基本信息
- 项目名称：
- 破冰除雪车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 近些年自然灾害频有发生，2008年南方的冰灾给人民的生命财产造成了很大的损失，造成了长时间的交通阻塞。在此我们设计了一种既能快速高效的清除道路上的结冰又能减少不必要的资源浪费的破冰除雪车。破冰除雪车是利用滚轴转动产生的惯性力击碎冰层，再利用后面的雪铲清除冰雪，破冰装置能快速的组装和卸下，不影响车的其他用途。我们相信破冰除雪车在保障人民的生命财产的同时也一定具有很好的市场前景。
- 详细介绍：
- 1、背景及意义 随着我国国民经济的发展，人们生活水平的不断提高及环保节能意识的增强，但应对突如其来恶性自然事件设备的不健全，特别是自然灾害频有发生的今天，提高应对自然灾害的机械化水平就能更好的保证人民安定美好的生活，而在冰雪灾害的时候，路面的湿滑也成为了堵塞交通甚至引发恶生事故的重要因素。特别是1983年青海生的特大雪灾造成近百千米路段堵塞，700多名旅客被困于冰天雪地之中。2008年的冰雪灾害更是出现公路长时间被封的现象，工农业生产严重受阻，甚至人民的正常生活都难以保证，雪灾导致交通事故频发，生命财产的损失不可估量。究其原因，第一、自然界的原因，在人类的发展过程中自然的灾害很难消除。第二、就是因为我们对自然灾害没有充分的准备，像在冰雪灾害发生时我们还是动用以前的工具，效率低，处理不彻底，容易造成再次的结冰，效果不理想。我们的目标就是要找到一种既能在普通的大雪天气快速除雪，快速的清理道路，又能在恶劣的冰灾发生的时候快速除冰，打通道路，减少生命财产的损失的破冰除雪器具。 目前国内外有一些破冰除雪机械，但是都存在着一些缺点。第一、处理冰雪不彻底，容易造成二次结冰，这种车前面是破冰机构，而后面没有除冰机构，车轮压在被破碎的冰上的时候会造成二次的结冰（如下图） 第二、利用其它的设备代替破冰机械。如用推土机除冰，这种除冰方式并不理想，首先对机械破坏较大，推土机推土因为土的质地较松，而冰层很硬，铲子很容易坏掉。其次它只能把雪推到一起，还要进行再次的处理，不方便（如下图） 综上所述，我们要设计一种既能在普通的大雪天气快速除雪，快速的清理道路，又能在恶劣的冰灾发生的时候快速除冰，打通道路，减少生命财产的损失的破冰除雪车。 2、破冰机构的理论设计图 （带轮） （支臂） （滚轮） 3、作品三维图 4、作品实物简图 5、破冰除雪车的工作机构简介 本多功能专用车分为两大部分： 第一部分是输行走机构：该机构以汽车底盘为基础，主要是提供车子向前的动力，我们的理论设计底盘的轮子最好采用履带式，因为冰层的表面是比较光滑的，普通车的轮子可能不能正常前进。同时我们可以根据车型的大小，可以选择不同型号的汽车底盘，汽车底盘是整个装置的承接重力的装置，主要控制整个装置的运动方向，和普通车辆的职能基本相似。 第二部分是破冰除雪工作机构：该机构由车厢、破冰器（碾轮，代勾）、雪铲、液压系统组成。整个车的使用过程是通过碾滚转动带动链锤的转动，利用链锤的惯性力实现对冰层起到破坏作用，击碎冰层再利用雪铲把击碎的冰雪清除到道路两旁，达到除冰的目的。这样就避免了已经被击碎的冰雪被碾压之后出现二次结冰的现象。因为是链锤敲打冰层路面的受力面积较大，所以不会对路面产生较大的伤害。该车前面利用滚筒带动链锤破冰，后面利用雪铲进行除雪，所以工作效率比较高，除雪比较彻底，使用可靠。 [车厢组成] 是整个装置的动力机构，内部含有控制电路，液压系统等一系列动力装置，带动整个装置运动。 [破冰器、雪铲] 破冰器是整个破冰过程的主力机构，它有碾轮（代勾）组成，通过碾轮（代勾）的转动带动链锤对冰层起到破坏作用。开始工作时，开启动力装置，破冰器可以上下运动控制和路面的接触程度，防止压力过大破坏路面。破冰器随车前行而转动，这时其上的碾轮和代勾就会起作用，通过碾轮（代勾）的转动对冰层起到破坏作用。雪铲安置在车身之下，当雪铲内的积雪到达一定程度的时候液压系统启动，推动雪铲的一边，从而执行将破除的冰雪铲倒道路另一边的职能，以免再次结冰。 破冰器是安装在车辆前端的挂板上，可以保证其迅速安（脱）装，保证了工作效率。 [液压系统] 液压系统是整个破冰车的的中心机构，主要控制各个部件的运行，转动，性能，破冰机构的升降，雪铲的推雪等都是靠液压系统提供动力。 6、主要创新点 1．