小型手扶式除雪機的研究與設計

王宏達 王波 張松 張濤 齊秀彪 苑忠英

(遼寧科技學院機械工程學院，遼寧 本溪 117004)

一、引言

我國疆域遼闊，南北氣候差距巨大，其中冬季北方天氣寒冷且伴隨大量降雪。降雪堆積在路面致使路面濕滑泥濘。若積雪未及時掃除，白天陽光直射導致積雪融化成水，而夜晚氣溫驟降，積雪融化的水又結成冰，此時道路會被一層冰覆蓋，常常會引起一些出行、運輸上的問題。大雪過后，環衛人員主要清理主干道等主要路面上的積雪，而對于一些學校里、小區或公園內的大型除雪車輛無法行使的小型路面難以及時清掃，導致路面結冰，過往的行人十分危險。到目前為止，我國仍依靠人力用鐵鍬和掃帚等工具將積雪清理較窄路面，清雪效率較低。因此，我們設計一種針對小型路面除雪的小型機械，既有效提高積雪的清掃效率，又達到降低除雪者勞動強度、環保節能目的。

本文通過查閱相關資料，針對小區、學校等這樣的有限的作業空間，進行了小型手扶式除雪機的設計和研究，并根據設計方案，制作了除雪機的結構模型。

二、總體方案設計

本次除雪機主要的是由集雪、送雪、掃雪三個模塊組成。設計方案的主要是機械和電氣控制兩大部分，整體結構如圖1所示。

（一）工作原理

本除雪機底部放置小車底盤，帶動除雪鏟清理地面積雪并將積雪送到傳送帶上，同時傳送帶將收集的積雪送至道路一旁。在清雪的過程中，位于送雪傳送帶下方的掃雪毛刷將地面剩余積雪清除，完成積雪清掃作業，除雪機動作過程如圖2所示。

（二）機械結構部分

(1)小車底盤

為了提高掃雪的效率，減輕環衛工人勞動強度，便于積雪清理，本次設計的除雪機底部安裝小車底盤，在除雪過程中承載了除雪部分和傳動部分以及控制部分的各種部件。作為工作平臺，小車底盤需要結實耐用，能應對各種惡劣環境且加工簡單。故本次除雪機采用焊接工藝制作底盤，工藝相對簡單，成本低等。

(2)除雪裝置

在除雪機前方安置除雪鏟作為除雪裝置，將地面大量積雪收起，并借助慣性將雪送到下一步工序，除雪鏟離地面仍留有一定距離來保證不損傷地面，仍留有的積雪由掃雪毛刷清理。

(3)傳送裝置

為解決在除雪裝置運行時將收集的積雪堆積在小車除雪鏟后方這一問題，在除雪裝置后方設置傳送帶[1]送雪裝置，傳送帶可以選擇傳送方向來決定將雪放置在道路的哪一邊，適用于不同方向的路面清掃，極大地提高了使用靈活性，提高適用范圍。

(4)掃雪裝置

由于除雪裝置和地面留有一定間隙，所以地面仍留有一定量的積雪。故在傳送帶下方設置由皮帶毛刷構成的掃雪裝置。該掃雪裝置和傳送帶運行方向相反，以此保證積雪清理方向一致。

（三）動力部分

本次設計的動力部分要求是適合戶外工作、能正反轉控制等，故采用直流電機[2]作為動力源進行驅動，利用其可移動的特性以及較高的操作性等特點。通過對直流電機的正反轉控制，實現各機械部件的運動。

三、結論

本次設計的除雪機機具有結構簡單、體積小、使用靈活、操作簡單等特點，特別適用于在小區等有狹窄道路內工作，通過皮帶和毛刷共同作用，利用機電結合的方式，降低了冬季除雪人員的勞動強度，大大提高了除雪的效率。