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1、工业设计毕业论文 学 士 学 位 论 文题 目： 学 生： 011 系 别：专 业： 工业设计 班 级： 学 号： 指导老师： 职 称： 完成日期： 2010-6 摘 要摘要：根据新华网北京1月15日电，2009年我国的汽车产销量突破1000万辆，首次超越美国，成为世界第一。去年我国万公里，继续居世界第二位，但是与我国公路交通迅猛发展相形见绌的是我们严重落后的公路养护设备，而且按照我国2005年公布的高速公路网发展规划，到2020年，基本建成国家高速公路网，届时，我国高速公路通车总里程将达10万公里。如果说修路好比打攻城，那么养护就好比是守城，前方不停的攻后面却不停的失守那就等于白攻，所以养护

2、已经修好的路是我们国家未来几十年交通发展的重要任务，而交通是影响经济发展的重要因素。修一条路不容易，所以需要我们精心的养护才行，但是以我们现在道路养护设备的发展情况如何应对未来20年，50年甚至100年后的发展？所以研究道路养护设备具有非常深远的战略意义和经济前景。关键词：高速路， 经济发展因素， 道路养护设备Abstract: according to Beijing on January 15, 2009 - Chinas automobile production reached 10 million cars, the United States and become the firs

3、t beyond the first. Chinese New Year, new highways 6433 kilometer highways traffic total mileage reaches 6.03 million kilometers, ranking second in the world, but with Chinas rapid development of expressway traffic is our serious backward highway maintenance equipment in China, and published in 2005

4、, according to the high-speed network development planning, by 2020, the basic national highway network, when completed, the national highway traffic total mileage will reach 10 million kilometers. If the roads like playing siege, maintenance is like a protection ahead constantly, it fell behind the

5、 attack that is white, so the road has been repaired maintenance is our country in the coming decades of development, and the traffic is an important task that affects economic development is the important factor. To build a road is not easy, so we need to elaborate the maintenance, but we now road

6、maintenance equipment development situation of how to deal with the next 20 years, 50 years or even 100 years of development? So the road maintenance equipment has great strategic significance and economic prospects. Key words: highway economic development factor road maintenance equipment2.3 清扫车分类

7、52.5 清扫车工作原理 72.6 国内清扫车与国际水平存在的差距 82.7 未来清扫车发展方向103.6 方案确定164.3 内饰材质设计225.2 产品工程图展示26第六章 结语 28第一章 绪论前言根据我国交通部提供的信息，截至2008年底，我国公路通车总里程达到373.02万公里，比新我国成立初期的8万公里增长了45倍；其中，高速公路里程达60302公里，居世界第二位；一级公路54216公里；全国农村公路通车里程312.5万公里。于此同时国家不断加大城市化的进程，许多新兴的中小城市正在崛起，城市化规模不断扩大，同时随着我国公路里程的不断增加，路面清洁养护已经越来越重要。随着我国综合经济

8、实力的不断发展以及劳动力成本的不断提高，路面清扫车的市场前景日渐看好，路面保洁采用路面清扫车作业已经成为一种趋势。路面清扫车在我国经济发达的东部沿海地区已被广泛使用，目前正在向中西部地区扩展，可以这样说，路面保洁工作从人力向机械化转变的时代已经到来。道路清洁是公路养护当中非常重要的一部分。但是我国的道路清洁设备发展比较落后，设备存在很多不完善的地方。国内自主研发的道路清扫车在设计中存在很多不足，进口的清洁设备价设计比较成熟，但是价格又偏高，从整个交通后勤产业长远的发展来看，研究设计属于拥有自主知识产权和符合我们国内环境和路况的清扫车非常有前途和必要。路面清扫车作为环卫设备之一，是一种集路面清扫

