CN103410113A - 一种除冰车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除冰车，该除冰车用于除去路面上的冰层，其中，所述除冰车包括松冰机构和铲除机构，该松冰机构包括供电装置和放电装置，其中，该放电装置包括能够切入到该冰层中的刃头（11），所述供电装置向所述刃头（11）施加电流，能够产生电弧融解掉冰层与路面的接触层冰面使冰层与路面分离；该铲除机构对松冰机构处理后与地面分离的冰层铲除。通过上述技术方案，除冰车的松冰机构包括供电装置和放电装置，该供电装置向放电装置提供电流，利用电弧放电原理来进行松冰，利用电弧放电产生的热量来使得冰层更加彻底地与地面分离，不但能够在不损坏路面的情况下能够更加彻底地进行松冰，并且能够更加高效节能，可以应用在实时的路面除冰作业中。

Description

一种除冰车

技术领域

本发明涉及特殊车辆领域，具体地，涉及一种除冰车。

背景技术

由于北方地区冬季寒冷，降水过后往往会在路面上冻结成冰，或者松散的积雪由于车辆的碾压而形成坚硬的冰层，使得路面光滑，对车辆和行人的安全造成威胁。因此，目前通常使用除冰车来除去路面上的冰层。

现有的除冰车一般都是采用先将冰从路面上除下再收集的方法来完成路面的除冰工作的。

其中，一种除冰车采用机械碎冰的方法来进行除冰。具体地，在除冰车的前段部分设置有破碎装置，例如刨铣机械或刃形推进器，来将路面的冰层破碎；在除冰车的后段部分设置有收集装置，例如铲斗或者其他清扫机械等，来收集路面上的碎冰。

但是采用这种机械碎冰的方法的除冰车，无论使用这种的破碎装置，都存在严重的除冰质量不高的问题。由于冰层与路面的接合相当紧密，加上路面表层并不是严格意义上的平整，有些路面的情况甚至会更差，而且破碎装置不能伤害路面，因此往往会出现冰层的上层破碎而下层依然没有出去的情况，除冰效果并不理想。

另外，还有一种采用加热融化冰层的方法来除冰的除冰车。具体地，在除冰车的前段部分设置有融冰装置，该融冰装置通过直接加热或者喷洒融冰剂的方法来对路面上的冰层进行溶解，在利用收集装置来清除路面上融化的冰水。

上述第二种方法除冰质量较高，但是对于利用加热方法融冰的融冰装置来说，对冰层加热需要消耗大量的能量，冰层受热融化所需的时间较长，作业效率较低，不能达到公路路面的除冰要求；对于利用融冰剂来融冰的融冰装置，喷洒融冰剂的成本过于昂贵并且作业效率不高。上述的融化冰层的方法不适用于公路除冰。

发明内容

本发明的目的是提供一种除冰车，该除冰车能够更加高效节能且彻底的除去路面上的冰层。

为了实现上述目的，本发明提供一种除冰车，该除冰车用于除去路面上的冰层，其中，所述除冰车包括松冰机构和铲除机构，该松冰机构包括供电装置和放电装置，其中，该放电装置包括能够切入到该冰层中的刃头，所述供电装置向所述刃头施加电流，能够产生电弧融解掉冰层与路面的接触层冰面使冰层与路面分离；该铲除机构对松冰机构处理后与地面分离的冰层进行铲除。

优选地，所述供电装置向所述刃头提供高频交流电流。

优选地，所述供电装置包括发电机和变送器，所述发电机产生交流电流，所述变送器将所述发电机产生的电流转换成高频交流电流。

优选地，所述除冰车还包括调节机构，该调节机构用于调整所述刃头切入冰层的深度。

优选地，所述调节机构包括检测装置、处理装置和调节装置，所述检测装置用于检测所述刃头切入冰层的深度并传送给所述处理装置，当所述处理装置判断所述刃头切入冰层的深度没有达到预定深度时产生控制信号，所述调节装置根据所述控制信号调整所述刃头切入冰层的深度。

优选地，所述调节装置为液压缸，该液压缸包括活塞杆和缸体，所述检测装置包括压力传感器和位置传感器，所述压力传感器设于所述刃头上，用于检测所述刃头切入冰层时受到的压力，所述位置传感器设于所述液压缸上，用于检测所述活塞杆相对于所述缸体的伸缩位置。

优选地，当所述处理装置判断所述压力传感器检测到压力值持续增大且所述位置传感器检测到活塞杆的伸缩位置没有发生变化时，产生指示所述刃头切割到地面的控制信号，所述调节装置根据所述控制信号控制液压缸降低输出压力，以避免所述刃头继续与地面摩擦而造成损坏；

