CN114635387A - 一种电动直驱扫雪滚刷 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动直驱扫雪滚刷,属于除雪装备技术领域，包括滚刷刷轴总成，所述滚刷刷轴总成包括滚刷电主轴和若干个刷毛盘，若干个刷毛盘沿轴向依次排列安装在滚刷电主轴上；所述滚刷电主轴通过刷轴电机直接驱动转动；本发明具有传动链短，传动效率高、传动环节少，可靠性高的优点；可以避免复杂的液压管路连接，避免发生液压油泄漏、污染环境；转动灵活，使用寿命长，且方便维护，降低了维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动直驱扫雪滚刷,属于除雪装备技术领域。
背景技术
除雪车是用于机场、道路、园区、街道冬季除雪的专用车辆，除雪车的除雪作业方式主要有推雪、扫雪、吹雪、破冰、化学融冰、热力融冰几种作业方式，其中扫雪滚刷是一种主要的除雪装置，通过旋转的刷毛对地面积雪进行清扫。
目前的除雪滚刷的旋转方式主要有机械驱动和液压驱动：机械驱动是通过滚刷载车输出动力，比如滑移装载机前驱输出、拖拉机后驱输出、柴油机通过减速机的动力输出；液压驱动是采用载车行驶动力系统或上装动力系统驱动液压泵，液压泵驱动滚刷旋转马达，实现滚刷旋转扫雪作业。
其中液压驱动为普遍应用的一种除雪滚刷驱动方式，液压动力驱动在应用中存在以下问题：
1、液压驱动传动链为柴油机——液压泵——液压控制阀——液压马达，传动链长，传动效率低。
2、液压驱动要配套液压油箱等附件，具有复杂的液压管路连接，容易发生液压油泄漏、污染环境、故障查找麻烦不方便维修。
3、液压系统零部件多，故障率高。
4、液压驱动系统需要每年清洗过滤器，每年更换液压油，维护工作比较多，维护成本要高。
随着科技发展，光电、风电、水电、波浪发电等新能源技术实用化，出现了采用锂电、混合动力、氢燃料电池的电驱车辆，电驱车低碳环保，是碳化合物燃料的有效的、环保的新能源替代路线。新能源电驱的市场化，将催生各类各种专用车的装置电动化，扫雪滚刷应用于新能源电驱车辆上成为新的研究方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种电动直驱扫雪滚刷，具有如下优点：
1、具有传动链短，传动效率高的优点；
2、具有传动环节少，可靠性高的优点；
3、可以避免复杂的液压管路连接，避免发生液压油泄漏、污染环境；
4、转动灵活，使用寿命长，且方便维护，降低了维护成本。
为实现这种新型除雪作业装置，本发明采用以下技术方案：一种电动直驱扫雪滚刷，包括滚刷刷轴总成，所述滚刷刷轴总成包括滚刷电主轴和若干个刷毛盘，若干个刷毛盘沿轴向依次排列安装在滚刷电主轴上；所述滚刷电主轴通过刷轴电机直驱转动。
进一步地，所述刷轴电机为外转子直流电机；
所述滚刷电主轴包括内空心轴和刷轴外筒；所述刷轴外筒套设在内空心轴外部；所述刷轴电机设置在内空心轴和刷轴外筒之间；所述刷轴电机的定子通过固定螺母固定于内空心轴的端部；所述刷轴电机转子通过固定螺栓与刷轴外筒相连接。
进一步地，所述电动直驱扫雪滚刷还包括前挂板、升降机构、摆动机构和刷轴架；所述升降机构固定于前挂板上；所述滚刷刷轴总成安装于刷轴架上，所述刷轴架可转动连接于摆动机构上，所述摆动机构的中间位置通过销轴铰接安装于升降机构的前端。
进一步地，所述电动直驱扫雪滚刷还包括电缆线束，所述电缆线束通过防水电连接插头连接刷轴电机、车载电源和电机控制器，所述车载电源为锂电池或者氢燃料电池。
进一步地，所述滚刷刷轴总成设置一个；
或者，所述滚刷刷轴总成设置两个，且两个滚刷刷轴总成通过中间支架同轴安装于刷轴架上。
进一步地，所述升降机构包括四连杆构件和升降驱动件，所述升降驱动件为油缸或者电推杆；所述四连杆构件由前立柱架、后挂架、上连接杆和下连接杆连接而成，所述上连接杆、下连接杆连接前立柱架和后挂架；所述升降驱动件设置在上连接杆和后挂架之间，所述后挂架安装于前挂板上；所述摆动机构铰接安装于前立柱架上。