9、、垃圾回收和运输为一体的新型高效清扫设备。可广泛立用于干线公路，市政以及机场道面、城市住宅区、公园等道路清扫。路面清扫车不但可以清扫垃圾，而且还可以对道路上的空气介质进行除尘净化，既保证了道路的美观，维护了环境的卫生，维持了路面的良好工作状况，有减少和预防了交通事故的发生以及进一步延长了路面的使用寿命。目前在国内利用路面清扫车进行路面养护已经成为一种潮流。国内清扫车企业概况我国从20世纪60年代研制生产路面清扫车，至今已有40年的生产历史。但相对于国外发达国家，我国路面清扫车不管从销量规模、技术水平、清扫效果等方面都存在一定的差距。目前我国生产路面清扫车的企业大概有30余家。从产销量和技术实力

10、上看，中联重科中标事业部(原长沙中标实业)，天津扫地王专用汽车，扬州盛达特种车(原江苏省江扬集团特种车辆厂)和北京爱清清扫车制造等厂家处于行业的领先位置。清扫车的市场前景 随着道路里程的不断增加、人流车流的增大，道路垃圾越来越多，用人力清扫、转移已很难完成。实现机械化养护已经成为一种必然，路面清扫车能扫能运，作业方便，清扫效率高，除尘效果好，故路面清扫车的需求呈现一个快速的增长态势。随着我国高速公路的飞速发展，“五纵七横”为主骨架的公路网的相继完成，我国高速公路通车总里程将在2010年位居世界第二。高速公路的发展为重型车辆成为公路运输的主要车种带来了良好的发展机遇。同时也为大型高速公路清障车、

11、路面养护车、路面清扫车、救援拖车等专用车辆提供了良好的发展空间。清扫车市场前景的预测如下：从近几年的产品的销量就可以看出路面清扫车的市场发展潜力巨大。有资料显示，在北京、上海、广州和深圳等大中城市，路面清扫车的保有量在300-500台。我国共有高速公路里程约8640公里，到2010年将达到约15650公里，按保守估计平均每百公里需2-3台清扫车，市场前景非常广阔从表1可以看出：2000年行业总销售量为513台，而到了2004年销量就猛增到了1288台，2005年销量就增到了1780台。2000年-2009年销售量与预测见表1: 表1 2000年2009年销售量与预测年份200020012002

12、2003200420052006200720082009销售量预测（台） 513621781986128817802200260033003200通过表1可以看到国内清扫车的市场的诱人前景，面对未来国内清扫车市场的这份大蛋糕，我们相信没有任何一个人中国人希望这份大蛋糕让国外的清洁设备企业像几百年前八国联军瓜分圆明园的珍宝一样把它瓜分了，我们也相信没有哪个清洁工人愿意驾驶整个操作界面都是英语或者德语的清扫车，所以我们有责任，有义务，也有必要为我们国内的道路设计一款我们国人喜欢驾驶，容易操作的优秀的道路清扫车，也让国外的同行知道中国不仅仅是制造大国，更是一个集设计与制造的强国。长期以来，由于我们国

13、家的工程机械发展比较落后，所以往往比较重视机械的实际使用效用和生产成本，但是对机械的易用性，宜人性的考虑往往不足，但是随着我国国民经济水平的提高，人们越来越重视各种工具，设备在使用中人的因素，这不仅仅是一个国家经济的进步，也是一个国家文明的进步，也是一个国家工业的进步，所以提高清扫车的宜人性是设计的首要目的，具有非常高的人文意义。第二章 设计调研国内清扫车概况 国内清扫车的发展经历过程如下：第一阶段：20世纪60年代我国研制出纯扫式清扫车，因纯扫式清扫车有性能差、质量差、外观差，清扫效果差等缺陷，加之又受限于当时我国的体制和当时城市环卫部门的经济状况，故只有少数大城市使用纯扫式清扫车。直至20

