基于UG的新型草地落葉清掃車設計

李帥，彭才望，黃棟，胡加偉

（湖南農業大學東方科技學院，湖南長沙410128）

基于UG的新型草地落葉清掃車設計

李帥，彭才望，黃棟，胡加偉

（湖南農業大學東方科技學院，湖南長沙410128）

針對草地落葉難以清掃的現狀，基于UG軟件設計一種新型的草地落葉清掃車。該草地落葉清掃車主要由清掃滾刷、間隙式鏟、類風車式耙、傳送帶、收集箱和電機等部件組成。人工推動作為前進動力，電機驅動清掃滾刷及傳送皮帶等裝置，實現草地落葉清掃和回收等功能集成化的效果。該清掃車具有操作簡單、節能環保、針對性強的特點。

清掃車；落葉；草地

隨著現代化城市綠化水平的不斷提高，城市綠化的植被數量不斷增多。學校、公園等地方因季節、氣候、植物本身等原因而產生的大量落葉覆蓋在草地上，不僅影響草地表面的美觀，而且影響草地植被的生長。傳統的落葉清掃作業主要通過人力手工完成，一方面，費時費力，增加環衛工作者的勞動強度；另一方面，現有的清掃車存在體積大、成本高、排放高、噪聲大等缺點。因此，文章基于UG三維軟件設計的一種小型草地落葉清掃車，由人力推動作為動力源，清掃滾刷和傳送回收等部件由電機驅動。另外，設計的間隙式鏟結構能有效從草叢根部鏟起夾雜的落葉，具有一定的創新性。通過UG軟件仿真結果表明：文章設計的草地落葉清掃車具有結構設計合理、運動機構無干涉，在草地落葉清掃收集方面具有一定的應用價值。

1 整車結構及工作原理設計

文章基于UG設計的草地落葉清掃車整體結構以手推車作為雛形，整體結構包括：草地清掃機構、草地落葉傳送回收機構及其他附件裝置，如圖1所示。該草地落葉清掃車后輪采用萬向輪，可靈活改變行駛方向。草地落葉清掃車前端底部安裝前輪，前輪高度設計可調，以適應不同長勢高度的草地，同時起到支承清掃滾刷和清掃車前行的作用。人力推動該小型清掃車前進運動，電機驅動清掃滾刷旋轉以實現草地上的落葉清掃。傳送回收機構由張緊輪和皮帶傳遞動力，實現落葉從清掃間隙式鏟到傳送帶和落葉收集箱。清掃滾刷采用耐磨塑料，硬度和韌性高，呈人字形交錯布置在清掃滾軸上。整車清掃過程無間斷，無死角，適應性強。清掃車后端設有推把手和電控裝置，控制清掃滾刷軸的轉速，使用方便。該草地落葉清掃車的設計無噪聲、節能環保。尤其針對草地上的落葉能夠有效清掃和連續工作。

圖1 草地落葉清掃車

2 主要結構設計

文章設計的新型草地落葉清掃車主要由草地落葉清掃機構、草地落葉傳送回收機構以及其他附件組成，如圖2所示。

圖2 草地落葉清掃車結構示意圖

3 三維實體建模與仿真

UG軟件具有強大的參數化設計能力，建模功能豐富，機械設計建模被廣泛采用。根據以上分析與設計，確定草地落葉清掃車各結構參數，選擇采用UG軟件建立草地落葉清掃車的三維實體模型，如圖3所示。根據各零件之間的幾何關系和自由度約束，選擇適當的鏈接類型完成模型的裝配，然后導入UG運動/動力學仿真以及干涉檢查，確保所設計的草地落葉清掃車各零部件設計合理與裝配合理。仿真結果表明：所設計的草地落葉清掃車相關零部件參數符合設計要求，各零部件之間的運動不存在干涉現象，能夠實現清掃動作，為草地落葉清掃車的設計提供了切實可行的設計參考。

圖3 草地落葉清掃車三維圖

4 結語

校園、公園和小區等草地綠化較好的區域，容易堆積落葉。傳統落葉清掃方式難以徹底完成清掃工作。文章設計的小型草地落葉清掃車，整車由人力推動前進，采用鞋刷形狀的旋轉滾刷，旋轉滾刷由電機驅動，清掃夾在草地間的落葉；清掃車前端底部采用間隙式鏟結構，有利于清掃夾在草叢根部的落葉，配合旋轉滾刷工作，效果明顯；前輪高度可調設計，將有利于在不同高度的草叢中通過，適應性強；前端清掃機構的中間過渡區域設計的類風車式耙結構具有一定的創新性，有利于高效傳送回收落葉；機構采用張緊輪和傳送皮帶等裝置，將清掃收集后的落葉連續送入收集箱。文章設計的草地落葉清掃車結構合理，操作簡單，尤其針對草地上的落葉清掃效果明顯，工作過程連續，具有可行性和實際應用價值。

［1］杜木偉,韓屹麗,劉晨敏.我國路面清掃車技術現狀與發展趨勢［J］.工程機械，2013，（2）：65-67．

［2］趙麗.道路清掃車工作裝置結構的改進［J］.機械工程與自動化，2015，6（3）：198-199.

［3］許禮鴻.吸掃式路面清掃車使用效能影響因素分析［J］.公路與汽運，2005，19（2）：116-117．

［4］魏崇斌，王文靜，王海紅，等.新型清掃車的設計［J］機械工程師，2006，（4）：135.

［5］王琳.一種多功能清掃裝置機械結構設計與研究［J］.機械工程師，2013，（8）：54-56．

［6］宋永剛，姚莉娜.高等級公路清掃車盤刷性能與技術研究［J］.公路學院學報，2012，15（1）：66-71.

The Design of a New-type of Grass Leaves Sweeper Based on UG

LI Shuai，PENG Cai-wang，HUANG Dong，HU Jia-wei
（Orient Science&Technology College，Human Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

In view of the situation of grass leaves are difficult to clean，based on the UG software to design a new type of grass leaves sweeper.The grass leaves the sweeper is mainly composed of cleaning roller，clearance type shovel，the windmill rake，conveyor belt，boxes and motor parts，etc.Artificial push as motivation，motor drive cleaning roller and transmitting device，the leather belt helps realize the grass leaves cleaning and recycling，and other functions integrated effect.The sweeper has the characteristics of simple operation，energy conservation，environmental protection and to the point.

sweeper；grass leaves；grass land

TH69

A

2095-980X（2017）03-0096-01

2017-02-15

2016年院級“大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目。

李帥，男，湖南長沙人，大學本科。

彭才望（1988-），男，講師，主要研究方向：農機車輛機電一體化。