除雪车的滚筒扫帚自动调整装置的制作方法

本发明属于机场除雪设施技术领域，具体涉及一种除雪车的滚筒扫帚自动调整装置。

背景技术：

在降雪天气，如果不能及时地将机场特别是飞机起降跑道上的积雪及时清除，那么毫无疑问会影响飞机的正常起降甚至会酿成安全事故。鉴此，机场除雪车成了机场特别是我国北方地区的军用和民用机场的不可或缺的设施。

关于除雪车的技术信息可在公开的中国专利文献中见诸，如文献a：cn201520951u推荐有“前轮驱动中部扫雪滚刷式机场扫雪车”；文献b：202705979u提供有“一种机场、高速公路除雪车”；文献c：cn103362097a介绍有“一种多功能除雪车”；文献d：cn204163041u公开有“一种机场扫雪车”；文献e：cn101694092b揭示有“机场除雪车”等等。

通过对并非限于上面例举的专利文献的阅读可知，作为除雪车的结构体系通常包括底盘、位于车头前下方的推雪铲即“推雪机构”、位于底盘中部下方的滚筒扫帚（也称“辊扫刷”，以下同）和位于车辆尾部的吹扫机构，由推雪机构将地面积雪推除，进而由滚扫刷滚筒的滚扫刷清扫残留积雪，再由吹扫机构吹除滚扫刷清扫时遗留的残雪，经过三道除雪基本上能充分清除机场地坪上的积雪。鉴于滚筒扫帚也称辊刷，因此前述除雪车的滚筒扫帚自动调整装置也可称为除雪车的辊刷自动调整装置。

依据专业常识，推雪铲的长度方向的下沿是不能与地坪接触的，否则会导致推雪铲以及机场地坪俱损，因此经推雪铲推雪后仍会在机场地坪上留下小于10mm左右的残余雪，该残余雪由滚筒扫帚即滚扫刷扫除。具体而言，由车辆发动机为动力源带动液压油马达，由液压油马达带动滚筒扫帚（以下称“滚扫刷滚筒”）高速旋转，由滚扫刷滚筒上的滚扫刷将残余雪扫除。

由于在扫雪过程中滚扫刷的刷芒始终是与地坪接触的，即处于与地坪的摩擦状态，于是刷芒渐渐磨损变短，在磨损至一定程度时便与地坪之间产生间隙，因而需对安装于滚扫刷滚筒上的滚扫刷进行调整而藉以滚扫刷的刷芒与地坪处于合理的接触程度。由于已有技术是以手工操作方式对滚扫刷滚筒或滚扫刷进行调整的，因而一方面增加了除雪人员的作业强度，另一方面调整效果难以保障，因为调整效果的优劣与操作者的经验及责任心等因素直接相关。

经本申请人所作的市场调研以及反复的模拟试验发现：滚扫刷与地坪的接触程度在滚扫刷宽度方向的80-120mm区域范围时，扫雪效果达到最佳，与地坪的接触宽度小于该范围时，则会影响扫雪效果，即在滚扫刷滚扫后仍会在地坪留下不希望残留的过多的残雪，否则会增大后续的吹扫机构的负担，导致无法吹扫干净。反之，会增大带动液压油马达工作的车载发动机的工作负荷并且滚扫刷的刷芒会与地坪之间产生拖动摩擦（滚扫刷的刷芒折曲所致）而影响预期使用寿命。此外，本申请人对液压油马达的工作压力即油压与滚扫刷同地坪的接触宽度之间的关系进行了测试，其结果是：以滚扫刷滚筒的长度4000mm为例，在前述的80-120mm范围，液压油马达的工作压力为23-25mpa，液压油马达的工作压力与滚扫刷的触地面积成亦步亦趋的正比关系。鉴此，可依据液压油马达工作压力在23-25mpa范围对滚扫刷滚筒进行自动调整，当小于23mpa（不包括23mpa）时，滚扫刷滚筒下降，大于25mpa（不包括25mpa）时，滚扫刷滚筒上升。但是若要使滚扫刷滚筒上升或下降，必须由结构合理的滚筒扫帚自动调整装置予以保障，然而在迄今为止公开的中外专利文献中均未见诸有可借鉴的技术启示，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现要素：