14、世纪80年代末，建设部长沙建设机械研究院设计出我国第一台吸扫式清扫车。它以其纯扫式清扫车无可比拼的优势，进入我国的大中城市。现在，在我国清扫车市场中，吸扫式清扫车占有率为95%以上。第二阶段：20世纪末是我国清扫车发展最快的阶段，清扫车的使用不但从大中城市扩展到小城市，高速公路，而且不少企业、居民小区也采用清扫车进行路面清扫。市场需求的迅速膨胀，各种类型和各种规格的吸扫式清扫车不断涌现。目前，我国清扫车多数为2t8t汽车将底盘改装而来，这种清扫车转场速度快，适合于大面积、远距离清扫，常用于城市主干道、城乡结合部、高速公路的路面清扫作业。近年来，随着清扫车市场的扩大，对清扫车的用户需求也在发生变

15、化，中小全液压清扫车采用单台发动机传动，油耗低；行驶无级变速，清扫效果好，清扫效率高；驾驶室视野好等优点，备受用户青睐，特别是非城市街道和非公路清扫车用户。不少清扫车生产企业也开发了专用底盘的中小型全液压清扫车，多种规格的中小型全液压清扫车投放了市场。第三阶段：2000年以后国内路面清扫市场开始呈现快速发展的态势。长沙中标公司、天津扫地王公司等专业生产厂家，均获得了较好的发展势头。随之而来，常林股份、三一重工股份等其它企业也开始进入路面清扫车的研发和生产，并取得了较好的发展。目前，国产路面清扫车的品种规格、使用性能能基本满足国内的需求，产品规格从2t到8t。但是与国外相比，中小型清扫车的种类偏

16、少，大型产品所占比例偏大，产品品种覆盖面比较窄，产量也较低。2.国内目前清扫车的主要的新品及其特点 (1)烟台湾德专用汽车厂研制生产YHD5050TSL型清扫车。该车适用于城市街道、广场、机场、码头、公园等。该车不采用汽车底盘，用一台发动机驱动串联泵组合完成行走驱动、风机、扫刷、水泵运转、液压转向及各工作液压缸伸缩的全部作业动力。全部动力由液压传动，因而整车结构紧凑，传动效率高，维护简单，操作方便。(2)三一重工于2003年研发的15吨级高速公路清扫车(SY5140TSL)分利用了清华大学的流体仿真软硬件资源，先进的数字化设计手段为确保产品关键技术吸扫风场确立先进性和可靠性，提供了技术可靠保障

17、。(3)山西研发成功的拖式清扫车。该车通过在瑞典产博德威清扫车上加装工作机构，将前输送带向右旋转50o，在清扫的同时将雪直接从右侧倾倒出去。机构工作原理是在原运输带拖架处加装一旋转轴，达到旋转目的。清扫车正常作业时生产效率与清扫车同步，该机构国内尚属首创，解决了除雪时需频繁卸车的难题。(4)山东的快洁清扫车。利用三轮摩托车机械传动机械的快洁清扫车包括三轮摩托车的传统机构。三轮摩托车的后部为清扫车的箱体，该箱体内为上、下两层，上层箱体内由水箱、工具箱和储尘 箱组成，下层箱体两侧分别为储尘箱，三轮摩托车后轮轴上固定有清扫装置，轴杆上固定有吸尘装置，清扫装置与吸尘装置均与三轮摩托车的传统机构相接。

18、(5)香港英达科技有公司提供的产自FAUN的AK461道路清扫车。AK461属于空气循环清扫车，它采用汽车主发动机或辅助发动机提供的动力，通过液压驱动系统完成路清扫车作业。AK461型清扫车的再循环空气系统非常有效,它的再循环空气系统能不断地把空气从废料仓输送到吸管里，仅有很少量的经过多次过滤的空气回到大气中来。因此散发出的扬尘可忽略不计。可通过给循环空气加水的办法来减少其中的含尘量；同时，水还可循环利用来冲洗路面。国外清扫车概况早在20世纪80年代中期,随着国外公路的修建速度趋于平缓，公路养护工作在国外已提到格外重要的位置,例如美国每年要花费150亿美元维护本国400万千米的公路网；法国国营

