿真日常清潔用品的清潔方式的清潔設(shè)備。 (1) 該清掃裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻實(shí)現(xiàn)了打掃與拖地功能的有機(jī)組合，機(jī)車可以調(diào)整，以適應(yīng)不同的清掃狀況。 (2) 該清掃裝置采用電動(dòng)控制，使用方便而且環(huán)保。 (3) 采用萬(wàn)向輪，既可以切換工作和不工作的狀態(tài)又達(dá)到傳動(dòng)平穩(wěn)的要求。 (4) 采用槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上下拖地滾輪的切換，操作方便，定位準(zhǔn)確可靠。 (5) 垃圾箱設(shè)計(jì)成為便拉式，實(shí)現(xiàn)了垃圾的方便收集清理傾倒功能。 3.項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本分析 使用成本經(jīng)濟(jì)分析 ????? ??1、工作效率高，每小時(shí)清掃8千平方米，相當(dāng)于15 名人工清掃效率。 ?????? ? 2、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，充一次電可連續(xù)使用8小時(shí)，連續(xù)清掃6萬(wàn)平方米。 ??????? 3、使用成本低，一天只需5元電費(fèi)，易損件便宜，每年只需更換兩次。 ???? ??4、一臺(tái)電動(dòng)掃地車，可替代15名清潔工人，半年多即可收回機(jī)器投資。 ????????? 例：清潔工工資600元/人/月 ????????????????600元/人/月×15人×6個(gè)月 = 5.4萬(wàn)元 ?????? ?5、機(jī)械化作業(yè)好管理，不在存在招人難、人員工資上漲等問(wèn)題。 ??????? 6、機(jī)械化作業(yè)提升單位形象，創(chuàng)造優(yōu)美環(huán)境， ??????? 7、機(jī)械代替人工清掃，是保潔行業(yè)必然趨勢(shì)，是保潔行業(yè)一場(chǎng)革命 我們通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，了解了本清潔設(shè)備所用零件的市場(chǎng)價(jià)格，對(duì)于本裝置，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，純機(jī)械式操作；材料方面，基本為家居使用材料，且在機(jī)械部分均可采用常規(guī)設(shè)計(jì)材料，固其綜合成本較為廉價(jià)，如果批量生產(chǎn)，價(jià)格會(huì)更低。 4.項(xiàng)目目標(biāo)市場(chǎng)分析及確定 國(guó)外進(jìn)口設(shè)備由于受到國(guó)內(nèi)消費(fèi)水平的限制，在國(guó)內(nèi)價(jià)格表現(xiàn)得較為昂貴，一般個(gè)人或小單位都難以接受和承擔(dān)，所以推廣范圍極其狹窄。而較為便宜實(shí)惠的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，由于起步較晚，在技術(shù)水平上與國(guó)外還有相當(dāng)大的距離，性價(jià)比也不是很高，推廣應(yīng)用的范圍也很小。 目前在國(guó)內(nèi)，除了小型室內(nèi)吸塵器應(yīng)用較廣以外，室內(nèi)外使用最多的清掃工具仍然是拖把和掃帚，但這些傳統(tǒng)的工具效率低下，在清掃較大面積場(chǎng)所時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度高，而效率較高的要么是大型的機(jī)動(dòng)清掃車輛，要么是先進(jìn)小巧的清掃設(shè)備，它們大都價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用范圍也有相當(dāng)大的限制。 我們采用最簡(jiǎn)單的純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，較低的成本，設(shè)計(jì)的本清潔裝置，適用場(chǎng)合廣泛，具有較高的性價(jià)比，可以滿足不同結(jié)構(gòu)層次的群體。