本车采用滚筒链锤除冰方式，不受破冰路面凹凸不平的限制，结构简单，运行可靠，破冰速度快。此外，其适应性强，工作效率高，清理冰雪干净、彻底。 2.本产品机械化程度高，可以根据路面情况进行调节、不损伤路面。 3.在滚筒链锤装置后部设计有冰块自动清除装置，破碎冰块能被及时被清除，以免在路面上出现二次结冰现象。 4 .实用性强，实际设计理念与人们的生活密切相关，容易被市场接受； 5.多功能一体化，实现了高效率的作业过程，且功能集为一体，降低了成本，提高了效率； 6.机构简单，操作简单，控制可靠生产周期短，短期内即可投入批量生产；系统具有较高的安全性和可靠性。 7、作品综合介绍 破冰除雪车车头前面即时破冰机构，该机构利用滚筒的旋转带动了在滚筒上面的链锤（较硬冰层可换上代勾）的转动，此时利用液压系统的动力下调破冰机构的位置靠近冰层，链锤敲打在冰层上，从而把冰击碎，车体向前推进，此时车体下面的雪铲把刚才击碎的冰雪铲走，当雪铲内的积雪较多时，利用液压将雪铲的一边向前推进一定角度，从而积雪被堆放到道路一边，实现了破冰除雪一次性完成。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 近些年自然灾害频有发生，2008年南方的冰灾给人民的生命财产造成了很大的损失，尤其是道路的交通受到了严重的影响，造成了长时间的交通阻塞。在此我们设计了一种既能快速高效的清除道路上的结冰又能减少不必要的资源浪费的装置—破冰除雪车。 1、根据实际情况用AUTOCAD画出破冰除雪机构的三维图行。 2、进行零部件加工，其中包括破冰器的支架，转轴，滚筒，雪铲等。 3、零部件组装。包括车体外壳的焊接，转轴与支架的焊接等，组装成破冰除雪车。 主要技术指标： 工作系统 液压系统 工作电源 12V 破冰宽度 2000-3000mm 最大破冰厚度 30mm 滚筒直径 500mm ＫXX重 量 5t 工作系统压力 10MPa 工作效率 20km/h1 外形尺寸 长*宽*高 注：以上参数仅供参考，可根据具体情况需要进行自行设计
科学性、先进性
- 我们采用滚筒带动链锤击打冰层，目前是一个全新的技术，是一个创新。 破冰器后面带有除冰机构，避免了二次结冰，而现有的破冰车只有破冰机构没有一次性的除冰装置。 本车采用液压系统作为其工作的动力系统，工作更加未定可靠。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年6月份，本产品于湖南省长沙市参加由国防科技大学承办的第四届大学生机械创新设计大赛，经评审荣获三等奖
作品所处阶段
- 模型
技术转让方式
- 普通许可
作品可展示的形式
- 实物、产品、模型、图纸、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 现如今各种临时破冰设备，仍存在不少制约因素，例如：耗能大，工作效率低，成本高等，这些方面亟待规范。这就需要我们完善现有的破冰设备，提高破冰机械的工作效率。同时在以环保节能，实用性强作为破冰设备的设计理念时，我们感觉在这块研制领域还存在一定的空白性。 此外，作为一种全新的设计概念和作业方式，它必然还要经历一个传统方式的退出和人们对新事物的接受和认同过程。这种全新的设计理念无论从使用性还是成本、效率方面都会得到大多数人的认可。如果我们在市场成熟之前能研制这种低成本、高效率、安全可靠且操作简单、实用性强的多功能专用车，就是对当前国内和世界形式做出的深层次的思考。无疑！本产品会有很强的市场竞争力。其前景会很远大。
同类课题研究水平概述
- 目前，国外已经开展了破冰方面的研究，如：俄罗斯的共振破冰技术，美国的海岸警卫队破冰船，这项技术主要依托的主体是船只，主要针对航运期间展开破冰工作，预防冰困，所以在国外道路方面的破冰研究就成为暂时性的空白。而我国已有的破冰装置大多数都是经过铲车的改装，这样就浪费了空间资源、能源等。再有就是传统的破冰装置对能源方面使用没有太多的截制。因此，一辆环保节能，实用性强，同时在冰雪天气能够保证公路安全和畅通的机械正在被需要。 同时，国内现阶段“电液伺服控制前推式”道路破冰车没有破冰机构，只有除冰机构，所以对机械的损耗比较大，造成较大的资源浪费，在遇到恶劣的冰灾是就很可能不能发挥作用了。而我们的破冰除雪车利用破冰机构破碎冰面，然后利用除冰机构铲除冰块，两个机构分工协作，除冰效果比较好。
