專利名稱：一種道路清除方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明有關一種道路的清除方法及裝置，應用于清除高速公路、機場等硬性路面上的雜物或者積雪。
路面上的臟污雜質會增加汽車運輸車輪的滑動溜行，尤其在潮濕的天氣下更是如此。因此路面的高質量的清掃可以提高12％-15％的車輪與道路的附著系數和平均運輸速度，減小車輪的滑轉無益的能量損失。另外，道路集雪的情況下，路面的有效摩擦系數被大大地降低了，不僅降低車輪與路面的附著系數，影響行車效率，更嚴重地會大大地影響行車的安全性。而且隨著近年來人類對環境的破壞，各種沙塵暴所引起的道路集沙，同樣也構成影響道路正常行駛的重要因素。所以，道路的高質量的清除，不僅僅是清除道路上的雜物垃圾，還應包括清除集雪、以及清除道路集沙等。而在目前，上述的幾種道路的清除功能是利用不同的方法及裝置來實現的，即清掃車、除雪車。
首先，按目前的道路清掃車的分類，包括有應用于城郊道路的、內場地的庭院上使用的掃路車，其結構主要是用斜置的圓柱形刷無收集地把垃圾推到其運行方向的一邊，采用的是一種機械清除原理。這種掃路車由于采用圓柱形刷，其清除的寬度窄，清除能力有限，不僅清除效率極低，也不能用于除雪或者用于清除由于沙塵暴引起的道路除沙。
另一種較為常用的，并主要是用于城市道路的、并具有真空吸拾垃圾功能的真空收集式清掃車，這種清掃車可以保證路面具有較高的清掃質量。其工作原理是利用掃路刷將垃圾掃起，至真空吸口處，再由真空吸入器吸入與之相連接的垃圾箱內。這種結構的真空收集清掃車缺點是真空收集裝置在工作過程的消耗能量極高。顯然這種清掃車不適于高速公路的清掃，因為(一)這種清掃車中的真空垃圾收集裝置制造成本和運行成本均極高，而在高速公路、或者城郊的公路以及機場等，不需要將路面的垃圾進行收集，因此使用該種清掃車對高速公路以及城郊公路進行清掃，會大大地增加高速公路以及城郊公路不必要的清掃成本；(二)這種清掃車在將垃圾收集后經常對該垃圾箱內的垃圾進行必要的清理，否則當垃圾箱內的垃圾集滿后，就會影響清掃車的正常工作。因此當其運行一段時間后，必須停止清掃工作去清除垃圾箱內的垃圾。由于高速工路或者城郊公路的路線較長，這種經常的垃圾箱的清掃工作會大大地影響其清掃速度，從而影響其清掃效率；(三)這種清掃機的工作機構均是由不同形式的刷毛構成，長期的使用實踐證明，這種刷毛結構適合于呈松散的塵土垃圾類物質的清掃，而不能應用其它不同物質的清掃，如道路集雪或者因沙塵暴所引發的道路集沙的清除。
由于雪的物理機械性質與道路上的塵土垃圾有較大的區別，上述的道路清掃機工作機構，幾乎不能應用于除雪，特別是北方高速公路上可能出現的較厚的集雪的清除。另外由沙塵暴引起的道路集沙因其密度遠遠地大于呈松散狀的道路垃圾，所以根本不能應用于道路集沙的清除。綜上所述，常用的各種清掃車不能用于道路集雪的清除，而目前的道路集雪是通過專用的除雪車來實現的。現在國內外常用的除雪車主要包括如下幾種形式。
一種犁式除雪機，該除雪機是與機器運行方向成一角度安裝有除雪鏟，該除雪鏟沿工作寬度推雪堆集，但是這種犁式除雪機的工作原理是當其在工作時，在對機器運行前方以包角安裝的圓柱形壁犁鏟的前面，引成一個梭柱形的雪堆，它不斷地被鏟刀切下的雪屑增添，并順鏟刀移向另一端，從鏟刀邊走出引成一條側面的雪堤。這種犁式除雪機在工作狀態下，運行阻力極大，而且該阻力會隨著雪的厚度和雪密度的增大而增大，因此這種犁式除雪機通常是由履帶式機械推動，以克服大的運行阻力，其清除雪層的厚度最大，可達1-1.5m，運行速度達1m/s。顯然，這種除雪機的除雪效率極低。
另一種快速犁式除雪機，同樣具有一個雪鏟，該雪鏟與雪的相互作用過程的特點是在工作過程中無雪堆存在，具有很大的慣性力與其直接作用在鏟平面上的磨擦力。雪被鏟刀以雪屑形式切下，沿鏟刀向上提升，同時亦順著鏟刀移動。當達到鏟刀上緣時，雪以水平線成45°角度并與機器運行方向成一角度的情況下拋出，之后再繼續沿彈道軌跡飛行。這種拋擲犁式除雪機的運行速度為1m/s。但是，當雪密度較大時，雪沿雪鏟移動時產生很大的磨擦阻力，大大地影響了雪的移動速度，常會使雪不能及時沿雪鏟拋出，而影響除雪機的正常工作。另外，這種除雪機的雪鏟在切除雪堆時，應當使得雪鏟中心位于雪堆的質量中心，因此，雪鏟的形狀確定后，雪層厚度發生較大的變化，則也會大大地影響除雪的效果以及其工作裝置的可靠性。因此這種拋擲犁式除雪機，通常的設計除雪厚度為0.2-0.4m，并且只能用于下雪后道路上新雪層的清除。
上述幾種常用的除雪機均是采用機械式除雪的原理。另一種較為先進的除雪機是氣流式除雪機，如裝有渦輪式發動機的的機場用氣流式除雪機，這種除雪機可用于在氣流的作用下對新下雪的清除，其特點是具有很高的生產率、很高的工作裝置的可靠性和很大的拋雪距離。裝有渦輪發動機的機場用氣流式除雪機的生產率在相同工作條件下的犁式除雪機的生產率高出14至17倍。由于其清除的原理與上述犁式除雪機不同，其主要的缺點是單位能耗量大(每小時約為10倍)以上，制造及運行成本極高，因此這種除雪車用于軍事機場的除雪，另外噪音大(達110～120bd)。另外，該氣流式除雪機所吹出的熱氣流溫度高達600～700℃，在除雪過程中會對路面造成很大的破壞，一般在使用這種除雪機除雪后，都需對水泥路面的接封處進行重新修復才能繼續使用。
上述各種除雪方法和裝置，不論是機械式清除或者是物理清除，均不能對路成上的集雪已壓實呈層壓狀的路面進行清除。因此，可以得知，目前的機械式除雪方法和裝置，只能用于清除道路上新雪的清除，而且其清除效率極低。而物理式除雪的方法，又因運行成本過高和容易損壞路面而大大地限制其使用的范圍。
