1、毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 基于 UG 的除雪机器人设计 我国幅员辽阔，气候复杂多样，冬季时 3/4 的国土范围均有降雪。公路积雪结冰对交通有很大的影响，轻则造成交通中断重则引发交通事故，造成严重的经济损失和社会影响。 2008 年月下旬，南方部分省份遭遇了罕见的雨雪冰冻灾害，由于公路积雪结冰，车辆无法通行，最严重时京珠高速公路上滞留的车辆达上万辆，数万人被困。因此，如何有效地清除路面积雪，保证道路通畅，减少交通事故，形成良好的冬季道路管理模式，已成为道路管理部门的重要工作之一。 目前，我国的公路和城市道 路冬季除雪大部分仍沿用人工作业和小型除雪机具相结合的方式，高速公路和一级公
2、路开始使用大型专用除雪机械进行冬季养护，但除雪机械在数量和品种规格上还很少，国内使用的除雪机主要有犁式除雪机、旋切式除雪机和扫滚式除雪机，除冰机主要有振动式、静碾压裂式、柔性链条击打式、铲剁式。 旋切式除雪机工作方式分为自行式和悬挂式两种，主要由离心式物料风机、风道、抛雪筒、护板和螺旋形集雪器等部件组成，结构相对比较复杂。工作时，借助主机或专用底盘的动力，驱动风机作高速旋转运动，将集雪器集拢的雪由风道、抛雪筒抛出去，抛出的距离及角度可根 据需要自行调整。在清除雪障时，旋切式除雪机具有明显的优势，但是无法清除压实的积雪。铲剁式除冰机由多刃刀组成的工作铲在曲轴的带动下上下运动，对路面冰层进行剁击，
3、该机构采用柔型连接，实现了对路面高低不平的自动补偿。附带的斜铲机构具有收集冰雪的功能。 在国外，一些先进的除雪设备应运而生： 美国：“电热毯”实时融雪（小标） 在美国比较豪华的公寓和独立家庭的车道和人行道，修建有热力设备，以电力、热水或红外线为供热源，将地面加温融化冰雪。电力设备一般安装简便，只需在路面下铺一层如电热毯一样的材料，就可以使用数年，无需维 修。铺设热水管可以与建筑物的供暖系统相连，使用余热即可，减少所需费用。 此外，美国许多家庭还准备了单人用的便携式除雪机，这种除雪机只需要一个人即可操作，在清理自己家院子或周围路面的积雪时非常方便。 俄罗斯：警车“护卫” 扫雪（小标） 在莫斯科街
4、头经常能看到莫斯科市政工作人员清理道路积雪的“壮观场景”：一般1 会有两至三辆由卡车改装的扫雪车，车头装有铲子以及大毛刷，卡车后斗是装满液体融雪剂的大罐子，几辆车在马路上一字排开，几项措施同时进行，既扫雪又喷洒融雪剂，车辆一过，路面上的积雪基本都被扫到路边。为了不影响扫雪 车作业，一般还会在扫雪车后跟一辆警车“断后”，其他任何车辆不允许超车。 日本：建立单独的融雪槽（小标） 日本将城市除雪与下水管道紧密结合，并通过建立单独的融雪槽，即提高了除雪效率，将避免了积雪直接进入下水管道造成不利的影响。 积雪中常常混有砖头、泥沙、树棍等杂物，大量积雪如果直接倒进下水道中，很容易冻结，直接造成下水道堵塞；
5、积雪里含有大量枯枝、垃圾等杂物，会滞留在雨水管网里，到了雨季，雨水管网的泄洪能力会大大降低，同时也会对下水道造成污染，增加城市污水处理负担。 日本的做法是在下水道旁独立建造一个融雪槽，里 面的大型融雪设备，可以将倒进来的积雪进行融化、过滤，然后再将融化后的水排入下水管道。这样做即截留住了树枝、石块等垃圾，又避免了积雪直接进入下水管道容易造成冻结堵塞。同时，遍布于主要街路的融雪槽，还可以使环卫工人就近倾倒积雪，既免去长途运输之苦，又避免了积雪在路边堆积。 此外，日本也在部分地区建立了一些大型融雪场，将各地无法就近处理的积雪运输到一起，然后在集中通过融雪处理后，排入下水管道。这些经验，也很值得我们
6、学习和借鉴。 城市冬季清除积雪是改善环境、发展经济的重要工作之一。总结多年的除雪经验和体会及各种除雪 方式的比较 ,我们认为 ,人工除雪低效落后早已不适应城市发展建设的需要 ,融雪剂除雪会损坏道路、桥梁、车辆、污染城市环境等。而机械化“实时除雪”才是比较科学合理的除雪方式。目前欧、美等发达国家基本都采用机械化“实时除雪”技术。机械化“实时除雪”技术实际上就是使用散雪除雪机械在降雪过程中实施除雪 ,边下雪 ,边清除 ,几台除雪车拉开一定距离成梯形队伍排列循环清理 ,过往车辆可在除雪车之间穿梭绕行而不影响交通 ,避免路面积雪被碾压成实雪或冰 ,降雪过程也就是清雪过程 ,雪停后除雪工作也基本完成 ,
