CN202988029U

CN202988029U - 一种大容量环卫运输车

Info

Publication number: CN202988029U
Application number: CN 201220702325
Authority: CN
Inventors: 李巍华; 陈伟彬; 张绍辉
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-12-18

Abstract

本实用新型公开了大容量环卫运输车，包括车头、车架、垃圾车厢和装载机构；装载机构包括转块及垃圾桶、拉杆、举升臂、第一动臂、第二动臂、液压泵、基座、动臂油缸、举升油缸和摇臂；第一动臂、举升油缸、第二动臂和动臂油缸分别通过第一铰链、第二铰链、第三铰链和第四铰链铰接在基座上；动臂油缸还与第二动臂铰接，铰接点设置在第二动臂的上端；摇臂一端与第二动臂铰接，铰接点位于第二动臂的顶端，摇臂另一端与拉杆铰接，铰接点位于拉杆的顶端；举升臂一端与举升油缸铰接，铰接点位于举升油缸的顶端，举升臂另一端与转块及垃圾桶铰接；拉杆另一端与转块及垃圾桶铰接；本实用新型使得垃圾清运更经济省力、更环保快捷，应用范围更广，提高了装运容积和效率。

Description

一种大容量环卫运输车

技术领域

本实用新型涉及环卫运输车，特别是涉及一种大容量环卫运输车，用于垃圾清运。

背景技术

据2000年统计，全国城市年清运生活垃圾约2.5亿吨，并以每年8％～10％的增长率逐年增加，这已成为当前我国面临的四大环境污染之一。国内目前使用的环卫运输车主要有自卸式、集装箱式、摆臂式、挂桶式、后装压缩式和车厢可卸式等。而我国各城市现使用的环卫运输车，有的不带装载机构，必须依靠人力或者其它装载机械的协助才能完成垃圾的收集工作。有的虽然带有装载机构，但装载效率不高，噪声大，装载过程极易造成撒落、飞扬等二次污染。国外环卫设备结构复杂，造价高，市场上急需容量大、二次污染小，垃圾提升便利、稳定的环卫运输车。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种垃圾提升便利、稳定，噪音低，二次污染小，垃圾装载量大且经济实用的环卫运输车。

本实用新型针对目前垃圾清运效率不高、容量不大、应用不广，以及造成二次污染的问题，将运输车、装载机构和垃圾桶相结合，提供一种高效、低污染和低噪声的大容量环卫运输车，提高垃圾清运设备应用的经济性和普及性，满足各类城市和多种环境下的垃圾清运及设备普及性和环保需求。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种大容量环卫运输车，包括车头、车架、垃圾车厢和装载机构；车头包括发动机、电控系统以及动力传动机构；车架包括底盘和轮胎；车架上设有垃圾车厢；装载机构固定在底盘上，位于底盘边侧的前部；

所述装载机构包括转块及垃圾桶、拉杆、举升臂、第一动臂、第二动臂、液压泵、基座、动臂油缸、举升油缸和摇臂；第一动臂、举升油缸、第二动臂和动臂油缸分别通过第一铰链、第二铰链、第三铰链和第四铰链铰接在基座上；动臂油缸还与第二动臂铰接，铰接点设置在第二动臂的上端；摇臂一端与第二动臂铰接，铰接点位于第二动臂的顶端，摇臂另一端与拉杆铰接，铰接点位于拉杆的顶端；举升臂一端与举升油缸铰接，铰接点位于举升油缸的顶端，举升臂另一端与转块及垃圾桶铰接，铰接点位于转块及垃圾桶上；拉杆另一端与转块及垃圾桶铰接，铰接点位于转块及垃圾桶上；举升臂、摇臂与第一动臂共同在铰接点铰接，铰接点位于第一动臂的顶点，在举升臂的上端和摇臂的中部；液压泵通过换向阀分别与动臂油缸和举升油缸连接；第四铰链位于第一铰链、第二铰链连线的中垂线上，第三铰链、第二铰链连线与第一铰链、第二铰链连线垂直。