由上述得知，目前尚無一種道路清除的方法和裝置，能以較低的運行成本實現道路的多功能清除。而對于各種高等級的高速公路、國道、城市干線等高成本投入的道路設施，進行高質量的道路清除維護更有利于其運輸效率的發揮。
本發明的目的在于提供一種道路清除方法及裝置，利用機械式和物理式相結合的方法進行道路的清除，免除在高速公路過程中不必要的垃圾收集過程，至少可以向類似高速公路等非城市內的道路提供低成本、高質量的道路清除，以提高車輪與道路的附著系數和平均運輸速度。另外，該方法及裝置還應能具有多種的道路清除功能，即在保證有效地清除道路上的垃圾，保持道路的清潔的同時，還能有效地進行除雪，以及清除因沙塵暴所引發的道路集沙等功能，以滿足高速公路、城郊公路或者機場的各種清除的需求。
本發明的另一目的在于提供一種道路清除方法及裝置，利用高度集成化的結構特點，進一步簡化清除裝置的結構，降低其制造成本，以及道路清除的運行成本，并有效地提高清除效率。
本發明的目的是這樣實現的，一種道路清除方法，利用可旋轉的刷掃式清除裝置對道路表面進行刷掃式的清除，其特征在于，通過該刷掃式清除裝置旋轉工作面，將路面上高度較低的物體拋離地表面的同時，向清掃部位的路面提供高壓風，該高壓風將欲清除物體吹離路面，該高壓風的出口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h。
在刷掃式清除之前，可利用刮板機構將路面上較高物體刮離路面并輸送至其前進方向的側邊。所述的路面上較高的物體可利用螺旋輸送方式輸送至刮板機構前進方向的一側或者兩側，其刮板機構的工作端面與路面留有間隙。在所述的刷掃式清除之前，可利用破碎機構構將附著于路面物體翻離路面，再輸送至其前進方向的側邊。可在將附著于路面上的壓實的物體翻離路面后，再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊。
本發明的道路清除方法，至少包括有如下步驟A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，將路面上較低物體拋離地面；C、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于15,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m。
本發明的道路清除方法，還可通過如下步驟來實現A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、在運行同時，將刮板機構落下至其下端工作面距離地面一定高度處，調整該刮板與其前進方向至適當角度；刮板隨著拖動裝置前進，將其前方的高于刮板下端工作面的物體，帶入刮板內堆集，啟動螺旋輸送裝置轉動，將堆集于刮板內的物體輸送至刮板的側邊。C、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上低于刮板下端工作面的物體拋離地面；D、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m。
本發明的道路清除方法，還可通過如下步驟來實現A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、在運行同時，將破碎機構落下至其下端工作面距離貼履于地面，破碎刀隨著拖動裝置前進，將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊；C、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上其余物體拋離地面；D、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離道路側邊的距離應大于2m。
本發明的道路清除方法還可進一步包括有如下步驟A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、在運行同時，將刮板機構落下至其下端工作面距離地面一定高度處，調整該刮板與其前進方向至適當角度；刮板隨著拖動裝置前進，將其前方的高于刮板下端工作面的物體，帶入刮板內堆集，啟動螺旋輸送裝置轉動，將堆集于刮板內的物體輸送至刮板的側邊。C、在運行同時，將破碎機構落下至其下端工作面距離貼履于地面，破碎刀隨著拖動裝置前進，將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊；D、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上其余物體拋離地面；E、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離道路側邊的距離應大于2m。
一種使用上述道路清除方法的道路清除車，包括有一拖動裝置，由該拖動裝置帶動清除裝置運行，該清除裝置至少包括有刷掃式清掃機構，其特征在于，該刷掃式清除機構至少對應設有一個高壓風出風口，由高壓風機向該出風口提供高壓風。
所述的拖動裝置可為汽車、履帶式和輪式拖拉機、或自行式平地車底盤；于清除車上可設有清除控制操作室；于清除車上可設有輔助發動機。