通過(guò)將我們的清潔設(shè)備與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的比較，我們的清潔設(shè)備有較大的推廣價(jià)值，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 3電動(dòng)手推式掃地機(jī)初步設(shè)計(jì) 做產(chǎn)品設(shè)計(jì)最重要的一步就是產(chǎn)品的初步設(shè)計(jì)階段，在這個(gè)階段我們要在通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查分析和對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的相關(guān)資料信息查詢的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有個(gè)初步的定案。在此過(guò)程中要對(duì)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外觀色彩及人機(jī)工程方面進(jìn)行一定的分析。在初步設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們往往不會(huì)是一下子就能做出最佳的設(shè)計(jì)方案，而是在多種不同的方案中不斷的分析比較取舍，以達(dá)到最佳的效果，最后將其確定為最終設(shè)計(jì)方案。因此在方案實(shí)施以前，初步設(shè)計(jì)是極為重要的。 3.1電動(dòng)手推式掃地機(jī)功能分析 所謂功能，就是產(chǎn)品（系統(tǒng)）所具有的特定用途、作用和使用價(jià)值的統(tǒng)稱，或者說(shuō)是產(chǎn)品擔(dān)當(dāng)?shù)穆毮?，不同的產(chǎn)品具有不同的功能，同種產(chǎn)品功能也不盡相同。產(chǎn)品的功能分析包括主要功能和附加功能的分析。 功能分析是價(jià)值工程活動(dòng)的核心，決定著價(jià)值工程活動(dòng)的有效程度.通過(guò)產(chǎn)品的功能、成本的定性和定量分析，確定它們的相互關(guān)系，科學(xué)地確定產(chǎn)品的必要功能，合理地分配成本，為創(chuàng)造和改善方案提供依據(jù)。通過(guò)功能分析可以去掉不合理的功能，調(diào)整功能間的比值，使產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)更趨合理。 3.1.1電動(dòng)手推式掃地機(jī)的黑箱圖 手推式掃地機(jī)啟動(dòng)電源后，通過(guò)人工推動(dòng)掃地機(jī)來(lái)清掃道路垃圾，從而達(dá)到高效﹑環(huán)保。掃地車的黑箱分析圖如圖2.1所示： 啟動(dòng)電源 手推式掃地機(jī) 關(guān)閉電源 垃圾箱儲(chǔ)存垃圾 12V E 清潔的地面 垃圾﹑塵土 發(fā)熱、噪聲 人工推動(dòng) 圖2.1手推式掃地機(jī)黑箱分析圖 根據(jù)黑箱分析可以看出，電動(dòng)手推式掃地機(jī)在工作的時(shí)候清潔工人只需要啟動(dòng)電源，推動(dòng)掃地機(jī)清掃道路，在電力的作用下，掃地機(jī)的運(yùn)作，可以將道路清掃的十分清潔，并且大大的節(jié)約了人力資源和勞動(dòng)力！ 3.1.2電動(dòng)手推式掃地機(jī)主要功能 根據(jù)分析可以將電動(dòng)手推式掃地機(jī)系統(tǒng)功能分解圖如圖2.2所示： 總 功 能 升降功能 掃地功能 壓縮垃圾 離合功能 控制功能 小車制動(dòng) 小車轉(zhuǎn)向 垃圾儲(chǔ)存 垃圾清掃 垃圾清理 如圖所示，電動(dòng)手推式掃地機(jī)可分解為吸塵功能、壓縮垃圾功能、升降功能、離合功能、控制功能幾個(gè)部分。 1．掃地功能：對(duì)于多功能電動(dòng)手推式掃地機(jī)來(lái)說(shuō)，吸塵功能就是其最主要的功能之一。電動(dòng)手推式掃地機(jī)可以高效的吸收道路的塵土，清潔度非常高。并且清掃時(shí)不可以避免像人工清掃時(shí)二次揚(yáng)塵的情況，所以更加健康環(huán)保。 我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮功能。將壓垃圾的擋板與連桿相連。這樣可以使壓縮時(shí)擋板按下面的軌跡運(yùn)動(dòng)，將下部的垃圾推走。當(dāng)需要壓縮時(shí)就只需將手柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，垃圾壓縮的過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了。 2．升降功能：當(dāng)掃地車不清掃而又需要將掃地車移動(dòng)時(shí)，就要求使?jié)L筒與地面脫離。