当所述处理装置判断所述压力传感器检测到的压力值没有变化且所述位置传感器检测到活塞杆沿所述缩回方向运动时，产生指示冰层变硬或变厚的控制信号，所述调节装置控制液压缸增大输出压力，以保证所述刃头能够切到预定的深度。

优选地，所述刃头通过绝缘件连接到所述液压缸。

优选地，所述放电装置包括多个所述刃头，所述多个刃头沿所述除冰车的宽度方向并排设置并相互间隔地分别连接到所述供电装置的相反的两个电极上。

优选地，所述除冰车还包括清扫机构，用于在铲除机构铲除冰层后清扫掉路面的覆水和残留的碎冰。

通过上述技术方案，除冰车的松冰机构包括供电装置和放电装置，该供电装置向放电装置提供电流，利用电弧放电原理来进行松冰，利用电弧放电产生的热量来使得冰层更加彻底地与地面分离，不但能够在不损坏路面的情况下能够更加彻底地进行松冰，并且能够更加高效节能，可以应用在实时的路面除冰作业中。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明优选实施方式的除冰车的示意图；

图2是图1的松冰机构的放大视图。

附图标记说明

11刃头        12液压缸

13绝缘件      14压力传感器

15位置传感器  21发电机

22变送器      4推板

5清扫机构

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指相对于除冰车的车身的方向，除冰车的宽度方向指通常情况下指从车辆的左侧到右侧的宽度，也就是在除冰车向前直行时垂直于行驶方向的方向，“前，后”通常指沿除冰车的长度方向上，以车头为前，车尾为后。

本发明提供一种除冰车，该除冰车用于除去路面上的冰层，其中，所述除冰车包括松冰机构和铲除机构，该松冰机构包括供电装置和放电装置，其中，该放电装置包括能够切入到该冰层中的刃头11，所述供电装置向所述刃头11施加电流，能够产生电弧融解掉冰层与路面的接触层冰面使冰层与路面分离；该铲除机构对松冰机构处理后与地面分离的冰层进行铲除。

本发明的除冰车包括松冰机构，该松冰机构利用电弧放电的原理来进行松冰。具体地，供电装置向放电装置提供电流，从而使得放电装置的两极之间能够形成电弧放电，从而产生足够的热量使得冰层融化以起到松冰的作用。

放电装置通常采用刃头11，该刃头11能够切入到冰层中。放电装置向刃头11施加电流，从而使得在刃头11上发生电弧放电现象，冰层与地面接触的部分由于存在灰尘等而具有较大的导电率，从而产生较大的热量，以导致冰层与地面接触的一层融化，刃头11不仅可以起到放电的作用，还能够通过锋利且坚硬的刃头11切开与地面分离的冰层，从而达到松冰的目的。

本发明的除冰车还包括铲除机构，在松冰车上，松冰机构设置在除冰车的前端，用于进行松冰作业，在松冰机构的后侧设置有铲除机构，该铲除机构可以采用现有技术中任意一种适用的铲除机构，例如优选为推板4，从而对松冰机构处理后与地面分离的冰层进行铲除。

通过上述技术方案，除冰车的松冰机构包括供电装置和放电装置，该供电装置向放电装置提供电流，利用电弧放电原理来进行松冰，利用电弧放电产生的热量来使得冰层更加彻底地与地面分离，不但能够在不损坏路面的情况下能够更加彻底地进行松冰，并且能够更加高效节能，可以应用在实时的路面除冰作业中。

优选地，所述刃头11采用金属刃头。

优选地，所述供电装置向所述刃头11提供高频交流电流。

更优选地，所述供电装置包括发电机21和变送器22，所述发电机21产生交流电流，所述变送器22将所述发电机21产生的电流转换成高频交流电流。

根据本发明的技术方案，供电装置向放电装置提供电流以通过刃头11产生电弧。电弧可以根据产生电弧的电流分为多种，在本发明中，优选地，供电装置向刃头11提供高频交流电流。

根据本发明的优选实施方式，供电装置包括发电机21和变送器22，发电机21产生交流电流，变送器22将发电机21产生的交流电流转换成高频交流电流。

优选地，所述除冰车还包括调节机构，该调节机构用于调整所述刃头11切入冰层的深度。

根据上文所述，本发明通过电弧放电的方式除冰的原理在于冰层与地面接触的部分由于存在灰尘等而具有较大的导电率，在发生电弧放电时能够产生较大的热量，以导致冰层与地面接触的一层融化。因此，刃头11切入冰层的深度对于通过电弧放电方式除冰的效果有着重要的影响，刃头11切入的深度越接近冰层与地面接触的部分，电弧放电产生的热量就能够更多地作用在冰层与地面接触的部分，从而避免地面上存在残余的冰层。