本发明的任务在于提供一种有助于控制滚扫刷与地坪的接触范围而藉以保障理想的扫雪效果并且有利于延长滚扫刷的使用寿命以及避免无为增大带动液压油马达工作的车载发动机的工作负荷并体现节能的除雪车的滚筒扫帚自动调整装置。

本发明的任务是这样来完成的，一种除雪车的滚筒扫帚自动调整装置，所述的除雪车包括一滚扫刷滚筒支承架，在该滚扫刷滚筒支承架上转动地支承有一滚扫刷滚筒，在该滚扫刷滚筒上以并行于滚扫刷滚筒的长度方向的状态设置有滚扫刷，并且在滚扫刷滚筒支承架的左侧和右侧各固定有一导轮架，在导轮架上设置有行走导轮，而在滚扫刷滚筒支承架的前侧面上并且以垂直于滚扫刷滚筒支承架的状态固定有一对支撑轮轴座，在该对支撑轮轴座上各以纵向状态设置有一支撑轮轴，该对支撑轮轴的下端支承在一支撑轮轴轴承座上，在对应于该支撑轮轴轴承座的位置设置有支撑轮；一对液压油马达，该对液压油马达在分别对应于所述滚扫刷滚筒的两端的位置设置在滚扫刷滚筒支承架上并且与滚扫刷滚筒的滚扫刷滚筒轴传动连接；所述的滚筒扫帚自动调整装置包括一中心轴，该中心轴的两端支承在一对中心轴托臂之间，该对中心轴托臂与所述滚扫刷滚筒支承架朝向所述支撑轮轴的一侧固定，在该中心轴上套置有一回转轴套；一对回转轴套驱动机构，该对回转轴套驱动机构在分别对应于所述回转轴套的左端和右端的位置设置在所述滚扫刷滚筒支架上并且与回转轴套铰接；一对用于使所述滚扫刷滚筒支承架连同所述滚扫刷滚筒上升或下降的滚筒支承架升降执行机构，该对滚筒支承架升降执行机构在伴随于所述的一对回转轴套驱动机构的状态下连接在所述支撑轮轴的上端与所述回转轴套之间，其中：所述的一对液压油马达以及一对回转轴套驱动机构与液压控制站液压油路连接，而该液压控制站与除雪车的车载控制器电气控制连接，在所述的一对液压油马达上或者在所述液压控制站的液压油路上设置有用于监测液压油马达的工作压力的液压油马达工作压力监测传感器，该液压油马达工作压力监测传感器与所述车载控制器电气控制连接。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述的一对中心轴托臂远离所述滚扫刷滚筒支承架的一端并且在相互对应的位置各设置有一中心轴轴头支承轴承座，所述中心轴的两端分别转动地支承在中心轴轴头支承轴承座上。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述回转轴套的左端和右端朝向下的一侧并且在分别对应于所述的一对回转轴套驱动机构的位置各固定有一油缸柱下轴销铰接座，一对转轴套驱动机构分别与对应的油缸柱下轴销铰接座铰接；在回转轴套的左端和右端朝向所述滚扫刷滚筒支承架的一侧各固定有一拉杆下轴销座；在所述支撑轮轴的上端固定有一拉杆上轴销座，所述的一对滚筒支承架升降执行机构连接在拉杆上、下轴销座之间。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的一对中心轴回转套驱动机构各包括一回转套驱动油缸座和一回转套驱动油缸，回转套驱动油缸座与所述滚扫刷滚筒支承架朝向所述回转轴套的一侧的边缘部位固定，回转套驱动油缸与回转套驱动油缸座铰接连接，该回转套驱动油缸的回转套驱动油缸柱朝向所述的油缸柱下轴销铰接座并且与油缸柱下轴销铰接座铰接，并且该回转套驱动油缸的回转套驱动油缸进油口以及回转套驱动油缸出油口与所述的液压控制站液压油路连接。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的一对滚筒支承架升降执行机构各包括一拉杆、一拉杆上轴销和一拉杆下轴销，拉杆上轴销设置在所述拉杆上轴销座上，而拉杆下轴销设置在所述拉杆下轴销座上，拉杆的上端穿过拉杆上轴销并且由旋配在拉杆上的对应于拉杆上轴销的上方的上调整螺母以及对应于拉杆上轴销的下方的上锁定螺母限定，拉杆的下端穿过拉杆下轴销并且由旋配在拉杆上的对应于拉杆下轴销的下方的下调整螺母以及对应于拉杆下轴销的上方的下锁定螺母限定。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述的支撑轮轴座上固定有一支撑轮轴滑动套，所述的支撑轮轴与该支撑轮轴滑动套滑动配合。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述的支撑轮轴轴承座上延伸有一支撑轮轴臂，所述的支撑轮以配成对的形式转动地设置在支撑轮轴上，而该支撑轮轴设置在支撑轮轴臂上。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述滚扫刷的数量有复数个并且围绕所述滚扫刷滚筒的圆周方向呈辐射状分布。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，以所述滚扫刷滚筒圆周方向的截面为基准，所述滚扫刷与地坪相接触的接触区宽度为80-120mm。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，在所述回转套驱动油缸朝向所述回转套驱动油缸座的一端端部构成有一回转套驱动油缸铰接座，该回转套驱动油缸铰接座通过驱动油缸铰接销轴与回转套驱动油缸座铰接，在所述回转套驱动油缸柱朝向所述油缸柱下轴销铰接座的一端端部构成有一油缸柱铰接头，该油缸柱铰接头通过油缸柱下轴销与油缸柱下轴销铰接座铰接，所述回转套驱动油缸自所述回转套驱动油缸座朝向所述油缸柱下轴销铰接座的方向倾斜。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：由一对回转轴套驱动机构带动回转轴套顺时针或逆时针回转，由回转轴套的回转带动一对滚筒支承架升降执行机构下降或上升，从而经支撑轮轴迫使滚扫刷滚筒支承架连同滚扫刷滚筒下降或上升，使滚扫刷与地坪的接触宽度范围产生相应变化，不仅可以保障理想的扫雪效果，而且能够延长滚扫刷的使用寿命以及避免无为增大带动液压油马达工作的车载发动机的负荷并体现节能。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