很自然的，我們首先想到是讓滾筒相對(duì)于車體向上運(yùn)動(dòng)，但這樣會(huì)大大增加鏈傳動(dòng)及滾筒自身機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，且整體的穩(wěn)定性也將大打折扣。 使?jié)L筒升高還可選擇變化輪子的位置，由于滾筒和萬(wàn)向輪相距較近，而且移動(dòng)主輪會(huì)使動(dòng)力的穩(wěn)定性降低，所以我們選擇萬(wàn)向輪的升降來(lái)調(diào)節(jié)滾筒的高度。 抬升方法可以選擇萬(wàn)向輪與有一個(gè)有固定軸的桿相連，轉(zhuǎn)動(dòng)桿就可以將萬(wàn)向輪抬高，但是這樣的話不能保證萬(wàn)向輪總是水平的，在轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，萬(wàn)向輪與水平線成一個(gè)角度，影響其工作。 3．離合功能： 在掃地車不清掃時(shí)，為了讓使用者能夠輕松推動(dòng)它，除了讓滾筒離地外，還應(yīng)該讓其停止轉(zhuǎn)動(dòng)，于是考慮到用離合裝置。 (1)牙嵌式離合器 牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，承載力較大，從功能上講基本上可以滿足使用要求。離合器的活動(dòng)端與固定端自然對(duì)正的幾率非常小，操縱時(shí)需要反復(fù)調(diào)整，很不方便。而且牙嵌式離合器工作行程長(zhǎng)，使得鏈輪與軸承的距離較遠(yuǎn)，所以會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩。 (2)電磁離合器 由于考慮到實(shí)用性，用電磁式還要求有電源，蓄電池需要經(jīng)常充電很不方便，電磁離合器安裝精度要求很高，尤其是活動(dòng)端和固定端同軸度要求非常高，對(duì)加工和裝配都提出了很高的要求。 (3)齒式離合器 齒式離合器與牙簽式離合器比較相似，不同的是齒式離合器的齒數(shù)可以根據(jù)情況自己設(shè)計(jì)，可以取較多齒數(shù)。齒式離合器承載能力很大，根據(jù)我們的使用要求，可以取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)，齒端面倒成尖角，這樣以來(lái)結(jié)合起來(lái)非常容易，操縱時(shí)不需要太多的調(diào)整。 4．控制功能：考慮到節(jié)能環(huán)保及簡(jiǎn)便性，選擇電機(jī)帶動(dòng)推動(dòng)車前進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪作為動(dòng)力源;考慮到傳輸?shù)目煽啃院桶惭b的方便性，我們使用鏈輪傳動(dòng)。由于清掃車后退時(shí)滾筒是不工作的，所以在車輪中心裝有棘輪，使它只能單向傳動(dòng)，這樣更加符合實(shí)際需求。 向前推車，轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪通過(guò)鏈輪及鏈條帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)桶。車向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棘輪的單向傳動(dòng)特性，車輪鏈輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，因而滾筒不轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.1.3電動(dòng)手推式掃地機(jī)的部分功能細(xì)化 1．垃圾清掃功能又細(xì)化為垃圾清掃﹑垃圾壓縮﹑垃圾儲(chǔ)存﹑垃圾清理4個(gè)功能。 垃圾清掃功能：電動(dòng)手推式掃地車工作時(shí)，只有推動(dòng)車經(jīng)過(guò)的地方垃圾全部被清掃，并且沒(méi)有二次揚(yáng)塵，快速而且環(huán)保。 壓縮垃圾功能：由于垃圾車的容量是有限的，考慮到有些情況下垃圾較多，而垃圾又是很松散的，這就需要壓縮，使掃地車可以連續(xù)清掃更大的范圍。并且該裝置能防止垃圾在入口處堆積。 垃圾儲(chǔ)存功能: 電動(dòng)手推式掃地車也自備了垃圾儲(chǔ)存裝置，可以通過(guò)壓縮功能將松散的垃圾壓縮后儲(chǔ)存在垃圾儲(chǔ)存箱里，不僅可以回收垃圾，也可以減少勞動(dòng)力. 垃圾清理功能：電動(dòng)手推式掃地車具有垃圾儲(chǔ)備箱，在清掃結(jié)束或者垃圾填充滿后，可一次行將垃圾放到垃圾回收站，避免了垃圾四處堆放對(duì)環(huán)境的污染。 