进一步地，所述摆动机构包括横梁；所述横梁的中部设有铰接架，所述铰接架通过销轴与前立柱架铰接；所述横梁的两端安装有支撑轮总成，所述铰接架和横梁之间销接有摆动驱动件，所述摆动驱动件为油缸或者电推杆。
进一步地，所述横梁焊有多个套筒；所述刷轴架包括横管以及焊合在横管两端的安装架，所述横管截面为圆形，所述横管可转动套装于套筒内；所述刷轴架和摆动机构之间设有刷轴升降驱动件；所述刷轴升降驱动件为液压油缸或者电推杆。
进一步地，所述刷轴电机设有两个，两个刷轴电机分别设置在滚刷电主轴的两端。
进一步地，所述扫雪滚刷通过前挂板挂接车辆底盘前方大梁上；
所述滚刷刷轴总成上部设有挡雪罩，所述挡雪罩固定在刷轴架上；
所述刷轴架的端部安装有防护套管，所述电缆线束设置在防护套管内。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明电动驱动的传动链为电池——控制器——刷轴电机；传动链短，传动效率高。
2、本发明可以避免复杂的液压管路连接，避免发生泄漏、污染环境。
3、本发明传动环节少，可靠性高。
4、本发明电动驱动方式维护简单，维护成本低，且转动灵活，使用寿命长。
5、本发明刷轴电机采用外转子直流电机，刷轴电机的接线、内空心轴相对固定静止，避免了使用电碳刷装置，增加了电机的可靠性。
本发明所述电动直驱扫雪滚刷适应新能源技术，是一种新型的除雪作业装置。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的立体示意图（采用一个滚刷刷轴总成）；
图2是本发明另一视角立体示意图（采用一个滚刷刷轴总成）；
图3是本发明的分解示意图（采用一个滚刷刷轴总成）；
图4是本发明滚刷电主轴的分解示意图；
图5是本发明的分解示意图（采用两个滚刷刷轴总成）；
图6是本发明局部示意图（采用两个滚刷刷轴总成）；
图7是本发明的安装示意图；
图8是本发明的正推扫雪状态示意图；
图9是本发明的向左侧扫雪状态示意图；
图10是本发明的向右侧扫雪状态示意图；
图中：
1-前挂板，2-升降机构，21-升降驱动件，22-前立柱架，23-后挂架，24-上连接杆，25-下连接杆，3-电缆线束，4-摆动机构，，5-刷轴架，51-横管，52-安装架，53-刷轴升降驱动件，6-刷轴固定支架，7-刷轴固定螺栓，8-挡雪罩，9-滚刷刷轴总成，91-刷毛盘，92-滚刷电主轴，921-固定螺栓，922-固定螺母，923-刷轴电机，924-内空心轴，925-刷轴外筒，10-防护套管，11-中间支架。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
如图1~7共同所示，本发明提供一种电动直驱扫雪滚刷，包括滚刷刷轴总成9，所述滚刷刷轴总成9包括滚刷电主轴92和若干个刷毛盘91，若干个刷毛盘91沿轴向依次排列安装在滚刷电主轴92上；所述滚刷电主轴92通过刷轴电机923直接驱动转动。
所述刷轴电机923设有两个，两个刷轴电机923分别设置在滚刷电主轴92的两端。
所述刷轴电机923为外转子直流电机；
所述滚刷电主轴92包括：固定螺栓921、固定螺母922、刷轴电机923、内空心轴924和刷轴外筒925。所述刷轴外筒925套设在内空心轴924外部；所述刷轴电机923设置在内空心轴924和刷轴外筒925之间；所述刷轴电机923的定子通过固定螺母922固定于内空心轴924的端部；所述刷轴电机923转子通过固定螺栓921与刷轴外筒925相连接。所述刷轴电机923的转子转动带动刷轴外筒925绕内空心轴924旋转，从而带动刷毛盘91旋转，实现扫雪作业。
所述电动直驱扫雪滚刷还包括前挂板1、升降机构2、电缆线束3、摆动机构4和刷轴架5；所述滚刷刷轴总成9安装于刷轴架5上，所述刷轴架5可转动连接于摆动机构4上，所述摆动机构4的中间位置通过销轴铰接安装于升降机构2的前端。