为进一步实现本实用新型目的，所述基座与底盘固定为一体，位于驾驶室与垃圾车厢之间。所述垃圾车厢设有后盖。所述垃圾车厢为可压缩封闭式垃圾车箱。所述装载机构的安装空间宽度为500mm，安装在距地面900mm的底盘边侧的前部横梁上。

本实用新型实采用并有机结合了机、液、电、控制技术、计算机运动仿真技术，相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、采用压缩式的封闭垃圾车箱，车箱装载量大，容积效率高，解决了垃圾暴露、灰尘大，以及易造成撒落、飞扬等出现的二次污染的问题，提高了运输效率。

2、采用液压技术。使清运车具有可靠性好，自动化程度高，易于维护、使用周期长，经济性好的优点。

3、采用了机构设计方法和动态仿真技术。设计的这种新型的挂桶压缩式垃圾车，使结构尺寸和外形很好结合，机构运动协调合理、配合有序。节省了人力，提高了装载机构效率，对垃圾的收集也方便快捷，大大增加了应用的普遍性。

4、综合的一体化技术。采用了机构设计、液压、自动化等综合技术，使得环卫运输车的自动化、效率和实用性等均得到提高，解决了以往在居民居住点较分散的区域使用不便的难题，完全可以取代现有的环卫运输车，实现高效、经济和环保的需要。

附图说明

图1为本实用新型环卫运输车的组成结构示意图；

图2装载机构的结构示意图；

图3为举升臂和摇臂的结构示意图及在A点处的连接关系；

图4为本实用新型装载机构的受力情况图。

图中示出：转块及垃圾桶1、拉杆2、举升臂3、第一动臂4、第二动臂8、液压泵5、基座6、动臂油缸7、举升油缸9、摇臂10、驾驶室11、垃圾车厢12、垃圾车厢后盖13和底盘14。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步的说明，但是本实用新型要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。

如图1所示，一种大容量环卫运输车，包括车头11、车架、垃圾车厢12和装载机构；车头11和车架都为通用垃圾车的车头和车架；车头包括发动机，电控系统以及动力传动机构，提供动力，操作；车架包括底盘14和轮胎；车架上设有垃圾车厢12；垃圾车厢设有后盖13，开启用于卸载垃圾，关闭用于防止垃圾漏出；装载机构固定在底盘14上，位于底盘14边侧的前部。

如图2所示，装载机构包括转块及垃圾桶1、拉杆2、举升臂3、第一动臂4、第二动臂8、液压泵5、基座6、动臂油缸7、举升油缸9和摇臂10；第一动臂4、举升油缸9、第二动臂8和动臂油缸7分别通过第一铰链O₁、第二铰链O₂、第三铰链O₃和第四铰链O₄铰接在基座6上；动臂油缸7还与第二动臂8铰接，铰接点D设置在第二动臂8的上端；摇臂10一端与第二动臂8铰接，铰接点B位于第二动臂8的顶端，摇臂10另一端与拉杆2铰接，铰接点E位于拉杆2的顶端；举升臂3一端与举升油缸9铰接，铰接点C位于举升油缸9的顶端，举升臂3另一端与转块及垃圾桶1铰接，铰接点F位于转块及垃圾桶1上；拉杆2另一端与转块及垃圾桶1铰接，铰接点G位于转块及垃圾桶1上；

如图3所示，举升臂3、摇臂10与第一动臂4共同在铰接点A铰接，铰接点A位于第一动臂4的顶点，在举升臂3的上端和摇臂10的中部；第一动臂4起到支撑及旋转的作用，当举升油缸9动作，带动举升臂3、摇臂10绕铰接点A旋转，使得垃圾桶产生上下或者旋转的动作。同时在力的作用下，使得第一动臂4绕第一铰链O₁旋转，实现举升臂3、摇臂10左右旋转，使得垃圾桶产生左右方向的动作。铰接点A点为整个装载机构的重心。

液压泵5通过换向阀分别与动臂油缸7和举升油缸9连接；第二铰链O₂、第三铰链O₃、第四铰链O₄位于同一直线上，第一铰链O₁与第二铰链O₂连线的中点与第四铰链O₄相距430mm。