7、实现“雪中路通” ,“雪停路清”实时除 雪的目标。从工程学的角度看 ,积雪被压实的过程需要消耗大量能量 ,雪被压实后再把它从地面清除掉就要加倍消耗更大的能量和更多的时间 ,从而造成很大的浪费 ,这是一种效率极低的除雪方式。相比较而言 ,“实时除雪”所消耗的能量只有前者的几十分之一 ,是效率最高最省时省力的除雪方法。他的突出优点是能够在不中断交通的情况下用最小的代价、最短的时间清除积2 雪 ,从而提高城市道路交通运输效率和交通安全。目前 ,这一理念已逐渐被越来越多的人所认识和接受 ,因此机械化“实时除雪”技术是未来城市除雪的主要发展方向。 2006 年年初 ,由黑龙江省建设厅 制定的地方性标准城
8、市道路清雪规范中明确规定城市道路除雪作业应以机械化为主 ,人工除雪为辅 ,科学使用融雪剂。比较适合“实时除雪”的机械设备主要为刮板式除雪机 ,刮板安装在配套车辆前部或后部 ,路面积雪被刮板推起后沿着刮板弧面和侧倾方向抛向路边 ,除雪效率很高。目前 ,国内已有部分省市如哈尔滨、鞍山 ,沈阳等厂家生产不同类型除雪机械 ,其中较大一部分为除压实雪设备 ,也有一部分除散雪的设备。由佳木斯大学研制的以小型农用汽车为配套动力的 JD-SX2800 型散雪除雪车已经过两年多的实际应用 ,效果较好。该除雪车结构简单 ,生产成本 低 ,除雪效率高 ,是一种按照“实时除雪”理念设计的除雪车 ,目前已取得国家实用新
9、型专利。采用机械化“实时除雪”方式 ,是在降雪时多条道路同时除雪 ,需要多台除雪设备 ,因此有人认为 ,机械化“实时除雪”设备资金一次性投入太高 ,不划算 ,还是老办法好。实际上这是一种错误观念。我们以黑龙江省佳木斯市为例 ,大约需要小型散雪除雪车 150 台左右 ,一次性投入约 700 万元左右 ,除雪面积可比过去增加一倍以上 ,使用寿命至少 10 年 ,此外还有“实时除雪”提高交通效率和交通安全带来的间接效益。另一个统计数椐是佳木斯市每年使用的融雪剂约1,000 多吨 ,费用约 130 万元左右 ,用于除雪的人工、消耗的工具等费用约 270 万元 ,合计约400 万元 ,用传统的方式除雪
10、10 年所需费用约为 4,000 万元。另外 ,每年除雪过程中交通事故、交通阻塞、能源浪费、使用融雪剂给环境造成的破坏等则难以计算。因此综合分析对比并从一个较长时间段衡量 ,“实时除雪”方式明显优于传统除雪方式。实时机械化除雪设备配套动力多为轻型卡车 ,除整车购置外也可利用现有的车辆资源 ,配备除雪设备 ,冬季用于除雪 ,其它季节卸掉除雪设备 ,车辆可正常使用 ,提高车辆利用率 ,同时也可减轻资金投入的压力。 随着社会经济的 不断发展 ,人们对高速公路服务水平的要求也越来越高。快速有效地清除路面积雪已是高速公路养护管理中的一个重要课题。但是 ,目前从我省除雪机械数量的配备和机械性能上看 ,只够
11、半机械化的装备水平 ,在管理方面仍存在着许多不足之处。在今后的工作中 ,只有不断地总结经验 ,及时了解和吸收国外的先进经验和管理方法 ,引进和开发先进的养护机械设备 ,完善机械设备 ,才能真正实现机械化除雪 ,使我省高速公路的养护管理水平迈上一个新台阶。 参考文献 1郝伟，党进谦，连星耀 .公路除雪技术现状及思考 .交通标准化 ,2008,(12):84-86. 2张慧娟 .使用融雪剂除雪给环境带来的危害分析 .环境保护与循环经济 ,2010,(01). 3 3郭春凤，吉孟福 . 铲刮式除雪及避障装置结构分析 .工程机械 ,2009,40(7). 4李岩松，朴东梅，贾晓勇 .高速公路除雪工作探
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