所述前挂板1用于扫雪滚刷与车辆底盘之间的安装，所述扫雪滚刷通过前挂板1安装于车辆底盘前方大梁上，所述前挂板1可快速挂接于车辆底盘上。
所述升降机构2固定在前挂板1上，所述升降机构2包括四连杆构件和升降驱动件21，所述四连杆构件由前立柱架22、后挂架23、上连接杆24和下连接杆25连接而成，所述上连接杆24、下连接杆25连接前立柱架22和后挂架23；所述升降驱动件21设置在上连接杆24和后挂架23之间，所述后挂架23安装于前挂板1上；所述摆动机构4铰接安装于前立柱架22上。
所述升降驱动件21为液压油缸或者电推杆；升降驱动件21在四连杆构件的作用下带动滚刷刷轴总成9升降，实现扫雪滚刷扫雪状态和转场状态的转换，滚刷刷轴总成9上升保证转场通过性，滚刷刷轴总成9下降后刷毛触地扫雪。
作为有一种替代方案，所述升降机构还可以采用三点吊链结构，需要说明的是，三点吊链结构是为行业公知结构，此处不再赘述。
所述摆动机构4包括横梁43，所述横梁43的中部设有铰接架44，所述铰接架44通过销轴与前立柱架22铰接；所述横梁43的两端安装有支撑轮总成41，所述铰接架44和横梁43之间交接有摆动驱动件42，所述摆动驱动件42为液压油缸或者电推杆。摆动机构4在摆动驱动件42的驱动下绕升降机构2的前立柱架22做水平方向的摆动，这个摆动角度一般与车辆底盘横向呈2530°夹角，形成扫雪作业角，所述扫雪滚刷通过摆动机构4形成正推扫雪、向左侧扫雪、向右侧扫雪三个作业状态；使积雪扫向车辆左侧或右侧（如图8～10所示）。
所述横梁43的设有套筒45；所述套筒45设有多个，其中两个套筒45分别设置在横梁43的两端部，剩余套筒45设置在横梁43中间部位。
所述刷轴架5包括横管51以及设置在横管51两端的安装架52，所述横管51截面为圆形，所述横管51套装于套筒45内；所述套筒45的端部设有轴向挡圈，防止横管51轴向滑动，保证刷轴架5只能通过横管51绕摆动机构4旋转。
所述刷轴架5和摆动机构4之间设有刷轴升降驱动件53，所述刷轴升降驱动件53为液压油缸或者电推杆。具体地，所述刷轴升降驱动件53的两端分别通过销轴连接于刷轴架5和摆动机构4上，通过刷轴升降驱动件53驱动刷轴架5旋转，改变了滚刷刷轴总成9离地距离，继而控制刷毛盘91的刷毛与地面接触距离，扫雪时刷毛必须与地面接触。
所述滚刷刷轴总成9通过刷轴固定支架6、刷轴固定螺栓7固定在刷轴架5上。
所述滚刷刷轴总成9上部设有挡雪罩8，所述挡雪罩8固定在刷轴架5上；所述挡雪罩8用于约束扫雪刷排雪方向。
所述电缆线束3通过防水电连接插头连接刷轴电机923、车载电源和电机控制器，方便实现扫雪滚刷与车辆底盘的快速连接；所述车载电源为锂电池或者氢燃料电池。
所述刷轴架5的端部设有防护套管10，所述电缆线束3设置在防护套管10内，具有保护作用，防止作业时道牙等引起电缆线束3破损，保护电缆，防止触电、电流短路。
进一步地，所述滚刷刷轴总成9设置一个。或者，当需要扫雪宽度更大时，滚刷需要更大的驱动力，所述滚刷刷轴总成9设置两个，采用4个电机驱动，且两个滚刷刷轴总成9通过中间支架11同轴安装于刷轴架5上。
实际应用中，安装扫雪滚刷的车辆底盘有小型底盘、轻型卡车底盘、重型卡车底盘、大型底盘，不同车辆底盘决定了扫雪滚刷的作业宽度有不同，一般作业宽度小于3.5米时，扫雪滚刷可以采用一个滚刷刷轴总成9。当作业宽度大于3.5米时，扫雪滚刷可以采用滚刷刷轴总成9，两个滚刷刷轴总成9由四个刷轴电机923驱动，提供了充足的旋转扫雪驱动动力。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动直驱扫雪滚刷，包括滚刷刷轴总成（9），其特征在于：所述滚刷刷轴总成（9）包括滚刷电主轴（92）和若干个刷毛盘（91），若干个刷毛盘（91）沿轴向依次排列安装在滚刷电主轴（92）上；所述滚刷电主轴（92）通过刷轴电机（923）直驱转动。
2.如权利要求1所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述刷轴电机（923）为外转子直流电机；