2．控制功能：可以細(xì)化為小車轉(zhuǎn)向和小車制動(dòng)2個(gè)功能。 小車轉(zhuǎn)向功能：道路上的垃圾四處都有，可能并不集中，因此就必須考慮到電動(dòng)手推式掃地機(jī)的靈活性，不然達(dá)不到理想的效果。 小車制動(dòng)功能：電動(dòng)手推式掃地機(jī)主要是通過(guò)電動(dòng)控制，但是考慮到不清掃時(shí)切斷電源，不用電動(dòng)控制節(jié)約電源，直接用手推動(dòng)掃地機(jī)運(yùn)動(dòng)。 3.2 功能方案設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) 根據(jù)電動(dòng)手推式掃地機(jī)功能要求，將其功能分解為吸塵功能、壓縮垃圾功能、升降功能、離合功能、控制功能，每個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)方式都有多種，現(xiàn)將功能解列表如表2.1所示： 表2.1功能方案矩陣表 因素 （分功能） 形態(tài)（功能解） 1 2 3 4 A 吸塵 旋流式除塵 沖激式除塵 干式除塵 B 壓縮 曲柄搖桿 液壓 C 升降 液壓 萬(wàn)向輪 D 離合 牙嵌式 電磁 齒式 E 控制 電動(dòng) 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 人力 由上表可以看出： 實(shí)現(xiàn)掃地的方式有三種，旋流式除塵﹑沖激式除塵﹑干式除塵（滾筒式）；壓縮垃圾的方式有二種，曲柄搖桿壓縮﹑液壓壓縮；升降方式有二種，液壓升降、萬(wàn)向輪；離合方式有三種，牙嵌式﹑電磁式﹑齒式；控制方式有三種，電動(dòng)控制﹑汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制﹑人力控制。 3.2.1方案評(píng)估 在選擇電動(dòng)手推式掃地機(jī)功能實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)方案可根據(jù)以上方式進(jìn)行任意組合，可選的方案種類共有3×2×2×3×3=108種，現(xiàn)在要在多種方案中選出一種最佳方案來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的功能。 1、 掃地方式分析： 1）旋流式除塵：是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種分離設(shè)備。 使用范圍 旋風(fēng)除塵系統(tǒng)廣泛用于一切產(chǎn)生粉塵的工作場(chǎng)所，也可作為高效除塵系統(tǒng)的前處理設(shè)備。 產(chǎn)品特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，制造、安裝容易；操作維護(hù)簡(jiǎn)便，壓力損失中小，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低；性能穩(wěn)定，不受含塵氣體濃度、溫度影響，對(duì)粉塵其它物理性質(zhì)無(wú)特殊要求，除塵率達(dá)75-80%. 　 旋流式除塵器實(shí)際上是增加了二次氣流的直流式旋風(fēng)除塵器，由于增加二次氣流不僅加速了氣流的旋轉(zhuǎn)速度，加大了分離塵粒的離心力。而且由于二次氣流，其湍流影響比一般旋風(fēng)除塵器為小，因此旋流式除塵器的分離粒徑有可能小于5um。 　　該除塵器布置噴嘴的型式有切向和軸向布置的多噴嘴型、切向單噴嘴型、導(dǎo)向葉片型和反射型四種。 　　若在除塵器二次風(fēng)噴嘴頂上增加切向噴水嘴或在一次氣進(jìn)幾處增加噴水口即成為濕式除塵器 2）沖激式除塵：沖激式除塵的工作原理含塵氣體進(jìn)入除塵配件后轉(zhuǎn)彎向下，沖激在液面上，部分粗大的塵粒直接沉降在泥漿斗內(nèi)。隨后含塵氣體高速通過(guò)S型通道，激起大量水滴，使粉塵與水滴充分接觸。在正常情況下，除塵器阻力為1500Pa左右，對(duì)5μm的粉塵，效率為93％。沖激式除塵器下部裝有刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)刮泥，也可以人工定期排放。 濕式除塵器的洗滌廢水中，除固體微粒外，還有各種可溶性物質(zhì)，洗滌廢水直接排入江河或下水道，會(huì)造成水系污染，這是值得重視的一個(gè)問(wèn)題。目前國(guó)外的濕式除塵器大都采用循環(huán)水，自激式除塵器用的水是在除塵器內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)的，稱為水內(nèi)循環(huán)的濕式除塵器。