[实用新型]一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备

说明书

本实用新型公开一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备，热水射流导轮模块中的热水射流装置和红外接收器装置用以确定铣刀铣削深度，其双曲柄装置用以实现导轮对于障碍物的规避，防止卡死现象。三角轮模块通过三角轮与红外中断传感器的结合，使得三角轮触碰障碍物旋转引起红外传感器产生信号，该信号传递给指令控制中心，控制铣刀升降，实现避障功能。铣刀模块由升降装置、升降平台、电机与铣刀装置组成，升降装置控制铣刀升降，铣刀上设置有用于铣刀径向进给的刀刃。各铣刀模块左右并置以形成作业宽幅。与现有的铣削式除冰方式对比，此装置通过简单的传感器运用，实现了沿起伏路面的延迟升降，可以合理避障。

技术领域

本实用新型涉及除冰设备技术领域，特别适用于一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备。

背景技术

冬季雪后路面容易结冰，给各国造成了严重的经济损失。目前，国内外的除冰方法整体而言可以分为三种类型：化学除冰法、热力除冰法和机械除冰法。

化学除冰法是通过使用盐类等除雪剂降低冰点使冰雪融化。化学除冰法操作简单，使用方便，应用较广，但其存在着以下不足：1)环境威胁大，严重地污染了当地环境。2)腐蚀路面，严重影响路面寿命，危害附近植被。3)化学剂受温度影响很大，在低温时，实际使用效果远远低于预期效果。

热力除冰法是利用热能使冰雪融化，主流方法有微波加热和红外加热两种。1)红外加热是通过加热红外线加热板，从而产生热辐射使道路冰雪融化。2)微波加热是利用路面对微波的吸收能力强于冰雪，让微波透过冰面加热路面与冰面的连接部分，使冰面与路面之间的结合力消失，再辅以机械装置，达到除冰的目的。

上述两种除冰方案除冰效果非常好，除冰速度缓慢。微波加热除冰，对路面颜色等性质要求严格，只有在沥青路面等深色路面才会有较好的作用。红外除冰技术成熟，但能耗太大，微波除冰能耗相对较小，但技术不成熟，这两者均未得到广泛运用。

机械除冰是通过机械装置对冰面的直接作用来清理冰面。机械除冰的方式效率高，环保无污染，不会损坏路面，污染环境。同时机械除冰易于模块化设计，大多可直接与现有除冰设备搭配使用，市场采纳率高，目前在国内广泛采用。机械除冰按工作方式可分为五类，1)静碾压裂式，工作装置悬挂于装载机前端，通过滚压轮上的组合刀片，依靠滚压轮自身的重量和来自装载机动臂和摇臂的协调压力，在主机作用下处理冰层。2)铲剁式，由多刀刃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，该机构采用柔性连接，实现了对路面高低不平的自动补偿。3)振动式，振动式车载液压系统驱动振动马达,带动偏心块的旋转,在离心力的作用下,振动轮沿圆周径向运动。对路面冰层来说,既有上下方向的振动作用力,又有水平方向的揉搓作用力,振动轮表面的凸块切入并挤压冰层,致使冰层断裂破碎与地面剥离,达到除冰的目的。4)柔性链条击打式，柔性链条击打式采用特制链条,前端安装吊环,在主机的驱动下,链条作高速旋转,对路面进行柔性击打,从而获得破冰效果。5)高压水射流法，高压水射流技术除冰,是指用高压设备将水压增大,利用强大的水压将冰破碎达到除冰目的。但以上方式有各自局限性。前四种方式，由于路表平面不均，作用在刀具上的力较大，而机械设备难以把握除冰力度，容易损害地面，损伤设备。第五种方式由于用到高压水流，对设备要求较高，同时冲击的水流会在短时间再次结冰，所以只能在特殊场合下使用。

鉴于上述除冰技术的局限性，近年来，国内相继提出利用铣刀除冰的的铣削式除冰方案。

朱自成、张学军等，在中国农机化学报上发表了名为《机械铣削式除冰装置的设计与实验研究》的论文，结合热水射流切割除冰的方法，提出并设计了一种机械铣削除冰装置。导杆与滚轮共同构成该装置定位机构，电机连接铣刀固定在钢架上，定位机构与刚架相连，钢架以及铣刀的最低点由导轮确定，使用热水射流把冰面分割成独立模块，并形成冰槽，使得导轮与地面接触，从而确定了铣刀切削深度，减少了铣刀的磨损和对路面的破坏。并结合王浩青的《切削力理论计算公式的局限性探讨》等文章通过的相关计算以及实验，推导除了铣刀铣削的相关公式，建立了相关的铣削数学模型。