19、及A级道路中国道共29700km，用于国道养护的机械、车辆就达6万多台。为适应养护工作需要,国外工业发达的国家开始将大量的资本和开发能力投向养护机械的研制生产,从而使国外养护机械得到了迅速发展。清扫车的造型设计也是千奇百态，各具特色,大型、中型、小型清扫车的造型设计都得到了快速稳定的发展。 清扫车分类：按除尘方式分：湿式和干式湿式：靠喷水进行压尘，使排风口不扬灰尘，该类清扫车使用过程中不能没有水。如英国扫街皇SK2020、大都会M4000、中标ZLJ5150TSL及金鸽JT5141TSL等均属于湿式清扫车。干式：靠过滤器进行除尘，是排风口不扬灰尘，该类清扫车使用过程中腰避免水的吸入。如美国林肯

20、3366XP、中标SHZ12等均属于干式清扫车。.按垃圾进入集尘箱的方式分：扫入式和吸入式纯扫式：垃圾直接由扫刷扫入集尘箱内吸入式：通过风机使集尘箱内产生400-600毫米水柱的真空度，垃圾由贴近地面的吸嘴经吸管被吸入集尘箱内。国内大部分清扫车采用旋转扫刷集中垃圾，再靠吸嘴吸入集尘箱内，我们称之为“吸扫式”。现在我国清扫车市场中，吸扫式清扫车大约占95%以上。按载重量分：重型（5t以上），中型（2t-5t），小型（2t以下）按使用场所分：室内（厂房，仓库，车间，超市等）室外（城市公路，广场，高速路等）1.电气设备和控制台：用于控制整个清扫功能的操作。 2.压缩空气系统：压缩空气系统是清扫车作业

21、动力的重要组成部门，压缩空气系统是由底盘发动机提供压缩空气驱动气缸产生预定动作完成以下各项功能：调节盘刷接地压力、对盘刷起缓冲保护作用，当遇到凸起地面时会顺势上浮，气压的调节在驾驶室内完成，滚刷两端各有一个提升气缸，另一端悬挂在车架上，操纵电控系统使气缸带动滚刷完成升降动作，提升气缸还可以调整接地压力，使之与地面有20 o圆弧接触。提升气缸为液压阻尼气缸，保证始终与地面接触且接地压力相等，还可起阻尼缓冲作用，保证滚刷不受冲击。吸口翘角气缸可抬高吸口前缘将大块垃圾吸入，在开始或停止时提升气缸将吸口提升或降至地面。3.清扫集尘系统：清扫集尘系统包括盘刷装置、滚刷装置、吸口装置和集尘箱等部分，这是清

22、扫车的关键部件。盘刷装置担负着清扫和收集护栏附近和隔离带角的垃圾的任务，它由盘刷及支架、油马达、摆臂机构、油缸及支架、钢丝及滚轮机构挡板及传动机构组成。4.盘刷作业时与地面接触区域：滚刷装置主要是对公路中部大面积的路面清扫和将垃圾收集到吸口附近，它由滚刷、罩壳、油马达、摆动油缸，提升油缸及转动支架等部分组成，滚刷由直径为 500mm长为1320mm 的耐磨、刚度适中、弹性好的材料制成。布置在盘刷内侧吸口前的底盘中间位置，由液压马达直接驱动，转速恒定在180rpm。吸口装置将吸口经过区域的垃圾经吸口管道吸进集尘箱，主要由吸口、软管、支架、支撑小车，吸口提升缸、吸口翅角缸等组成。吸口分别布置在车辆