和水外循環(huán)的濕式除塵器相比，節(jié)省了循環(huán)水泵的投資和運(yùn)行費(fèi)用，減少了廢水處理量。 　沖激式除塵器的缺點(diǎn)是，與其它的濕式除塵器相比，金屬消耗量大，阻力較高，價(jià)格較貴。除塵器處理風(fēng)量在20％范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)除塵效率幾乎沒(méi)有影響。沖激式除塵機(jī)組把除塵器和風(fēng)機(jī)組合在一起，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、維護(hù)管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 3）干式除塵（滾筒式）方式：我們采用滾筒來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的功能主體，主要原因是滾筒的清掃效果好、效率高、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，安裝也十分方便，再配合鏈輪的動(dòng)力傳輸，所以運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將垃圾卷入垃圾箱，如圖3.1 圖3.1 在毛刷長(zhǎng)度的選擇上，應(yīng)為考慮到垃圾的相關(guān)參數(shù)，在參考一些的滾筒刷毛的長(zhǎng)度后，我們選擇刷毛的有效長(zhǎng)度為5cm，與地面干涉是2.5個(gè)cm這樣會(huì)有較大的壓力，產(chǎn)生較大的摩擦力確保能將垃圾掃起。 在滾筒圓周上均分這10排刷毛，在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)這些刷毛將交替的進(jìn)行清掃保證清掃質(zhì)量。10排刷毛是分別安裝的，刷毛基底為梯形長(zhǎng)條，裝在圓筒的梯形槽內(nèi)，保證不會(huì)在工作中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，這樣的安裝也給刷毛的更換帶來(lái)很大的方便。 綜合考慮除塵方式的潔凈度、效率、簡(jiǎn)單實(shí)用、環(huán)保因素以價(jià)格實(shí)惠的特點(diǎn)，采用干式除塵（滾筒式）方式是最合理的，所以本設(shè)計(jì)中洗滌方式主要采用干式除塵（滾筒式）洗滌。 2、壓縮垃圾方式分析： 1）曲柄搖桿方式：由于垃圾車的容量是有限的，考慮到有些情況下垃圾較多，而垃圾又是很松散的，這就需要壓縮，使掃地車可以連續(xù)清掃更大的范圍。并且該裝置能防止垃圾在入口處堆積。 我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮功能。將壓垃圾的擋板與連桿相連。這樣可以使壓縮時(shí)擋板按下面的軌跡運(yùn)動(dòng)，將下部的垃圾推走。當(dāng)需要壓縮時(shí)就只需將手柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，垃圾壓縮的過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了。 示意圖如圖3.2 圖3.2 2）液壓方式：采用機(jī)電液一體化技術(shù)，借助機(jī)一電一液聯(lián)合控制系統(tǒng)，通過(guò)車廂填裝器等專用裝置，實(shí)現(xiàn)垃圾壓縮功能，該方式作業(yè)比較適合大型垃圾壓縮裝填。 綜合考慮壓縮方式的合理性，采用曲柄搖桿方式是最合理的，所以本設(shè)計(jì)中洗滌方式主要采用曲柄搖桿方式壓縮垃圾。 3、升降方式分析： 當(dāng)掃地車不清掃而又需要將掃地車移動(dòng)時(shí)，就要求使?jié)L筒與地面脫離。很自然的，我們首先想到是讓滾筒相對(duì)于車體向上運(yùn)動(dòng)，但這樣會(huì)大大增加鏈傳動(dòng)及滾筒自身機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，且整體的穩(wěn)定性也將大打折扣。 使?jié)L筒升高還可選擇變化輪子的位置，由于滾筒和萬(wàn)向輪相距較近，而且移動(dòng)主輪會(huì)使動(dòng)力的穩(wěn)定性降低，這樣可以選擇液壓升降方式和萬(wàn)向輪升降2種方式，考慮到電動(dòng)手推式掃地車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹑成本低﹑合理性，所以我們選擇萬(wàn)向輪的升降來(lái)調(diào)節(jié)滾筒的高度。 