所述的刷掃式清除機構設有可沿水平軸轉動圓柱形掃刷，該掃刷支撐于所述的拖動裝置，并由該拖動裝置的發動機帶動其轉動。該刷掃式清除機構中可沿水平軸轉動圓柱形掃刷的刷毛可成排設置，該刷毛可由尼龍或金屬絲構成。該刷掃式清除機構設有控制其升降的液控或氣控升降機構。所述的高壓風機可由拖動裝置的發動機或輔助發動機作為動力源帶動其轉動，或者由電機構成動力源帶動其轉動。該高壓風機出口風壓約大于10000Pa，出口風量應約大于1000M3/h，轉速約大于1500r/min。該高壓風出風口可設有兩個，分別位于刷掃式清除機構的兩側。該高壓風機的進風口處可設有風量調節裝置，該風量調節裝置可為氣控或者液控閥。
上述的清除車還包括有其車體前部的刮板機構，該刮板機構至少包括一刮板，與該刮板配合有螺旋輸送機構，該螺旋輸送機構的轉動軸支撐于該刮板。所述刮板設有與螺旋輸送機構配合的弧形腔，其下端設有可更換鏟刀，螺旋輸送機構可設置于該弧形腔內，由油馬達或電機通過傳動裝置驅動繞其轉動軸轉動。該刮板機構設有控制其升降的液控或氣控升降機構。所述的刮板機構設有液控或氣控角度調節裝置，通過該角度調節裝置調節刮板與車體前進方向的夾角。所述刮板下端的可更換鏟刀應與路面留有間隙。
上述清除車還可包括有一破碎裝置，該破碎裝置可由升降裝置連接于拖動裝置；該破碎裝置設有破碎刀，該破碎刀固定于支撐梁，所述的升降裝置連接于支撐梁，并帶動其升降。所述的支撐梁可由上支撐梁和下支撐梁組成，在上支撐梁和下支撐梁間設有彈性復位機構，下支撐梁可以相對于上支撐梁彈性上下移動。所述的破碎刀可水平成排設置，于破碎刀的前方設有可與破碎刀連動的保護輪，該保護輪的底緣低于破碎刀的底面。在破碎刀的后部可加設有附刮板，該附刮板連接于同一拖動裝置上，并距破碎刀一段距離。該附刮板可由彈性支撐保護結構連接于所述拖動裝置。所述附刮板帶有升降機構和角度調節機構，該升降機構和角度調節機構可帶動繞刮板轉動支撐轉動式調節升降和角度。該附刮板的工作端設有可更換刮刀。
本發明的工作原理是，當其僅用于高速公路等非城市公路的道路刷掃時，是利用刷掃的機械式清除的方法結合吹除式的物理清除方法，可以實現道路的表面的各種垃圾、浮塵等徹底地清除。本發明的最重要的特點是，利用吹除的物理的方法作為道路清除的主要手段，為此，本發明采用一種區別于現有常規風機的特制的高壓風機，該高壓風機具有高風壓和相對小風量的特點，不僅能有效地將道路表面的垃圾進行有效的清除，甚至還可將道路表面更為細小的浮塵進行有效的清除，而這種道路上的浮塵是不能通過刷掃式常規機械清除方式來進行清除的，實驗證明，本發明的清除方法可以大大提高道路的清除質量，這種高質量的清掃可提高車輪與道路的附著系數和平均運輸速度，減小車輪滑轉無益的能量損失。本發明中采用高壓風機參數是根據本發明特殊用途而設計的，通過對風機的結構設計，改變了風機內部流體力學特性，因此不需要增大風機的輸入功率，因此本發明的高壓風機可由普通的汽車或拖拉機等拖動裝置的發動機，或者車載發電機來驅動，不僅可以簡化結構，而且可以大大降低其制造成本以及其運行成本。綜上所述，本發明的特殊的機械式和物理式相結合的道路清除方法，至少可以實現針對高速公路等非城市公路的低成本、高質量的清除。
由于本發明的道路清除方法主要以吹除式的物理方法為主，因此所清除的物體本身的特性對其清除效果的影響較小，因此本發明可以用于清除道路薄層集雪的清除。如本文前述，完全采用機械方法進行集雪清除時，雪與清除機構間的機械式接觸狀況是由雪的機械特性決定的，因此雪的自身特性對該除雪機的除雪效果影響極大，增加了除雪機的設計難度。而本發明的物理式吹除的方法，在清除的過程中，雪與清除機構之間沒有任何的機械式接觸，所以雪的機械特性的不會對清除效果產生影響，可以實現對道路薄層集雪的有效清除。
本發明的非接觸式物理清除方法及裝置還可有效地提高清除速度。眾所周知機械式清除效果是依賴于刷掃機構與道路表面的接觸狀況決定的，為了確保刷掃機構與道路全部表面的進行有效地接觸，清除機構的運行速度不可能太快。而本發明的吹除式方法，壓力風從出風口吹向道路表面時，氣流會形成一個完整的覆蓋面，將該覆蓋面內道路表面的物體全部吹除，因此本發明的方法及裝置不必在清除過程中考慮其運行速度的影響。實驗證明，本發明在具有高質量的清除的基礎上，還具有快速清除的特點，這一點更適合于線路較長的高速公路的清除操作。
在使用時，本發明還可包括有一刮板機構，該刮板機構連接于拖動裝置前部，當欲清除較厚積雪時，可通過升降機構將刮板機構的鏟刀降至距離地面約50mm處，將大部分積雪鏟起并通過與刮板配合的螺旋輸送機構將鏟起積雪輸送至路側，在利用其后工位的吹除裝置，將余留的一薄層雪刷掃并吹除干凈，從而利用簡單結構分步驟、低能耗、高效率、高質量地將較厚積雪清除。本發明與其他機械式或物理式除雪裝置不同，本發明采用物理與機械相結合的方式，先利用刮板機構的螺旋輸送機構低阻力、高效率地將上層積雪輸送至路邊，然后由刷掃機構刷掃剩余部分并配合高壓風吹除。在整個除雪過程中，雪的機械特性對除雪效果基本上不產生影響，因此，其設計較為簡單。另外，刮板機構高效率地分流了大部分積雪，利于其后的吹除裝置順利工作。
由于本發明還包括有一破碎裝置，當遇到清除壓實后的冰雪路面時，可通過升降機構將該破碎裝置落下，使之處于正常工作狀態，利用其工作端的破碎刀將附著于路面的冰碾壓集雪層破碎成塊狀，由其后的附刮板機構將該已破碎的冰雪塊推向路邊，然后配合吹除式刷掃機構將路面剩余細小冰雪吹除干凈。