23、中部车架左右两侧，盘刷和滚刷之后吸口与地面有一夹角，该角度可通过滚轮上的调整螺母调节，吸口后沿橡胶距地面约6mm，前沿间隙30-40mm。5.集尘箱：集尘箱是清扫车垃圾收集沉降储存运输的容器，集尘箱门的开启和垃圾的倾卸是由底盘发动机动力输出接口驱动液压油泵提供动力的，在集尘箱中有冲击板，折流板，尾部还有长方形铁丝滤网，这些板块增加了气流的碰撞效果，易于使垃圾从气流中分离沉降。清扫车工作原理吸扫式清扫车的工作原理垃圾的吸入：由左右正反方向旋转的2个或多个扫刷将垃圾集中于吸嘴前方的中央，再由吸嘴经吸管将垃圾吸入集尘箱内。除尘：水系统由水泵将水箱的水经软管压到吸嘴两边的喷水口，用水把尘土粘合起来。同

24、时，水系统为装置在扫刷上面的压尘喷水器供水。驾驶员可根据清扫路面的尘土情况操纵压尘喷水开关，把扫刷前的地面喷湿，避免扫刷旋转时产生尘土飞扬。垃圾与吸入气流的分离：流经吸管的气流造成旋转效应，垃圾进入集尘箱时为离心旋转并导向集尘箱后部。由于集尘箱容积较大，气流突然扩散减弱，垃圾因自重而落到集尘箱底部，吸入的气流经过过滤网自集尘箱上的扩散器排出消失。同时，水系统向吸入的垃圾不断喷水，使垃圾潮湿且较沉重，从而易于从气流中分离并掉到集尘箱底部。纯扫式清扫车的工作原理垃圾的扫入：由左右正反方向旋转的2个或1个固定扫刷将垃圾集中于车辆行驶方向的中央，再由主扫刷直接将垃圾扫入集尘箱内。除尘：由于风机的作用在

25、风机口产生一股吸入气流，这股气流把主扫刷前面的尘土吸入垃圾箱内。较大的尘土由于集尘箱容积的增大及尘土本身的自重而掉落到底部，较细的尘土随气流被吸到储尘室内，气流则通过纸质滤清器将灰尘过滤后排出。有的清扫车当纸质滤清器堵塞时，可打开振动马达将尘土震落到储尘室中，以提高过滤器的使用寿命和除尘效果。此类清扫车使用过程中要避免水的吸入，以保护纸质滤清器。2.6国内的清扫车与国际水平存在的差距 质量的差距。虽然，我国清扫车技术的发展令世界瞩目，但是与发达国家相比，我国清扫车还存在不少差距。我国的清扫车在清扫效率、清扫能力、除尘效果等清扫作业性能方面与发达国家的水平相当，而在清扫车的噪声、排放、可靠性、舒

26、适性，自动调整等方面仍存在较大差距，特别是全液压清扫车，仅相当于发达国家20世纪80年代末到90年代初产品的水平。就目前我国清扫车的水平和质量可知，我国在清扫车设计中，还缺少对专用部件的研究，缺少设计理论的指导，经验多于计算，模仿较多，创新较小。可以说，目前我国对清扫车的研究能力还较差，还未真正达到对清扫车进行研究的目的和要求，同时，缺乏必要的研究条件。目前，我国中小型全液压清扫车除与汽车底盘改装的清扫车存在同样的缺陷外，还存在舒适性差、噪声大、空车质量大、外形不够美观等缺点。另外国内的清扫车在以下几个方面有待改进：如在高可靠性上，设备的高可靠性就是指某种设备的可靠程度，即在其正常使用当中的无

27、故障间隔时间的长短。国产工程机械平均无故障间隔时间为150小时-300小时。而国外工程机械都在600小-2000小时。我国工程机械的平均使用寿命仅为国外同类产品的1/2，甚至不到1/2。因此目前的首要工作是解决产品经久耐用的问题，提高可靠性的各项指标。就工程机械的重要品种清扫车、装载机、推土机、挖掘机等而言，这个指标和国外同类产品相比，差距还是非常大的。用户和厂家的想法往往相悖，用户是买进一台设备，首选指标应该是可靠性，设备要能经久耐用，不出大故障，小毛病也最好不要有。厂家则认为小毛病无所谓。殊不知，用户最头疼的是小毛病不断的设备，而对生产影响最大的恰恰也经常是出现小毛病的设备。任何一台设备在