4、離合方式分析： 1)牙嵌式離合器 牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，承載力較大，從功能上講基本上可以滿足使用要求。離合器的活動(dòng)端與固定端自然對(duì)正的幾率非常小，操縱時(shí)需要反復(fù)調(diào)整，很不方便。而且牙嵌式離合器工作行程長(zhǎng)，使得鏈輪與軸承的距離較遠(yuǎn)，所以會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩。 2)電磁離合器 由于考慮到實(shí)用性，用電磁式還要求有電源，蓄電池需要經(jīng)常充電很不方便，電磁離合器安裝精度要求很高，尤其是活動(dòng)端和固定端同軸度要求非常高，對(duì)加工和裝配都提出了很高的要求。 3)齒式離合器 齒式離合器與牙簽式離合器比較相似，不同的是齒式離合器的齒數(shù)可以根據(jù)情況自己設(shè)計(jì)，可以取較多齒數(shù)。齒式離合器承載能力很大，根據(jù)我們的使用要求，可以取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)，齒端面倒成尖角，這樣以來(lái)結(jié)合起來(lái)非常容易，操縱時(shí)不需要太多的調(diào)整。 綜合分析比較，我們最終選擇了齒式離合器，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，操縱方便，安全可靠。 因?yàn)槲覀兛刂齐x合的距離較遠(yuǎn)，就需要用鋼絲繩來(lái)控制，而鋼絲繩只能夠提供拉力，所以我們用一根彈簧提供離合器的回復(fù)力。如圖，滾筒需要工作時(shí)，離合器受彈簧壓力而嚙合，車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳給鏈輪，繼而使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒不需要工作時(shí)，掰動(dòng)手柄，則鋼絲繩使離合器分離，只需將手柄卡在此位置，則車運(yùn)動(dòng)時(shí)能保持滾筒不轉(zhuǎn)動(dòng)。 5、控制方式分析： 控制方式有電動(dòng)控制﹑汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制﹑人力控制3種方式，電動(dòng)控制簡(jiǎn)單實(shí)用，并且無(wú)污染可以節(jié)約人力，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制作業(yè)強(qiáng)度更高，但是會(huì)造成一定的污染，人力控制比較經(jīng)濟(jì)但是對(duì)人的體力消耗較大。 綜合考慮，該次電動(dòng)手推車掃地機(jī)采用電動(dòng)控制是最合理的。 綜上所述：本次電動(dòng)手推式掃地車采用干式除塵（滾筒式）方式﹢曲柄搖桿壓縮方式﹢萬(wàn)向輪升降方式﹢齒式離合方式﹢電動(dòng)控制方式組合。 4傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置圖如圖4.1 圖4.1 4.1電動(dòng)手推式掃地車的機(jī)相參數(shù) 電動(dòng)手推車滿載 M=150KG 滑動(dòng)摩擦系數(shù)W=0.06 靜摩擦系數(shù)μ=0.2 滾筒運(yùn)動(dòng)速度V=1.5m/s 滾筒最大直徑D=150 mm F為滾筒與地面的摩擦力 N=MG=1500N F1=0.5NW=750×0.06=45N F2=0.5Nμ=750×0.2=150N 4.2減速裝置的選擇 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、V帶、工作機(jī)組成。 選用V帶傳動(dòng)，可以減少成本，并且可以達(dá)到傳動(dòng)效果。 4.3電動(dòng)機(jī)的選擇 1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不便，故不選用。生產(chǎn)單位一般用三相交流電源。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類。異步電動(dòng)機(jī)有籠型和繞線性。其中普通籠型異步電動(dòng)應(yīng)用最多。 綜上要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓12V。 