转块及垃圾桶1提升过程中，举升油缸9收缩，使得举升臂3绕铰接点A旋转，垃圾桶举升到垃圾车厢垃圾口的位置，此时液压控制动臂油缸7收缩，使第二动臂8旋转，带动摇臂10绕铰接点A旋转，使得拉杆2拉动垃圾桶倾斜，把垃圾倒入垃圾车厢。

转块及垃圾桶1下降过程中，液压控制动臂油缸7伸长，使第二动臂8旋转，带动摇臂10绕铰接点A旋转，使得拉杆2拉动垃圾桶回正，举升油缸9伸长，使得举升臂3绕铰接点A旋转，垃圾桶下降到原来的位置。

一般地，可设O₁，O₂，O₃，O₄分别为第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链的中心位置，O点是O₁O₂的中点，A为举升臂、摇臂与第一动臂共同的铰接点。如图4所示，装载机构处于载荷最大工况时，以A为支点，满足力矩平衡关系：F_t1 L₂＝G₁ L₁；以O为支点，满足力矩平衡关系：F_t2 L₄＝G₁(L₁+L₃)+G₂ L₃；其中G₁为垃圾桶满载时的重力，G₂为整个装载机构的重力，F_t1、F_t2分别为动臂油缸和举升油缸的工作载荷(作用方向为沿着活塞运动方向)，L₁为A点到转块及垃圾桶的重心所在竖直线的距离；L₂为O₂到O₁A的垂线距离；L₃为O点到A点垂线的距离；L₄为O点到动臂油缸所在直线的距离，根据上述两个关系式可以确定第一铰链O₁、第二铰链O₂和第四铰链O₄的位置。根据关系式L₅＝3R可以确定第三铰链O₃的位置，L₅为第二铰链O₂与第三铰链O₃之间的距离，R为铰链的半径。

实施例

一种大容量环卫运输车，包括车头11、车架、垃圾车厢12和装载机构；车头11和车架都为通用垃圾车的车头和车架；车头包括发动机，电控系统以及动力传动机构，提供动力，操作；车架包括底盘14和轮胎；车架上设有垃圾车厢12；垃圾车厢设有后盖13；装载机构固定在底盘14上，位于底盘14边侧的前部。基座6与底盘14固定为一体，位于驾驶室10与垃圾车厢11之间处；底盘选择东风多利卡汽车底盘(底盘型号：EQ3081TJA)所提供的参数，装载机构的安装空间宽度为500mm，安装于距离地面900mm的横梁上，需要升举的高度为2700mm，车箱顶部的垃圾投入口与装载机构中轴线偏离值为650mm。装载机构中，第四铰链O₄位于第一铰链O₁和第二铰链O₂连线的中垂线上，第三铰链O₃和第二铰链O₂连线与第一铰链O1和第二铰链O₂连线垂直。第一铰链O₁、第二铰链O₂、第三铰链O₃和第四铰链O₄的位置点分别定义为O₁、O₂、O₃和O₄；相应地，点A、B、C、D、E、F、G分别为图1中铰接点；其中O₁O₂长248mm，O₂O₃长76.2mm，O₃O₄长300mm，O₁A长120mm，O₄D长600-1000mm，BA长297mm，CA长270mm，AE长180mm，O₂C长700-1200mm，O₃D长820mm，O₃B长1200mm，AF长1200mm，EG长1100mm，FG长155mm。动臂油缸7的伸缩范围为0～250mm，移动速度为v1＝62.5mm/s；举升油缸9的伸缩范围为0～480mm，移动速度为v2＝120mm/s。各构件的尺寸设计如表1所示。

表1各构件的尺寸长度(mm)

构件

尺寸

构件

尺寸

构件

尺寸

构件

尺寸

O₁O₂

248

O₄D

600～1000

O₂C

700～1200

AF

1200

O₂O₃

76.2

BA

297

O₃D

820

EG

1100

O₃O₄

300

CA

270

O₃B

1200

FG

155

O₁A

1200

AE

180

本实施例要保证机构具有确定的运动，则机构的原动件数目应该等于机构的自由度的数目。如果机构的原动件数小于机构的自由度，机构的运动将不确定；如是原动件数大于机构的自由度，则将导致机构无法运动，进而导致机构中最薄弱的环节损坏。本装载机构属于平面机构，每个自由构件具有3个自由度。而每个平面低副(转动副和移动副)各提供2个约束，每个平面高副只提供1个约束。