图2为本发明位于除雪车上的示意图。

图3为图1的剖视图。

图4为液压控制站的液压油路示意图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、前、后、左和右的方向性或称方位性的概念均是以图1所处的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定，因为图1状态下的左和右侧在图2所示的位置状态下变成了前侧和后侧，图1所示状态下的前侧在图2所示的状态下变成了右侧，等等。

请参见图1和图3，示出了除雪车的结构体系的滚扫刷滚筒支承架1，在该滚扫刷滚筒支承架1上转动地支承有一滚扫刷滚筒11，在该滚扫刷滚筒11上以并行于滚扫刷滚筒11的长度方向的状态设置有滚扫刷111，并且在滚扫刷滚筒支承架1的左侧和右侧各固定有一导轮架12，在导轮架12上设置有行走导轮121，而在滚扫刷滚筒支承架1的前侧面上并且以垂直于滚扫刷滚筒支承架1的状态固定有一对支撑轮轴座13，在该对支撑轮轴座13上各以纵向状态设置有一支撑轮轴131，该对支撑轮轴131的下端支承在一支撑轮轴轴承座1311上，在对应于该支撑轮轴轴承座1311的位置设置有支撑轮14；一对液压油马达2，该对液压油马达2在分别对应于前述滚扫刷滚筒11的两端的位置设置在滚扫刷滚筒支承架1上并且与滚扫刷滚筒11的滚扫刷滚筒轴传动连接。由于前述除雪车结构体系的部件、配置方式以及各自的作用属于现有技术，例如可参见申请人在上面的背景技术栏中提及的专利文献，因而本申请人仅人了简要的说明。