28、生产过程中不是单独作战，而是既有上线也有下线，一旦因任何一个小毛病而停止作业，影响工作的还有与其配套的其它生产系统。所以，厂家决不能忽视小毛病的危害程度。小毛病不但是病，而且是影响生产的“大病”，它直接影响一台设备的使用，甚至损害一个厂家的声誉。国内的清扫车产品可靠性不如国外，有三个方面的原因：一是国产基础件质量不稳定；二是制造工艺问题；三是技术不完善造成先天不足；在多功能上：目前国产路面清扫车基本上是单纯意义上的清扫车即只能扫路、不能它用。而从全国许多环保部门的需求信息来看，有的需要能清洗道路护栏，有的要求能铲雪等等；目前的清扫车需要喷水压尘除尘，在缺水地区和北方的冬季无法使用；目前的清扫车

29、尾气污染和噪音污染相对来说都较大。随着国家对环保要求越来越高，人们的环保意识普遍增强，现有清扫车就将很难适应需要。生产设备和生产手段的差距。由于国内清扫车生产企业的生产规模都较小，而且扫路机产品批量也小，所以采用的生产设备和生产手段都较为落后，加工的零部件难以有稳定的质量。此外，我国通用零部件制造水平较低，也影响了扫路机的质量。国外清扫车的扫刷、吸管、风机、吸嘴和风道等磨损件远比我国清扫车的耐磨。分析其原因主要在材料和设计上。所以对清扫车易磨损件材料的研究和合理设计，提高易磨损件的耐磨性也是提高我国清扫车可靠性必不可少的工作。因此提高清扫车外观质量。国产清扫车的老面孔仍未得到彻底改变，尤其是油

30、漆的光泽性、附着力、抗冲击、硬度、耐候性和弯曲性能等还存在不小差距，特别是耐时性上不过关，新车放不到3个月就失光、褪色。性能水平的差距。提高性能水平。我国工程机械的整体性能参数与国外水平差距不是很大，但在舒适性、低污染、施工质量以及生产率等指标上都不同程度地落后于国外先进水平15-20年，主要原因是在许多先进的技术、结构、材料及装配和加工工艺上存在着差距。这个问题不在我们这次设计的讨论范围之内。设备的舒适性的差距。设备的舒适性是指驾驶员在操作设备作业时所感受的舒适程度，包括环保方面的排放标准和噪声大小等。国外的很多清扫车在操作性上做的相当出色，这些都是在先进的电子控制技术上实现的，而且车子的隔

31、音措施非常好，关上车门车外的噪音抑制非常明显，由于发动机技术先进震动小所以车子的震动也很小，乘坐非常舒适，不会因为长期的操作而产生疲劳。相对来说，我们国产的清扫车的驾驶室还是那种货车的驾驶室，毫无舒适性可言，但是事实上清扫车、装载机、推土机等工程机械的驾驶员比轿车司乘人员更需要舒适。因为他们在非常恶劣的环境当中持续作业，而且操作程序往往比较单一，很容易容易产生疲劳，所以国内的清扫车在驾驶室的舒适性设计上应当把轿车的舒适性作为参考标准。采用电力驱动，更加环保，没有发动机的噪音，车子运转更平顺。2.7未来清扫车发展方向 随着社会的不断发展，单纯意义上的清扫作业已不能满足于现行路面的需求，高可靠、多功能，全天候和环保型等方面的要求越来越多，市场呼唤能够满足各种需求的路面清扫车的出现。 高可靠：国内的产品可靠性不如国外产品原因有多种。但主要有三个方面的原因：一是国产基础件质量不稳定二是制造工艺问题，三是技术不完善造成先天不足。因此要想提高可靠性首先需解决上述三个问题，也