在实际路面除冰工作中，由于道路的表面很可能存在不平的现象，冰层也很可能出现不均匀的情况，因此固定的刃头11很明显不能够适应路面上冰层可能出现的变化情况，以刃头11在除冰车车身上固定点与地面之间的距离为参考量，该参考量在除冰车的工作过程中会不断发生变化，如果刃头11固定在除冰车上并且刃头11的末端与除冰车的车身之间的距离固定不变，当刃头11在除冰车车身上固定点与地面之间的距离增大时，刃头11的末端不能够到达冰层与地面接触的部分，导致电弧放电的能量不能作用在冰层与地面接触的部分，以使得与地面最接近的冰层不能够除去；当刃头11在除冰车车身上固定点与地面之间的距离减小时，刃头11的末端会切穿冰层并接触地面，严重的话甚至会损坏刃头11.

根据本发明的优选实施方式，除冰车还包括调节机构，该调节机构用于调整刃头11切入冰层的深度。现有技术中任何能够实现上述功能的结构都可以应用到本发明中，例如调节机构包括伸缩装置，判断刃头11切入冰层的深度，再相应地通过伸缩装置来控制刃头11相对于除冰车车身的距离，从而调整刃头11切入冰层的深度。

优选地，所述调节机构包括检测装置、处理装置和调节装置；所述检测装置用于检测所述刃头11切入冰层的深度并传送给所述处理装置，当所述处理装置判断所述刃头11切入冰层的深度没有达到预定深度时产生控制信号，所述调节装置根据所述控制信号调整所述刃头11切入冰层的深度。

在本优选实施方式中，调节结构包括检测装置、处理装置和调节装置。该检测装置用于检测刃头11切入冰层的深度，并将该检测结果传送到处理装置；该处理装置将该检测结果与预定深度进行比较，以判断刃头11切入冰层的深度是否达到预定深度，并在刃头11切入冰层的深度没有达到预定深度时产生控制信号；调节装置根据该控制信号调整刃头11切入冰层的深度。

需要说明的是，这里所说的“预定深度”并不一定特指某一个深度值。如上所述地，在实际路面除冰工作中，最佳的工作状态是除冰车的刃头11能够切入到冰层与地面接触的部分且不与地面接触，因此在处理装置对检测结构进行判断时，可以将该最佳的工作状态作为预定深度，也就是说，该预定深度并不一定是一个定值，该控制信号根据刃头11切入冰层的深度与冰层与地面接触的部分的距离而产生，调节装置根据该控制信号而控制刃头11能够切入到冰层与地面接触的部分且不与地面接触。

优选地，所述调节装置为液压缸，该液压缸包括活塞杆和缸体，所述检测装置包括压力传感器和位置传感器，所述压力传感器设于所述刃头11上，用于检测所述刃头切入冰层时受到的压力，所述位置传感器设于所述液压缸上，用于检测所述活塞杆相对于缸体的伸缩位置。

在本优选实施方式中，调节装置为包括活塞杆和缸体的液压缸，活塞杆能够相对于缸体伸缩，从而控制刃头11相对于除冰车的车身之间的距离，以使刃头11的末端与除冰车的车身之间的距离改变，能够使刃头11切入冰层的深度达到预定深度，该液压缸不仅可以通过调整液压缸的活塞杆相对于缸体的伸缩程度来调整刃头11切入冰层中的深度，还可以在松冰作业的过程中起到减震的作用。

检测装置包括压力传感器14和位置传感器15，该压力传感器14用于检测刃头11切入冰层时受到的压力，位置传感器15用于检测活塞杆相对于缸体的伸缩位置。

刃头11的末端和侧壁的受力情况不同，由于刃头11的末端在切割过程中位于最前方，刃头11前方的障碍物对刃头11的反作用力施加在末端的很小的面积上，该反作用力主要取决于切割物的质地，也就是说刃头切割冰层还是切割到地面决定了该反作用力的大小；而刃头11的侧壁受到的反作用力主要是冰层作用在刃头的侧壁上的摩擦力，因此该反作用力主要取决于刃头11与冰层相接触的面积的大小。优选地，压力传感器14所检测的刃头11受到的压力为刃头11的末端受到的压力，因此该压力传感器14通常安装到刃头11上对应的位置。