作为本发明提供的技术方案的技术要点的滚筒扫帚自动调整装置包括一中心轴3，该中心轴3的两端支承在一对中心轴托臂32之间，该对中心轴托臂32与前述滚扫刷滚筒支承架1朝向前述支撑轮轴131的一侧固定，在该中心轴3上套置有一回转轴套31；一对回转轴套驱动机构4（图中示出了一个），该对回转轴套驱动机构4在分别对应于前述回转轴套31的左端和右端的位置设置在前述滚扫刷滚筒支架1上并且与回转轴套31铰接；一对用于使前述滚扫刷滚筒支承架1连同前述滚扫刷滚筒11上升或下降的滚筒支承架升降执行机构5（图中示出了一个），该对滚筒支承架升降执行机构5在伴随于前述的一对回转轴套驱动机构4的状态下连接在前述支撑轮轴131的上端与前述回转轴套31之间，其中：前述的一对液压油马达2以及一对回转轴套驱动机构4与液压控制站6（图4示）液压油路连接，而该液压控制站6设在除雪车上并且与除雪车的车载控制器电气控制连接，在前述的一对液压油马达2上设置有用于监测液压油马达2的工作压力的液压油马达工作压力监测传感器7，该液压油马达工作压力监测传感器7与前述车载控制器电气控制连接。申请人需要说明的是：如果将前述的液压油马达压力监测传感器7设置于下面还要详细说明的液压控制站6的液压油路上，那么应当视为等同的技术手段。

继续见图1和图3，在前述的一对中心轴托臂32远离前述滚扫刷滚筒支承架1的一端并且在相互对应的位置各用轴承座螺钉3211设置有一中心轴轴头支承轴承座321，前述中心轴3的两端分别转动地支承在中心轴轴头支承轴承座321上。

在前述回转轴套31的左端和右端朝向下的一侧并且在分别对应于前述的一对回转轴套驱动机构4的位置各固定有一油缸柱下轴销铰接座311，一对转轴套驱动机构4分别与对应的油缸柱下轴销铰接座311铰接；在回转轴套31的左端和右端并且朝向前述滚扫刷滚筒支承架1的一侧各焊接固定有一拉杆下轴销座312；在前述支撑轮轴131的上端用拉杆上轴销座螺钉13121固定有一拉杆上轴销座1312，前述的一对滚筒支承架升降执行机构5连接在拉杆上、下轴销座1312、312之间。

继续见图1和图3，前述的一对中心轴回转套驱动机构4各包括一回转套驱动油缸座41和一回转套驱动油缸42，回转套驱动油缸座41优选采用焊接方式与前述滚扫刷滚筒支承架1朝向前述回转轴套31的一侧的边缘部位固定，回转套驱动油缸42与回转套驱动油缸座41铰接连接，该回转套驱动油缸41的回转套驱动油缸柱421朝向前述的油缸柱下轴销铰接座311并且与油缸柱下轴销铰接座311铰接，并且该回转套驱动油缸41的回转套驱动油缸进油口422（图4示）以及回转套驱动油缸出油口423（图4示）与前述的液压控制站6（图4示）液压油路连接。

继续见图1和图3，前述的一对滚筒支承架升降执行机构5各包括一拉杆51、一拉杆上轴销52和一拉杆下轴销53，拉杆上轴销52设置在前述拉杆上轴销座1312上，而拉杆下轴销53设置在前述拉杆下轴销座312上，拉杆51的上端穿过拉杆上轴销52并且由旋配在拉杆51上的对应于拉杆上轴销52的上方的上调整螺母511以及对应于拉杆上轴销52的下方的上锁定螺母512限定，拉杆51的下端穿过拉杆下轴销53并且由旋配在拉杆51上的对应于拉杆下轴销53的下方的下调整螺母513以及对应于拉杆下轴销53的上方的下锁定螺母514限定。