綜上所述，本發明可同時具有清除路面厚雪、壓實后的冰雪，清除路面集沙、垃圾、粉塵等多種功能。由于本發明的刮板機構、冰雪用破碎裝置、吹除式刷掃裝置可同時安裝于同一驅動車上使其構成一種多功能清除車，在清除車上只設置一套共用液壓系統即可實現多種功能的控制。這種高度集成化的結構特點，使本發明的結構進一步簡化，從而降低其制造成本，以及道路清除的運行成本，并有效地提高清除效率。
附面說明
圖1本發明實施例1整體結構示意圖；圖2本發明的吹除式刷掃機構結構示意圖；圖3本發明的吹除式刷掃機構的升降機構原理圖；圖4本發明的吹除式刷掃機構的另一種升降機構原理圖；圖5本發明動力傳輸原理圖；圖6本發明實施例2整體結構示意圖；圖7本發明的刮板機構結構示意圖；圖8本發明刮板機構的一種升降結構示意圖；圖9本發明刮板機構的一種角度調節機構示意圖；圖10本發明實施例3整體結構示意圖；圖11本發明破碎裝置結構示意圖；圖12本發明的破碎裝置升降機構原理圖；圖13本發明的破碎裝置另一種升降機構原理圖；圖14本發明的破碎裝置再一種升降機構原理圖；圖15本發明的附刮板結構示意圖；圖16本發明實施例4整體結構示意圖。
下面結合實施例及附圖詳細說明本發明如下實施例1本發明利用可旋轉的刷掃式清除機構1-2對道路表面進行刷掃式的清除，通過該刷掃式清除機構1-2的旋轉工作面，將路面上高度較低的物體拋離地表面的同時由高壓風機1-3，向清掃部位的路面提供高壓風，該高壓風將欲清除物體吹離路面，如圖1所示。為保證較高的吹除質量，將附著于路面雜物徹底吹除干凈，該高壓風的轉速約大于1500r/min出口風壓應約大于10,000Pa，風量應約大于1000M3/h。
如圖1所示，在使用時，首先啟動清除車拖動裝置8，帶動吹除式刷掃機構1至欲清除道路，并帶動該吹除式刷掃機構1向前進方向運行。所述的拖動裝置8可為汽車、履帶式和輪式拖拉機、或自行式平地車底盤；于清除車上設有清除控制操作室。在該清除車工作時，由清除控制操作室的控制系統控制其工作狀態。如圖5所示，于清除車上設有發動機5，該發動機5可帶動一油泵6將高壓油泵至油箱7，從而通過該油箱7中的高壓油由清除控制操作室控制各液壓執行元件的動作。該發動機5可為清除車的發動機，也可為專用于各執行元件的輔助發電機。
所述刷掃式清除機構1-2設有控制其升降的液控或氣控升降機構1-4。在該刷掃式清除機構1-2不工作或遇到路面較大障礙物或臺階時，該升降機構1-4控制其抬起，以保證整個清除車的順利通行。如圖2所示，在本實施例中，該升降機構1-4具體可為由油缸1-41及與之相配合的活塞桿1-42組成液壓升降裝置。該液壓升降裝置的一端絞接于拖動裝置8上，另一端絞接于拖動裝置8與掃刷1-21之間的支撐結構1-5上，通過油缸1-41與活塞桿1-42間的相對伸縮帶動其轉動升降。其升降原理如圖3所示，該支撐結構1-5和升降機構1-4構成三角狀穩定支撐結構，如圖3的虛線所示，當該刷掃式清除機構1-2不工作或路面上有較大障礙物時，可利用高壓油控制活塞桿1-42相對油缸1-41回縮，帶動刷掃式清除機構1-2抬起，保證清除車的順利通行。如圖2的實線所示，當欲刷掃路面時，可利用高壓油控制活塞桿1-42相對油缸1-41伸出，帶動刷掃式清除機構1-2落下，處于正常工作狀態。如圖4所示，本實用新型的圓柱形掃刷1-21也可通過升降機構直接支撐于拖動裝置8上，通過油缸1-41與活塞桿1-42間的相對伸縮帶動其垂直升降。
其次，啟動刷掃式清除機構1-2，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，將路面上較低物體(如垃圾，薄層集雪，或者薄層集沙等)拋離地面，使該些物體呈松散狀態。
本發明的刷掃式清除機構1-2設有可沿水平軸1-22轉動的圓柱形掃刷1-21，該掃刷1-21可支撐于所述的拖動裝置8，并由該拖動裝置8的發動機驅動其轉動。該圓柱形掃刷1-21的刷毛1-211可成排設置，在轉動時形成旋轉工作面，以有效掃起路面上高度較低的物體。該刷毛1-211可由尼龍或金屬絲構成，如圖2所示。再次，啟動高壓風機1-3向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應約大于10000Pa，風量應約大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m，從而完成清除工作。
如圖1所示，本發明與該刷掃式清除機構1-2可對應設有高壓風出風口1-31，由高壓風機1-3向該出風口1-31提供高壓風，該高壓風出風口1-31可為兩個，并分別設于所述刷掃式清除機構1-2的兩側，以有效吹除刷掃式清除機構1-2掃起的如垃圾、薄層集雪或薄層集沙等物，從而高質量地清除路面。
這種以吹除式的物理方法為主的道路清除方法，所清除的物體本身的特性對其清除效果的影響較小，因此本發明可以用于清除道路薄層集雪的清除。在清除的過程中，雪與清除機構之間沒有任何的機械式接觸，所以雪的機械特性的不會對清除效果產生影響，因此本發明在設計時不用考慮雪的自身特性對該清除機的影響，減低了設計難度，從而可以實現對道路薄層集雪的低成本、高效率的清除。
在本發明中，高壓風機1-3可由拖動裝置8的發動機或輔助發動機5作為動力源帶動其轉動，或者由電機構成動力源帶動其轉動。具體到本實施例中，如圖5所示，高壓風機1-3可由該拖動裝置8的輔助發動機5動力源，該輔助發動機5的輸出軸通過傳動機構1-6連接于高壓風機1-3的主軸，從而帶動其轉動。該傳動機構1-6可為皮帶輪轉動、鏈輪傳動、齒輪傳動或其他傳動方式，本發明并不限制其具體形式。該傳動機構1-6可具有增速或減速功能，以提供給高壓風機1-3所需的適當轉速。在高壓風機1-3的進風口1-32處可設有風量調節裝置1-7，以根據實際需要方便調節風量。該風量調節裝置可具體為氣控或者液控閥。由于本實用新型采用低風量，高風壓的風機1-3，在吹除路面上的垃圾，薄層集雪，或者薄層集沙等物的同時，還可將路面上附著的細小灰塵吹除干凈，這種高質量的清掃可提高車輪與道路的附著系數和平均運輸速度，減小車輪滑轉無益的能量損失。