2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量 有電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為： 分別是滾動(dòng)軸承、帶傳動(dòng)和滾筒軸的傳動(dòng)效率 滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率（每對(duì)），其范圍是0.97-0.99，此處取0.98。 帶輪的傳動(dòng)效率為0.99。 滾筒的傳動(dòng)效率，其范圍是0.94-0.97，由于工作條件比較差，此處取0.94。 代入各數(shù)據(jù): 所以 滾筒在200轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)可以取得較好的效果 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為 綜上所述選擇電機(jī)如下圖： 電機(jī)的外形圖 技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 電壓 無(wú)負(fù)荷 最大效率點(diǎn) 堵轉(zhuǎn) V 轉(zhuǎn)速 電流 轉(zhuǎn)速 電流 轉(zhuǎn)距 功率 轉(zhuǎn)距 r/min A r/min A Kg.cm W Kg.cm GA16Y050-30 12.0 400 0.06 330 0.17 0.2 0.7 1.0 GA16Y050-50 12.0 235 0.06 185 0.17 0.4 0.8 1.6 GA16Y050-100 6.0 115 0.09 92 0.27 0.7 0.6 2.8 GA16Y050-150 6.0 78 0.09 65 0.24 0.8 0.5 3.5 GA16Y050-200 6.0 58 0.09 46 0.3 1.2 0.6 4.5 GA16Y050-250 2.4 24 0.09 11 0.44 2.5 0.3 3.8 綜合選擇GA16Y050-30電機(jī)，參數(shù)見(jiàn)上表。 4.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為GA16Y050-30 1、 總傳動(dòng)比 2、 分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 初選v帶的傳動(dòng)比。 4.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、計(jì)算轉(zhuǎn)速 2、 計(jì)算輸入功率 滾筒軸 3、 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 輸入轉(zhuǎn)矩 卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理與下 軸名 效率P(W) 轉(zhuǎn)矩T(N*m) 轉(zhuǎn)速 n（r/min） 輸入 輸出 輸入 輸出 電機(jī)軸 0.076 16.71 400 滾筒軸 0.07144 0.05812 31.41 30.78 200 5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 v帶的計(jì)算 1、　確定計(jì)算功率 查課本表8-7得： ,式中為工作情況系數(shù)， 為傳遞的額定功率,既電機(jī)的額定功率。 2、　選擇v帶型號(hào) 根據(jù)，,查課本表8-10選用帶型為Z型帶。 3、　選取帶輪基準(zhǔn)直徑 查課本表8-6和表8-8得小帶輪基準(zhǔn)直徑，則大帶輪基準(zhǔn)直徑。 4、　驗(yàn)算帶速v 　　 5、　確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由于,所以初步選取中心距a：，初定中心距，所以帶長(zhǎng), =.查課本表8-2選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度得實(shí)際中心距 6、驗(yàn)算小帶輪包角 ，包角合適。 7、確定v帶根數(shù)z 因，帶轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。 查課本表8-4a得。 根據(jù)，傳動(dòng)比和Z型帶，查表8-4b得。 查課本表8-5得=0.926,表8-2得，于是 故選Z=2帶。 