由图1和图3所示，在前述的支撑轮轴座13上固定有一支撑轮轴滑动套132，前述的支撑轮轴131与该支撑轮轴滑动套132滑动配合；在前述的支撑轮轴轴承座1311上延伸有一支撑轮轴臂13111，前述的支撑轮14以配成对的形式转动地设置在支撑轮轴141上，而该支撑轮轴141设置在支撑轮轴臂13111上。

由图1和图3示意可知，前述滚扫刷111的数量有复数个并且围绕前述滚扫刷滚筒11的圆周方向呈辐射状分布。

在本实施例中，以前述滚扫刷滚筒11圆周方向的截面为基准，前述滚扫刷111与地坪相接触的接触区宽度w为80-120mm，当宽度小于80mm时，应使滚扫刷滚筒11向下位移，而当宽度大于120mm，应使滚扫刷滚筒向上位移。

由图1所示，在前述回转套驱动油缸42朝向前述回转套驱动油缸座41的一端端部构成有一回转套驱动油缸铰接座424，该回转套驱动油缸铰接座424通过驱动油缸铰接销轴4241与回转套驱动油缸座41铰接，在前述回转套驱动油缸柱421朝向前述油缸柱下轴销铰接座311的一端端部构成有一油缸柱铰接头4211，该油缸柱铰接头4211通过油缸柱下轴销42111与油缸柱下轴销铰接座311铰接。由图1和图3所示，前述回转套驱动油缸42自前述回转套驱动油缸座41朝向前述油缸柱下轴销铰接座311的方向倾斜。

请参见图2，在图2中还示出了除雪车的结构体系的推雪铲8（也称“推雪机构”或“铲雪机构”）以及吹扫机构9（也称“吹雪机构”），图1和图3所示的滚扫刷滚筒支承架1连同滚扫刷滚筒11位于除雪车的中部，即位于推雪铲8与吹扫机构9之间。上面提及的液压控制站6大体上位于除雪车车体的偏后部，而车载电气控制器通常位于驾驶室内，该车载电气控制器也可称“可编程序控制器（plc）”。

请参见图4并且结合图1和图3，申请人在下面将前述液压控制站6的结构结合液压控制站6的工作原理一并说明，其中，图4中的实心箭头“→”表示压力加大时进油的液压油油液走向，而单点划线箭头“-→”表示压力加大时的液压油油液回油走向，图4中的两点划线箭头“--→”表示压力减小时液压油油液走向，图4中的双小圆点箭头“••→”表示压力减小时液压油油液回油走向；步进油缸补油时的液压油油液走向以双空心圆圈加一实心箭头“。。→”示意，而步进油缸补油后回油时的油液走向以单空心圆圈加一实心箭头“。→”示意。在对图4描述时凡涉及左和右的方向性或称方位性的概念均以图4所示状态为准。