由于本發明采用吹除式方法，壓力風從出風口吹向道路表面時，氣流會形成一個完整的覆蓋面，將該覆蓋面內道路表面的物體全部吹除，這種非接觸式物理清除方法及裝置并不依賴于刷掃機構與道路表面的接觸來決定其清除效果，因此本發明的方法及裝置不必在清除過程中考慮其運行速度的影響，從而可有效地提高清除速度。
實施例2本實施例的道路清除方法及其裝置與實施例1基本相同，其區別在于，為適應清除較高物體的需要，在本實施例中，在刷掃式清除之前，可利用刮板機構2將路面上較高物體刮離路面并輸送至其前進方向的側邊，如圖6所示。
本實施例主要用于對道路上的較厚積雪的清除，在使用時，首先，啟動拖動裝置8，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行。
本實施例的刮板機構2設有液控或氣控的升降機構2-4控制其升降。如圖7所示，在本實施例中，該升降機構2-4至少包括有一油缸2-41及可伸縮的活塞桿桿2-42，該油缸2-41和活塞桿桿2-42分別鉸接于所述驅動車體8和刮板2-1，從而將刮板2-1連接于車體，并通過液壓控制活塞桿桿2-42的伸縮調整該刮板2-1的升降。該升降機構2-4與刮板2-1的鉸接點可位于所述刮板2-1弧形腔2-12的中心軸線之下或之上，通過油缸2-41與活塞桿桿2-42的相對伸縮控制該刮板2-1翻轉升降。
另外，如圖8所示，升降機構2-4可鉸接于刮板2-1的上端，通過油缸2-41與活塞桿桿的2-42相對伸縮控制該刮板2-1垂直升降。
在運行同時，通過升降機構2-4將刮板機構2落下至其下端工作面高于地面一定距離處，調整該刮板2-1與其前進方向至適當角度；刮板2-1隨著拖動裝置8前進，將其前方的高于刮板2-1下端工作面的物體，帶入刮板2-1內堆集，啟動螺旋輸送機構2-2轉動，將堆集于刮板2-1內的物體輸送至刮板2-1的側邊。
如圖7所示，該刮板機構2至少包括一刮板2-1，該刮板2-1的下端設有鏟刀2-11。該鏟刀2-11由于直接與積雪摩擦，易于磨損，可根據使用情況及時更換。為避免該鏟刀2-11在清雪過程中與堅硬的路面接觸而被損壞，該鏟刀2-11應與路面留有一定間隙，在本實施例中，該鏟刀2-11與路面的間隙可約為50mm。如圖4所示，該刮板2-1可設于驅動車體的前部，由該驅動車帶動該刮板1向前運動。如圖1所示，所述與刮板2-1配合設置的螺旋輸送機構2-2的轉動軸2-21支撐于該刮板2-1。所述刮板2-1設有與螺旋輸送機構2-2配合的弧形腔2-12，螺旋輸送機構2-2可在該弧形腔2-12內由驅動裝置驅動饒其轉動軸2-21轉動，以將鏟刀2-11堆積的積雪螺旋輸送到路側。
該螺旋輸送機構2-2可由油馬達帶動一減速裝置2-3驅動。該油馬達2-3可由驅動車體8的發動機或輔助發動機為動力源。該螺旋輸送機構2-2也可由電機驅動其轉動。
為保證該刮板機構在清除積雪時，始終處于最佳工況狀態。如圖7所示，本實用新型的刮板機構2可由角度調節裝置2-5調節刮板2-1與車體前進方向的夾角a。該角度調節裝置2-5至少包括有一油缸2-51及可伸縮的活塞桿2-52，該油缸2-51和活塞桿2-52分別鉸接于所述驅動車體8和刮板2-1，通過液壓控制活塞桿2-52的伸縮調整該刮板2-1的相對于升降機構2-4與刮板2-1的一個鉸接點轉動。在除雪過程中，該角度調節裝置2-5可根據路面的積雪的雪密度和前進阻力，調整調節刮板2-1與車體前進方向的夾角a。
如圖9所示，在升降機構2-4鉸接于刮板2-1的上端的情況下，所述的角度調節裝置2-5可包括有兩個油缸2-51、2-53及可伸縮的活塞桿2-52、2-54，該油缸2-51、2-53和活塞桿2-52、2-54分別鉸接于所述驅動車體8和刮板2-1，并在該刮板2-1上的鉸接點位于升降機構2-4的兩側，在工作時，可通過調整兩個油缸2-51、2-53相對于活塞桿2-52、2-54的相對伸縮，調節刮板2-1與車體前進方向的夾角a，使該刮板機構始終處于最佳工況狀態，提高清雪速度及效率。
在利用刮板機構分流大部分積雪的同時，啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上低于50mm的物體拋離地面；并啟動高壓風機1-3向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m，從而分步驟、高質量地將積雪路面清除干凈。
實施例3本實施例的道路清除方法及其裝置與實施例1基本相同，其區別在于，為適應清除已壓實積雪或集沙的需要，在本實施例中，所述的刷掃式清除之前，可利用破碎機構構3將附著于路面物體翻離路面，再利用附刮板4將其輸送于其前進方向的側邊，如圖10所示。本實施例在實施時，首先，啟動拖動裝置8，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行。
如圖11所示，該破碎裝置3可由液控或氣控的升降機構3-2連接于拖動裝置8；該破碎裝置3設有破碎刀3-11，該破碎刀3-11固定于支撐梁3-12，所述的升降裝置3-2連接于支撐梁3-12，并帶動其升降。該支撐梁3-12的上端連接于車體上。