8、計(jì)算預(yù)緊力 查課本表8-3可得,故: 單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力為 9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力 利用公式8-24可得: 10、圓整 查課本表8-8大帶輪的基準(zhǔn)直徑100mm，則。 5.2主要部件（主軸）的強(qiáng)度校核 軸受力圖如圖5.1 圖5.1 因?yàn)檐囕喓洼S承距離很小,實(shí)際受力情況可以簡(jiǎn)化成 受力圖如下: 彎矩最大值M,和扭矩最大值T都出現(xiàn)在帶輪所在截面,此截面為危險(xiǎn)截面,取此截面直徑d=40mm.帶輪半徑R=100mm,所收拉力F2不大于100N,現(xiàn)取F2=100,據(jù)此有M<100x0.3=30Nm,T=F2xR=10Nm 綜上所述，校核危險(xiǎn)截面B、C，根據(jù)式（15-5）及商標(biāo)所給數(shù)據(jù)，并取a=0.6 其中 d=40mm, b=60mm, t=5mm 代入數(shù)據(jù)得W=10961mm 所以39.528 MPa 得σ=39.528Mpa,小于45號(hào)鋼的許用應(yīng)力[σ]=60Mpa. 5.3整車的尺寸 整車的尺寸我們參照了相關(guān)的垃圾小車，并且考慮到清掃的實(shí)際需要，車體我們?cè)O(shè)置為，長(zhǎng)×寬×高：1×0.785×0.5米，這樣整車的容積有90L既可以滿足實(shí)際需要又使得整車比較緊湊。車前部設(shè)計(jì)成有傾角，方便垃圾的傾倒，而且還使小車更加美觀。 因車的重心在車的中部，我們將主輪放在此位置，使的車主要的重力落在主輪上，一方面可以增加車輪的摩擦力，防止車輪打滑。另一方面可以使萬(wàn)向輪上的受力很小，這樣萬(wàn)向輪的升降就容易得多。 萬(wàn)向輪升降使得滾筒離地有5cm，保證車行走的一般的路面上不會(huì)碰到地面。 5.4小車的清掃和移動(dòng) 清掃 小車的主要功能就是清掃垃圾，如圖，小車在工作時(shí)將控制手柄置入工作檔，此時(shí)滾筒與地面接觸，人推小車前進(jìn)主輪帶動(dòng)滾筒做快速旋轉(zhuǎn)將垃圾掃入車內(nèi)，達(dá)到清掃的目的。 考慮到一些特殊的情況，有些地方難以完全清掃干凈，我們?cè)谲嚨暮竺嬖O(shè)置有一工具箱，可以處理一些特殊的情況。這樣使小車的適應(yīng)性也更廣，方便操作者。 移動(dòng) 當(dāng)小車需要移動(dòng)時(shí)，這時(shí)不需要清掃，需要將滾筒離地并且使它停止旋轉(zhuǎn)，這樣使小車能夠輕松的移動(dòng)，如圖5.2所示，當(dāng)操作者將手柄松開(kāi)然后踩腳踏板可以將滾筒離地到想要的位置。然后將手柄夾緊，并且關(guān)閉電機(jī)，這時(shí)滾筒不再旋轉(zhuǎn),而且萬(wàn)向輪也立起使?jié)L筒離地，這樣操作者就能十分輕松的移動(dòng)小車了。 圖5.2 5.5電動(dòng)手推式掃地車?yán)謇砉δ茉O(shè)計(jì) 車門設(shè)計(jì) 車門上面采用2個(gè)銷連接車門與車箱如圖5.3 圖5.3 電動(dòng)掃地車清掃完垃圾后，就涉及到垃圾處理的問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)，采用如圖5.4機(jī)構(gòu)，當(dāng)要到垃圾時(shí)候，踩腳踏板車門便彈出來(lái)，然后進(jìn)行垃圾清理功能。當(dāng)垃圾清理完畢后，直接推動(dòng)車門，如圖5.4機(jī)構(gòu)上的楔形快受力壓縮彈簧，便會(huì)往下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車門上的楔形快與鎖緊楔形塊如圖5.4接觸時(shí)，彈簧自動(dòng)伸長(zhǎng)，然后鎖緊。 圖5.4 5.6電動(dòng)手推式掃地車?yán)鴫嚎s功能設(shè)計(jì) 電動(dòng)手推式掃地車清掃垃圾后，垃圾儲(chǔ)存是一個(gè)問(wèn)題，針對(duì)該問(wèn)題本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮功能。將壓垃圾的擋板與連桿相連。這樣可以使壓縮時(shí)擋板按下面的軌跡運(yùn)動(dòng)，將下部的垃圾推走。當(dāng)需要壓縮時(shí)就只需將手柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，垃圾壓縮的過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了。 功能圖如圖3.2，結(jié)構(gòu)圖如圖5.5 圖5.5 5.7電動(dòng)手推式掃地車制動(dòng)功能設(shè)計(jì) 電動(dòng)手推式掃地