当在正常工作过程中出现滚扫刷111的阻力加大时，液压油马达2的油管压力同时增大，液压油马达2的油管压力持续5秒钟高于25mpa时，说明滚扫刷111与地坪的接触宽度w（图3标示）大于120mm，那么前述的液压油马达工作压力监测传感器7给信号予除雪车的车载电气控制器（即前述的plc），由plc发出指令给液压站6，具体是：电磁溢流安全阀61a、第一换向阀61b、第一进油电磁阀61c和第一回油电磁阀61d均开启，此时，在液压油马达2的工作下，油泵62的高压油依次经第一油道63a、第一换向阀61b、第二油道63b、液压锁阀61e、第三油道63c和步进油缸64，推动步进油缸64的油缸柱左移，步进油缸64左腔内的压力油依次通过步进油缸出油孔641、第四油道63d、单向阀65a、第五油道63e、第一进油电磁阀61c、第六油道63f、第一单向截流阀61f和回转套驱动油缸42的回转套驱动油缸进油口422，推动回转套驱动油缸柱421向缸体外伸展，回转套驱动油缸42的回转套驱动油缸出油口423回油，回油油液依次经第二单向截流阀61g、第七油道63g、第一回油电磁阀61d、第一溢流阀61h和第八油道63h并且回入油箱66。如前述，由于回转套驱动油缸柱421向缸体外伸出，又由于回转套驱动油缸柱421的末端与前述的油缸柱下轴销铰接座311铰接，因而由回转套驱动油缸柱421带动回转轴套31向逆时针方向转动，由回转轴套31带动拉杆下轴销座312也向逆时针转动，通过一对滚筒支架升降执行机构5的结构体系的拉杆51对支撑轮轴131的作用而迫使滚扫刷滚筒支承架1沿支撑轮轴131连同滚扫刷滚筒11上移，使滚扫刷111与地坪的接触面减小，具体而言使前述的接触区宽度w在80-120mm范围，带动液压油马达2工作的车载发动机的负荷减小，随即关闭前述的电磁溢流安全阀61a、第一换向阀61b、第一进油电磁阀61c和第一回油电磁阀61d。

前述步进油缸64补油的过程是：在plc的指令下，开启电磁溢流安全阀61a和第二换向阀61i，油泵62的高压油依次经第一油道63a、第二换向阀61i、第九油道63i、液压锁钢球阀61j、第四油道63d和步进油缸出油孔641，推动步进油缸64的油缸柱右移至原位。此时步进油缸64的右缸腔内的油依次经第三油道63c、在由高压油路冲开（顶启）而形成通路的液压锁阀61e、第二油道63b、第二换向阀61i和第八油道63h，进入油箱66。

当在正常工作过程中出现滚扫刷111的阻力减小时，液压油马达2的油管压力同时减小，液压油马达2的油管压力连续5秒钟低于23mpa时，说明滚扫刷111与地平的接触宽度w（图3标示）小于80mm，那么前述的液压油马达工作压力监测传感器7将信号反馈给除雪车的车载电气控制器（即前述的plc），由plc发出指令给液压控制站6，具体是：打开即开启电磁溢流安全阀61a、第一换向阀61b、第二回油电磁阀61k、第二进油电磁阀61k，此时油泵62的高压油的进油与前述相同过程进入步进油缸64的步进油缸进油孔642、推动步进油缸64的步进油缸柱即步进油缸活塞柱左移，高压油依次经步进油缸出油孔641、第四油道63d、单向阀65a、第五油道63e、第二电磁阀61k、第七油道63g、第二单向电磁阀61g和回转套驱动油缸42的回转套驱动油缸出油口423（演变为进油口），使回转套驱动油缸柱621向缸体内回缩，此时液压油依次经回转套驱动油缸进油口422（演变为出油口）、第一单向截流阀61f、第六油道63f、第二电磁阀61k、第一溢流阀61h和第八油道63h回入油箱66。此时由回转套驱动油缸柱421带动回转轴套31顺时针旋转，由回转轴套31通过拉杆下轴销座312带动拉杆51，由拉杆51对支撑轮轴131作用而迫使滚扫刷滚筒支承架1沿支撑轮轴131连同滚扫刷滚筒11下移，使滚扫刷111与地坪的接触面增大，具体而言使前述的接触区宽度w在80-120mm范围，带动液压油马达2工作的车载发动机的负荷增大至合理程度，随即关闭电磁溢流安全阀61a、第一换向阀61b、第二回油电磁阀61k和第二进油电磁阀61k。由于对步进油缸的补油的油路走向与前述相同，故不再赘述。图4中示意的第二溢流阀61m起进油超压时的回油作用。

综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。