位置传感器用于检测活塞杆相对于缸体的伸缩位置。由于活塞杆能够相对于缸体进行往复的伸缩运动，可以将刃头11安装在活塞杆的端部并将缸体的端部固定在除冰车的车身上，或者将刃头11安装在缸体的端部并将活塞杆的端部固定在除冰车的车身上，从而使得通过调节活塞杆相对于缸体的伸缩，活塞杆相对于缸体可以在伸出方向和缩回方向上运动。这里所说的伸缩位置指活塞杆相对于缸体的位置，也就是液压缸的活塞在缸体中的位置，该伸缩位置可以例如通过例如活塞杆伸出缸体的长度来表示。

优选地，当所述处理装置判断所述压力传感器检测到压力值持续增大且所述位置传感器的检测到活塞杆的伸缩位置没有发生变化时，产生指示所述刃头11切割到地面的控制信号，所述调节装置根据所述控制信号控制液压缸降低输出压力，以避免所述刃头11继续与地面摩擦而造成损坏；

当所述处理装置判断所述压力传感器检测到的压力值没有变化且所述位置传感器检测到活塞杆沿所述缩回方向运动时，产生指示冰层变硬或变厚，所述调节装置控制液压缸增大输出压力，以保证所述刃头11能够切到预定的深度。

对于采用液压缸的调节装置来说，液压缸的工作状态主要有两个参数：液压缸的输出压力和活塞杆相对于缸体的伸缩位置。而在刃头11工作的过程中，主要受到液压缸输出压力和冰层的反作用力，根据上文所述，给冰层对刃头11的反作用力包括冰层对刃头11的末端的反作用力和冰层对刃头11的侧壁的反作用力，而冰层对刃头11的侧壁的反作用力和液压缸的输出压力的合力则决定了刃头11随着活塞杆沿伸出方向运动还是沿缩回方向运动。

在本优选实施方式，处理装置根据冰层对刃头11的反作用力和活塞杆相对于缸体的伸缩位置两个参数来产生控制信号，具体地，下面分别针对两个参数中的一个不变另一个变化的情况介绍相对应的控制信号，和调节装置根据该控制信号对刃头11的控制。

压力传感器14和位置传感器15作为检测装置将检测到的值传送到处理装置，处理装置对该检测值进行判断：

当处理装置判断压力传感器检测到的压力值持续增大且位置传感器检测到的活塞杆相对于缸体的伸缩位置没有发生变化时，表示刃头11的末端受到的冰层的反作用力持续地施加更大的压力时，活塞杆没有相对于缸体伸出，优选地，在本优选实施方式中表明刃头11切割到地面。此时产生指示刃头11切割到地面的控制信号，调节装置根据该控制信号控制液压缸降低输出压力，以避免刃头11继续与地面摩擦而造成损坏。

当处理装置判断压力传感器检测到的压力值没有变化且位置传感器检测到活塞杆沿缩回方向运动时，表示在刃头11向冰层施加的压力不变时，活塞杆相对于缸体缩回，即刃头11的末端相对于除冰车的车身的距离减小，说明此时刃头11的侧壁受到冰层的反作用力大于液压缸施加在刃头11上的压力，使得活塞杆沿缩回方向运动，但是压力传感器检测到的压力值没有变化，也就是说刃头11的末端没有切割到地面。优选地，在本优选实施方式中，这种情况表明冰层变硬或变厚，在冰层变硬或变厚的情况下，刃头11的侧壁受到的摩擦力增大，即刃头11的侧壁受到的反作用力增大，因此在液压缸的输出压力不变的情况下，刃头11受到冰层的反作用力超过液压缸的输出压力，从而使得刃头11沿缩回方向运动。此时产生指示冰层变硬或变厚的控制信号，调节装置根据该控制信号控制液压缸提高输出压力，以保证刃头11切入冰层的深度能够达到预定深度。

需要说明的是，此处所描述的各种情况优选地基于地面为平整的平面，并且除冰车的车轮的行驶平面为与地面平行或重合的平面。

优选地，所述刃头11通过绝缘件13连接到所述液压缸12。

在本发明的优选实施方式中，刃头11通过绝缘件13与液压缸12连接。在如图所示的优选实施方式中，由于刃头11通过供电电缆与供电装置相连而带电，刃头11与液压缸12之间通过绝缘件连接，从而防止电流从刃头11通过液压缸传递到除冰车的车身。

需要说明的是，附图中仅例举了一种优选的实施方式，但是本发明并不限于此，任何能够将刃头11连接到车身上的结构都可以应用到本发明中，并且该液压缸也可以设置为缸体连接到车身上，活塞杆连接到刃头11上。

