基于UG的新型雨天地面落葉清掃車設計

肖林峰，彭才望，譚興斌，張秀菱，劉鑫，許明旺

（湖南農(nóng)業(yè)大學工學院，湖南長沙410128）

基于UG的新型雨天地面落葉清掃車設計

肖林峰，彭才望，譚興斌，張秀菱，劉鑫，許明旺

（湖南農(nóng)業(yè)大學工學院，湖南長沙410128）

目前，校園、公園以及生活小區(qū)綠化植物覆蓋面積大，落葉難以清掃。尤其是雨天后，地面落葉清掃效率低、勞動強度大。文章針對雨天地面落葉難以清掃的現(xiàn)狀，基于UG三維軟件設計一種微型雨天地面落葉清掃車。基于UG軟件運動/動力學仿真表明：該清掃車結構設計合理、運動部件無干涉現(xiàn)象。文章設計的微型雨天地面落葉清掃車結構合理、使用方便、針對性強，具有一定的可行性和實際應用價值。

雨天；地面落葉；清掃車；設計

隨著人們對生活質(zhì)量要求的提高，校園、公園以及生活小區(qū)等地方的綠化植物覆蓋面積在不斷擴增。綠化植物覆蓋面積增加的同時，也帶來植被落葉難以清掃的問題，尤其是雨天后的地面落葉難以清掃。目前，針對地面落葉和雜質(zhì)的清掃，清掃車清掃裝置主要包括盤刷裝置、滾刷裝置以及吸塵裝置等附件構成。另外，市場上出現(xiàn)的清掃裝置主要存在體積大、成本偏高等方面的缺點。而且，市場上已有的清掃裝置基本定型，尤其是雨天地面落葉清掃裝置存在一定的空白。環(huán)衛(wèi)工人依靠傳統(tǒng)的掃帚對雨天地面落葉進行清掃，勞動強度大，效率低。wenz根據(jù)雨天地面落葉難以清掃的現(xiàn)狀，基于UG三維軟件設計一種適用于校園、公園以及生活小區(qū)等綠化植物覆蓋較多地方的微型雨天地面落葉清掃車，將大大提高清掃效率。

1 工作原理

文章基于UG三維軟件設計的微型雨天地面落葉清掃車，如圖1所示。整車的清掃裝置部分采用電力驅動，屬于純電動作業(yè)，無噪聲、無污染。整車結構以手推嬰兒車為設計雛形，體積小，作業(yè)區(qū)域范圍廣。后輪轉向，操作靈活簡單。環(huán)衛(wèi)人員站立于車后方位置推動車把手，前方車頭裝有清掃刷，清掃刷由電機驅動，實現(xiàn)落葉清掃動作。整車行走裝置采用人力作為清掃車工作的動力源，清掃車內(nèi)部配有蓄電池，為清掃車前端的清掃滾刷提供清掃動力。采用該微型雨天地面落葉清掃車工作時，環(huán)衛(wèi)作業(yè)人員開啟前置電機和后置電機的啟動電源。清掃車在清掃前進過程中，后輪控制轉向。地面沾濕落葉被清掃刷掃到落葉去濕機構上面，對落葉進行去濕處理。類風車式耙機構將去濕后的落葉傳送到后置電機驅動的傳送帶上，由傳送帶將落葉傳送至車尾的落葉收集箱。文章基于UG三維軟件設計的微型雨天地面落葉清掃車清掃的運動軌跡如圖2所示。環(huán)衛(wèi)作業(yè)人員根據(jù)清掃情況適時處理落葉收集箱中的落葉，方便快捷，易操作。

圖1 微型雨天地面落葉清掃車

圖2 清掃落葉的運動軌跡圖

2 主要結構設計

文章設計的微型雨天地面落葉清掃車整車結構主要由地面沾濕落葉清掃裝置、地面沾濕落葉去濕裝置、沾濕落葉傳送回收裝置、電控裝置及控制裝置等部件構成，結構如圖3所示。

圖3 微型雨天地面落葉清掃車結構圖

3 UG三維建模與優(yōu)化

根據(jù)微型雨天地面落葉清掃車的工作原理和設計結構，文章基于UG三維軟件初次建立該微型雨天地面落葉清掃車的三維虛擬模型，如圖4所示。為進一步提高雨天地面落葉清掃效果，針對原清掃車設計模型進行了優(yōu)化結構改進設計（如圖5所示），包括：①遮雨裝置伸縮式；②車體內(nèi)部輸送帶表面階梯式，防滑，提高落葉傳送效率；③車體前端加裝清掃盤，且高度和角度可調(diào)，提高落葉收集效率。該微型雨天地面落葉清掃車的UG三維模型經(jīng)運動/動力學仿真運動后，各部件工作運行時沒有出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，結構尺寸設計合理。UG建模與運動仿真分析，為該微型雨天地面落葉清掃車樣機的設計、研制提供了切實可行的理論依據(jù)。

圖4 微型雨天地面落葉清掃車三維結構圖

圖5 結構優(yōu)化設計圖

4 結語

文章基于UG三維軟件設計的微型雨天地面落葉清掃車主要由清掃裝置、沾濕落葉去濕裝置、傳送回收裝置以及行走裝置等構成，整車結構仿真運動無干涉現(xiàn)象表明：結構設計合理、功能完善。該微型雨天地面落葉清掃車中間設計過濾去濕的網(wǎng)狀機構，具有針對性強的特點，適合校園、公園以及生活小區(qū)綠化植物較多的場所；以傳送帶和收集箱后置的方式實現(xiàn)沾濕落葉收集回收的過程，在一定程度上較大減輕了環(huán)衛(wèi)工人在雨后清掃地面落葉的勞動強度，且工作效率得到有效提高。

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The Design of Micro Sweeper for ground leaves of Rainy day Based on UG

XIAO Lin-feng，PENG Cai-wang，TAN Xing-bin，ZHANG Xiu-ling，LIU Xin，XU Ming-wang
（College of Engineering，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

At present，deciduous leaves are difficult to clean in campus，parks and residential districts because of the large cover area of green plants.Especially after the rain，the efficiency is too low to clean the leaves and the intensity of labor is too big. Aiming at the difficulties in cleaning the deciduous leaves after the rain，this paper designs a miniature road sweeper that works in rainy days based on UG.It is consist of cleaning up device，dehumidification device,transmission and recycling device and so on. Based on UG shows that this sweeper has a reasonable structure whose moving parts don't interfere each other.As introduced in this paper，the sweeper is reasonable in structure，convenient for use and with strong pertinence.To some extent，it has feasibility and practical value.

rainy days；the ground leaves；sweeper；design

U469.691

A

2095-980X（2017）03-0070-02

2017-02-15

2016年國家級大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目——（G）SCX1612；2016年湖南農(nóng)業(yè)大學湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目——SCX1612；2016年湖南農(nóng)業(yè)大學大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目——XCX16044。

肖林峰（1995-），男，大學本科。

彭才望（1988-），男，講師，主要研究方向：農(nóng)機車輛機電一體化。