根据机构的自由度计算公式：F＝3n-(2p_l+p_h)，其中：n为活动构件数(机架不属于活动构件)，p_l为低副个数，p_h为高副个数。

本实施例装载机构中，一共有10个活动构件，即n＝10，转动副12个，移动副2个，即平面低副p₁＝14个，无高副，即p_h＝0。利用机构自由度的计算公式，可得出该装载机构的自由度是：

F＝3n-(2p₁+p_h)＝3·10-(2·14+0)＝2

由于该装载机构由两个液压油缸驱动，即原动件是2个，因此，满足机构具有确定运动的条件。

该设计装载机构的优点在于：在满足力学要求的情况下，结构简单，各个部件的运动关系简单，机构的装载效率达到最优水平，对垃圾的收集方便快捷，噪声低，有效的减少劳动量、降低劳动强度，借助机、电、液联合自动控制系统、电脑控制系统及手动操作系统，实现垃圾装载工作过程的自动化，提高该机构的机械自动化程度。

运动仿真结果显示，该实用新型装载机构一次装载的时间为8s；动臂油缸的伸缩范围是0～250mm，移动速度是v1＝62.5mm/s，升臂油缸的伸缩范围是0～480mm，移动速度是v2＝120mm/s。此时的油缸压力曲线较为平缓，满足力学要求，同时使得装载效率达到最佳水平。该实用新型能够解决垃圾清运效率不高、应用不广，噪音大，以及造成二次污染等问题，提升环卫设备使用的可靠性，经济性和便捷性，还可以有效减少二次污染。该实用新型能够解决无装载机构存在的费力和浪费人工问题，该装载机构能够完全代替人工将垃圾装至车厢。

以上对实用新型实施例所提供的大容量环卫运输车进行了详细介绍，本文应用了具体个例对本实用新型的结构、原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种大容量环卫运输车，包括车头、车架、垃圾车厢和装载机构；车头包括发动机、电控系统以及动力传动机构；车架包括底盘和轮胎；车架上设有垃圾车厢；装载机构固定在底盘上，位于底盘边侧的前部；

其特征在于：所述装载机构包括转块及垃圾桶、拉杆、举升臂、第一动臂、第二动臂、液压泵、基座、动臂油缸、举升油缸和摇臂；第一动臂、举升油缸、第二动臂和动臂油缸分别通过第一铰链、第二铰链、第三铰链和第四铰链铰接在基座上；动臂油缸还与第二动臂铰接，铰接点设置在第二动臂的上端；摇臂一端与第二动臂铰接，铰接点位于第二动臂的顶端，摇臂另一端与拉杆铰接，铰接点位于拉杆的顶端；举升臂一端与举升油缸铰接，铰接点位于举升油缸的顶端，举升臂另一端与转块及垃圾桶铰接，铰接点位于转块及垃圾桶上；拉杆另一端与转块及垃圾桶铰接，铰接点位于转块及垃圾桶上；举升臂、摇臂与第一动臂共同在铰接点铰接，铰接点位于第一动臂的顶点，在举升臂的上端和摇臂的中部；液压泵通过换向阀分别与动臂油缸和举升油缸连接；第四铰链位于第一铰链、第二铰链连线的中垂线上，第三铰链、第二铰链连线与第一铰链、第二铰链连线垂直。

2.根据权利要求1所述的大容量环卫运输车，其特征在于：所述基座与底盘固定为一体，位于驾驶室与垃圾车厢之间。

3.根据权利要求1所述的大容量环卫运输车，其特征在于：所述垃圾车厢设有后盖。

4.根据权利要求3所述的大容量环卫运输车，其特征在于：所述垃圾车厢为可压缩封闭式垃圾车箱。

5.根据权利要求1所述的大容量环卫运输车，其特征在于：所述装载机构的安装空间宽度为500mm，安装在距地面900mm的底盘边侧的前部横梁上。