所述的支撐梁3-12至少由兩個支撐桿3-121、3-122絞接于車體上，該升降機構3-2的支撐點3-21、3-22分別絞接于支撐桿3-121、3-122上。在本實施例中，如圖11所示，該升降機構3-2可由油缸3-23及與之相配合的活塞桿3-24組成液壓升降裝置，該液壓升降裝置的一端3-25絞接于拖動裝置上，另一端的支撐點3-21、3-22絞接于支撐梁3-12，通過油缸3-23與活塞桿3-24間的相對伸縮帶動支撐梁3-12轉動升降。如圖12的虛線所示，當路面上有較大障礙物時，利用高壓油控制活塞桿3-24相對油缸3-23伸出，支撐梁3-12帶動破碎刀3-11抬起，以避免損壞該破碎刀3-11，并保證清除車8的順利通行。如圖12的實線所示，當欲清除冰雪時，可利用高壓油控制活塞桿3-24相對油缸3-23回縮，使支撐梁3-12帶動破碎刀3-11落下，處于正常工作狀態。
如圖13所示，所述的支撐梁3-12上端也可通過升降裝置3-2連接于車體上。該升降機構3-2可由油缸3-23及與之相配合的活塞桿3-24組成液壓升降裝置，該液壓升降裝置的一端連接于拖動裝置上，另一端的支撐點連接于支撐梁3-12，通過油缸3-23與活塞桿3-24間的相對伸縮帶動支撐梁3-12垂直升降，從而控制破碎刀3-11是否處于正常工作狀態。
如圖14所示，該破碎裝置3在如圖13所示的與拖動裝置8的連接結構中，所述支撐梁3-12與拖動裝置8間還可設有輔助支撐3-13，以改善升降機構3-2的受力狀態，使其處于穩定的三角支撐狀態。該輔助支撐3-13的一端鉸接于支撐梁3-12，另一端鉸接于拖動裝置8。如圖14虛線所示，當本發明處于非工作狀態或路面上有較大障礙物時，可利用高壓油控制活塞桿3-24相對油缸3-23伸出，支撐梁3-12帶動破碎刀3-11抬起，以避免損壞該破碎刀3-11，并保證清除車的順利通行。如圖14的實線所示，當欲清除冰雪時，可利用高壓油控制活塞桿3-24相對油缸3-23回縮，使支撐梁3-12帶動破碎刀3-11落下，處于正常工作狀態，由拖動裝置8帶動破除路面上的冰雪。
在本發明的清除車運行同時，將破碎裝置3通過升降機構3-2落下至其下端工作面距離貼履于地面，破碎刀3-11隨著拖動裝置8前進，將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板4將其輸送于其前進方向的側邊；如圖1所示，該破碎裝置3的支撐梁3-12可由上支撐梁3-123和下支撐梁3-124組成，在上支撐梁3-123和下支撐3-124梁間設有彈性復位機構3-3，下支撐梁3-124可以相對于上支撐梁3-123彈性上下移動。該彈性復位機構3-3可由設于位于上、下支撐梁3-123、3-124間的支撐柱3-31及套設于該支撐柱3-31上的支撐彈性元件3-32構成。所述的破碎刀3-11可水平成排設置，于該破碎刀3-11的前面可設有保護輪3-4，該保護輪3-4的底緣低于破碎刀3-11的底面。如圖1所示，該破碎刀3-11可水平成排設置于下支撐梁3-124，該保護輪3-4可固定設于該下支撐梁3-124。這樣，彈性復位機構3-3與保護輪3-4共同構成一保護裝置，由于保護輪3-4的底緣低于破碎刀3-11的底面，當路面有突起時，保護輪3-4首先接觸該突起并在其阻力作用下壓縮套設于該支撐柱3-31上的支撐彈性元件3-32，從而抬起下支撐梁3-124帶動破碎刀3-11抬起；反之，當路面有凹陷時，下支撐梁3-124帶動破碎刀3-11在支撐彈性元件3-32的彈性恢復力作用下落下。因此，利用該保護裝置，可依道路表面的高度變化，自動調節其破碎刀3-11的與地面的接觸狀態，可適合于不同路況的公路，不會對路面造成任何的損害，同時又能有效地保護該執行機構正常工作。
如圖10所示，該附刮板4連接于拖動裝置上的破碎裝置3之后，并距破碎刀3-11一段距離。如圖15所示，在該附刮板4的工作端設有可更換刮刀4-51，該附刮板4可相對于破碎裝置3傾斜一定的角度，在工作過程中，該附刮板4的工作端的可更換刮刀4-51可將破碎裝置3破碎的冰雪刮起，并使其沿附刮板4滑向路側，從而清除路面的冰雪。該附刮板4可由彈性支撐保護結構4-6連接于所述拖動裝置8。在本實施例中，該彈性支撐保護結構4-6可進一步包括有一桿體4-61，該桿體4-61一端絞接于附刮板4上，構成刮板4的轉動支撐；另一端套設于固定連接于拖動裝置8上的支撐座4-62內，桿體4-6上套設有彈性元件4-63。當遇到起伏不平的路面時，可通過該彈性支撐結構4-6，根據道路表面的高度變化，自動調節附刮板4的刮刀4-51與地面的接觸狀態，使本附刮45可適合于不同路況的公路，不會對路面造成任何的損害，同時又能有效地保護該刮刀4-51正常工作。
所述附刮板4帶有液控或氣控的升降機構和角度調節機構4-7，該升降機構和角度調節機構4-7可帶動繞刮板4的轉動支撐轉動調節升降和角度。在本實施例中，如圖15所示，所述的升降機構和角度調節機構4-7可由兩個油缸4-71、4-72及與之相配合的活塞桿4-73、4-74組成液壓調節機構，該液壓調節機構的一端絞接于拖動裝置上，另一端絞接于附刮板4上，通過油缸4-71、4-72與活塞桿4-73、4-74的相對伸縮帶動附刮板4升降以及調節角度。
在破碎裝置3及其后的附刮板4對路面的壓實物體翻離路面；并輸送于其前進方向的側邊的同時，啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上其余物體拋離地面；并啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m，從而分步驟、高質量地將路面清除干凈，如圖10所示。