优选地，所述放电装置包括多个所述刃头11，所述多个刃头11沿所述除冰车的宽度方向并排设置并相互间隔地分别连接到所述供电装置的相反的两个电极上。

在本优选实施方式中，多个刃头11沿着除冰车的宽度方向并排设置，也就是说在除冰车前进的过程中，刃头11在除冰车的整个宽度方向上对冰层进行除冰作业。更优选地，多个刃头11沿宽度方向上均匀分布。并且，在该多个刃头11中，相邻地两个刃头11分别连接到供电装置的相反的两个电极上，从而使得相邻地两个刃头11之间都能够分别形成电弧。

优选地，所述松冰机构设置在所述除冰车的前端，所述除冰车还包括铲除机构和清扫机构5，所述清扫机构5用于在铲除机构铲除冰层后清扫掉路面的覆水和残留的碎冰。

在松冰机构的后侧还可以设置清扫机构5，该清扫机构5用于将松冰机构处理后与地面分离的冰层进行清扫，该清扫机构5可以采用现有技术中任意一种适用的清扫机构5，该清扫机构5通常还包括收集装置，将破碎的冰层收集到该收集装置中。

优选地，所述清扫机构5设置在所述铲除机构的后侧。在如图所示的本发明的优选实施方式中，该松冰机构位于除冰车的前端，铲除机构设置与除冰车的中间部分，而清扫机构5设置在铲除机构之后，也就是设置在除冰车的后端。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种除冰车，该除冰车用于除去路面上的冰层，其特征在于，所述除冰车包括松冰机构和铲除机构，该松冰机构包括供电装置和放电装置，其中，该放电装置包括能够切入到该冰层中的刃头（11），所述供电装置向所述刃头（11）施加电流，能够产生电弧融解掉冰层与路面的接触层冰面使冰层与路面分离；该铲除机构对松冰机构处理后与地面分离的冰层进行铲除。

2.根据权利要求1所述的除冰车，其特征在于，所述供电装置向所述刃头（11）提供高频交流电流。

3.根据权利要求2所述的除冰车，其特征在于，所述供电装置包括发电机（21）和变送器（22），所述发电机（21）产生交流电流，所述变送器（22）将所述发电机（21）产生的电流转换成高频交流电流。

4.根据权利要求1所述的除冰车，其特征在于，所述除冰车还包括调节机构，该调节机构用于调整所述刃头（11）切入冰层的深度。

5.根据权利要求4所述的除冰车，其特征在于，所述调节机构包括检测装置、处理装置和调节装置，所述检测装置用于检测所述刃头（11）切入冰层的深度并传送给所述处理装置，当所述处理装置判断所述刃头（11）切入冰层的深度没有达到预定深度时产生控制信号，所述调节装置根据所述控制信号调整所述刃头（11）切入冰层的深度。

6.根据权利要求5所述的除冰车，其特征在于，所述调节装置为液压缸，该液压缸包括活塞杆和缸体，所述检测装置包括压力传感器和位置传感器，所述压力传感器设于所述刃头（11）上，用于检测所述刃头切入冰层时受到的压力，所述位置传感器设于所述液压缸上，用于检测所述活塞杆相对于所述缸体的伸缩位置。

7.根据权利要求6所述的除冰车，其特征在于，

当所述处理装置判断所述压力传感器检测到压力值持续增大且所述位置传感器检测到活塞杆的伸缩位置没有发生变化时，产生指示所述刃头（11）切割到地面的控制信号，所述调节装置根据所述控制信号控制液压缸降低输出压力，以避免所述刃头（11）继续与地面摩擦而造成损坏；

当所述处理装置判断所述压力传感器检测到的压力值没有变化且所述位置传感器检测到活塞杆沿所述缩回方向运动时，产生指示冰层变硬或变厚的控制信号，所述调节装置控制液压缸增大输出压力，以保证所述刃头（11）能够切到预定的深度。

8.根据权利要求6所述的除冰车，其特征在于，所述刃头（11）通过绝缘件连接到所述液压缸。

9.根据权利要求1所述的除冰车，其特征在于，所述放电装置包括多个所述刃头（11），所述多个刃头（11）沿所述除冰车的宽度方向并排设置并相互间隔地分别连接到所述供电装置的相反的两个电极上。

10.根据权利要求1所述的除冰车，其特征在于，所述除冰车还包括清扫机构（5），所述清扫机构（5）用于在铲除机构铲除冰层后清扫掉路面的覆水和残留的碎冰。

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