所述滚刷电主轴（92）包括内空心轴（924）和刷轴外筒（925）；所述刷轴外筒（925）套设在内空心轴（924）外部；所述刷轴电机（923）设置在内空心轴（924）和刷轴外筒（925）之间；所述刷轴电机（923）的定子通过固定螺母（922）固定于内空心轴（924）的端部；所述刷轴电机（923）转子通过固定螺栓（921）与刷轴外筒（925）相连接。
3.如权利要求2所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述电动直驱扫雪滚刷还包括前挂板（1）、升降机构（2）、摆动机构（4）和刷轴架（5）；所述升降机构（2）固定于前挂板（1）上；所述滚刷刷轴总成（9）安装于刷轴架（5）上，所述刷轴架（5）可转动连接于摆动机构（4）上，所述摆动机构（4）的中间位置通过销轴铰接安装于升降机构（2）的前端。
4.如权利要求3所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述电动直驱扫雪滚刷还包括电缆线束（3），所述电缆线束（3）通过防水电连接插头连接刷轴电机（923）、车载电源和电机控制器，所述车载电源为锂电池或者氢燃料电池。
5.如权利要求3所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述滚刷刷轴总成（9）设置一个；
或者，所述滚刷刷轴总成（9）设置两个，且两个滚刷刷轴总成（9）通过中间支架（11）同轴安装于刷轴架（5）上。
6.如权利要求3所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述升降机构（2）包括四连杆构件和升降驱动件（21），所述升降驱动件（21）为油缸或者电推杆；所述四连杆构件由前立柱架（22）、后挂架（23）、上连接杆（24）和下连接杆（25）连接而成，所述上连接杆（24）、下连接杆（25）连接前立柱架（22）和后挂架（23）；所述升降驱动件（21）设置在上连接杆（24）和后挂架（23）之间，所述后挂架（23）安装于前挂板（1）上；所述摆动机构（4）铰接安装于前立柱架（22）上。
7.如权利要求6所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述摆动机构（4）包括横梁（43）；所述横梁（43）的中部设有铰接架（44），所述铰接架（44）通过销轴与前立柱架（22）铰接；所述横梁（43）的两端安装有支撑轮总成（41），所述铰接架（44）和横梁（43）之间销接有摆动驱动件（42），所述摆动驱动件（42）为油缸或者电推杆。
8.如权利要求7所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述横梁（43）焊有多个套筒（45）；所述刷轴架（5）包括横管（51）以及焊合在横管（51）两端的安装架（52），所述横管（51）截面为圆形，所述横管（51）可转动套装于套筒（45）内；所述刷轴架（5）和摆动机构（4）之间设有刷轴升降驱动件（53）；所述刷轴升降驱动件（53）为液压油缸或者电推杆。
9.如权利要求1所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述刷轴电机（923）设有两个，两个刷轴电机（923）分别设置在滚刷电主轴（92）的两端。
10.如权利要求4所述的一种电动直驱扫雪滚刷，其特征在于：所述扫雪滚刷通过前挂板（1）挂接车辆底盘前方大梁上；
所述滚刷刷轴总成（9）上部设有挡雪罩（8），所述挡雪罩（8）固定在刷轴架（5）上；
所述刷轴架（5）的端部安装有防护套管（10），所述电缆线束（3）设置在防护套管（10）内。
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