實施例4
本實施例的道路清除方法及其裝置與實施例2基本相同，其區別在于，在刷掃吹除之前，可先采用刮板機構將離路面較高的物體輸送至路邊，并同時利用破碎裝置將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊，最后配合吹除式刷掃機構將路面上余留的物體刷掃并吹除干凈，如圖16所示。
本實施例在實施時，如圖16所示，可首先啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；在運行同時，將刮板機構落下至其下端工作面距離地面一定高度處，調整該刮板與其前進方向至適當角度；刮板隨著拖動裝置前進，將其前方的高于刮板下端工作面的物體，帶入刮板內堆集，啟動螺旋輸送裝置轉動，將堆集于刮板內的物體輸送至刮板的側邊，并同時，將破碎機構落下至其下端工作面距離貼履于地面，破碎刀隨著拖動裝置前進，將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊；同時，啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上其余物體拋離地面；并啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離道路側邊的距離應大于2m，從而，分步驟、高效率、高質量的將路面清除干凈。
權利要求
1.一種道路清除方法，利用可旋轉的刷掃式清除裝置對道路表面進行刷掃式的清除，其特征在于，通過該刷掃式清除裝置旋轉工作面，將路面上高度較低的物體拋離地表面的同時，向清掃部位的路面提供高壓風，該高壓風將欲清除物體吹離路面，該高壓風的出口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h。
2.根據權利要求1所述的一種道路清除方法，其特征在于，在刷掃式清除之前，可利用刮板機構將路面上較高物體刮離路面并輸送至其前進方向的側邊。
3.根據權利要求2所述的一種道路清除方法，其特征在于，所述的路面上較高的物體可利用螺旋輸送方式輸送至刮板機構前進方向的一側或者兩側，其刮板機構的工作端面與路面留有間隙。
4.根據權利要求1所述的一種道路清除的方法，其特征在于，在所述的刷掃式清除之前，可利用破碎機構構將附著于路面物體翻離路面，再輸送至其前進方向的側邊。
5.根據權利要求1所述的一種道路清除的方法，其特征在于，在將附著于路面上的壓實的物體翻離路面后，再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊。
6.根據權利要求1所述的一種道路清除方法，其特征在于，其至少包括有如下步驟A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，將路面上較低物體拋離地面；C、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于15,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m。
7.根據權利要求2或3所述的一種道路清除方法，其特征在于，其至少包括有如下步驟A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、在運行同時，將刮板機構落下至其下端工作面距離地面一定高度處，調整該刮板與其前進方向至適當角度；刮板隨著拖動裝置前進，將其前方的高于刮板下端工作面的物體，帶入刮板內堆集，啟動螺旋輸送裝置轉動，將堆集于刮板內的物體輸送至刮板的側邊。C、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上低于刮板下端工作面的物體拋離地面；D、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離路側邊的距離應大于2m。
8.根據權利要求4或5所述的一種道路清除方法，其特征在于，其至少包括有如下步驟A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、在運行同時，將破碎機構落下至其下端工作面距離貼履于地面，破碎刀隨著拖動裝置前進，將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊；C、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上其余物體拋離地面；D、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離道路側邊的距離應大于2m。
9.根據權利要求1或2或4所述的一種道路清除方法，其特征在于，其至少包括有如下步驟A、啟動拖動裝置，帶動清除裝置至欲清除道路，并帶動該清除裝置向前進方向運行；B、在運行同時，將刮板機構落下至其下端工作面距離地面一定高度處，調整該刮板與其前進方向至適當角度；刮板隨著拖動裝置前進，將其前方的高于刮板下端工作面的物體，帶入刮板內堆集，啟動螺旋輸送裝置轉動，將堆集于刮板內的物體輸送至刮板的側邊。C、在運行同時，將破碎機構落下至其下端工作面距離貼履于地面，破碎刀隨著拖動裝置前進，將附著于路面的物體翻離路面；再利用附刮板將其輸送于其前進方向的側邊；D、啟動刷掃式清除裝置，其旋轉的刷掃式工作端面利用其全寬度刷掃地面，繼續將路面上其余物體拋離地面；E、啟動高壓風機向刷掃部分路面吹高壓風，其高壓風的出風口風壓應大于10,000Pa，風量應大于1000M3/h，將拋離路面的物體吹離道路側邊的距離應大于2m。
10.一種使用如權利要求1所述的道路清除方法的道路清除車，包括有一拖動裝置，由該拖動裝置帶動清除裝置運行，該清除裝置至少包括有刷掃式清掃機構，其特征在于，該刷掃式清除機構至少對應設有一個高壓風出風口，由高壓風機向該出風口提供高壓風。
11.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于，所述的拖動裝置可為汽車、履帶式和輪式拖拉機、或自行式平地車底盤；于清除車上可設有清除控制操作室；于清除車上可設有輔助發動機。
12.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于所述的刷掃式清除機構設有可沿水平軸轉動圓柱形掃刷，該掃刷支撐于所述的拖動裝置，并由該拖動裝置的發動機帶動其轉動。
13.根據權利要求12所述的一種道路清除車，其特征在于所述的刷掃式清除機構中可沿水平軸轉動圓柱形掃刷的刷毛可成排設置，該刷毛可由尼龍或金屬絲構成。
14.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于所述刷掃式清除機構設有控制其升降的液控或氣控升降機構。
15.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于所述的高壓風機可由拖動裝置的發動機或輔助發動機作為動力源帶動其轉動，或者由電機構成動力源帶動其轉動。
16.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于所述的高壓風機出口風壓約大于10000Pa，出口風量應約大于1000M3/h，轉速約大于1500r/min。
17.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于所述的高壓風機的進風口處可設有風量調節裝置，該風量調節裝置可為氣控或者液控閥。
18.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于所述的高壓風出風口可設有兩個，分別位于刷掃式清除機構的兩側。
19.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于該清除車還包括有其車體前部的刮板機構，該刮板機構至少包括一刮板，與該刮板配合有螺旋輸送機構，該螺旋輸送機構的轉動軸支撐于該刮板。
20.根據權利要求19所述的一種道路清除車，其特征在于所述刮板設有與螺旋輸送機構配合的弧形腔，其下端設有可更換鏟刀，螺旋輸送機構可設置于該弧形腔內，由油馬達或電機通過傳動裝置驅動繞其轉動軸轉動。
21.根據權利要求19所述的一種道路清除車，其特征在于所述的刮板機構設有控制其升降的液控或氣控升降機構。
22.根據權利要求19所述的一種道路清除車，其特征在于所述的刮板機構設有液控或氣控角度調節裝置，通過該角度調節裝置調節刮板與車體前進方向的夾角。
23.根據權利要求20所述的一種道路清除車，其特征在于所述刮板下端的可更換鏟刀應與路面留有間隙。
24.根據權利要求10所述的一種道路清除車，其特征在于該清除車還可包括有一破碎裝置，該破碎裝置可由升降裝置連接于拖動裝置；該破碎裝置設有破碎刀，該破碎刀固定于支撐梁，所述的升降裝置連接于支撐梁，并帶動其升降。
25.根據權利要求24所述的一種道路清除車，其特征在于所述的支撐梁可由上支撐梁和下支撐梁組成，在上支撐梁和下支撐梁間設有彈性復位機構，下支撐梁可以相對于上支撐梁彈性上下移動。
26.根據權利要求24所述的一種道路清除車，其特征在于所述的破碎刀可水平成排設置，于破碎刀的前方設有可與破碎刀連動的保護輪，該保護輪的底緣低于破碎刀的底面。
27.根據權利要求24所述的一種道路清除車，其特征在于在破碎刀的后部可加設有附刮板，該附刮板連接于同一拖動裝置上，并距破碎刀一段距離。
28.根據權利要求27所述的一種道路清除車，其特征在于該附刮板可由彈性支撐保護結構連接于所述拖動裝置。
29.根據權利要求27所述的一種道路清除車，其特征在于所述附刮板帶有升降機構和角度調節機構，該升降機構和角度調節機構可帶動繞刮板轉動支撐轉動式調節升降和角度。
30.根據權利要求27所述的一種道路清除車，其特征在于所述的刮板的工作端設有可更換刮刀。
全文摘要
一種道路的清除方法及裝置，利用可旋轉的刷掃式清除裝置對道路表面進行刷掃式的清除，將路面上高度較低的物體拋離地表面的同時，向清掃部位的路面提供高壓風，該高壓風將欲清除物體吹離路面。應用該方法的道路清除車，包括有一拖動裝置，由該拖動裝置帶動清除裝置運行，該清除裝置至少包括有刷掃式清掃機構，該刷掃式清除機構對應設有高壓風出風口。本發明利用機械式和物理式相結合的方法進行道路的清除，免除在高速公路過程中不必要的垃圾收集過程，可提供低成本、高質量的道路清除。
文檔編號E01H1/00GK1393601SQ0111885
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月22日 優先權日2001年6月22日
發明者楊會良, 李同春, 王文孝, 陸威雷, 趙健, 米顏清 申請人:楊會良