一种手推式小型道路除冰车的制作方法

本实用新型涉及道路冰冻清除装备技术领域，尤其涉及适合校园、公园、医院、住宅小区等场所小型道路的一种手推式小型道路除冰车。

背景技术：

北方地区冬季寒冷降雪较为普遍，松散的积雪由于车辆的碾压而形成坚硬的冰层，或部分融化的积雪遇冷冻结成坚硬冰层，极其难以清除，严重威胁车辆和行人安全。在有些上下坡道、转弯处、机场跑道等路段，若其路面的冰层不能及时清除，交通事故发生的概率会大大上升。目前，部分城市大型道路上的冰层往往采用大型作业机械清除，但大部分小型道路冰层的清除仍旧依靠传统的人工方式，其作业强度不仅大而且效率低，所需人力成本往往成本较高，并且清除积雪人员的工作环境极为恶劣，容易造成冻伤。近年来，我国南方的一些城市冬季冰冻现象频繁发生，道路冰层的及时高效清除，成为南方城市面临的首要难题。

发明专利ZL201310364448.7公开了一种除冰车，主要包括松冰机构和铲除机构，松冰机构包括供电装置和放电装置，放电装置包括能够切入冰层的刃头，供电装置可向刃头施加电流以产生电弧融解掉与路面紧密接触的冰层，铲除机构能够清除与地面分离的冰层；所述发明的除冰车主要利用电弧放电产生的热量使冰层与路面分离，能够彻底清除路面冰层且不损坏路面，但依靠电流产生热量的方式清除冰层不仅耗费大量能源，关键是因施加电流易导致行人触电而存在安全隐患。发明专利ZL201410579649.3公开了一种履带式道路加热除冰车，包括机架、除冰剂储存箱、电机、变压器、加热器、冰水收集箱、液压马达、毛刷辊、液压缸、履带行走装置等，电机、变压器和加热器依次安装在机架上部且位于除冰剂储存箱的后端，履带行走装置经支撑臂安装在机架下方，长方体空心结构且内部盛有热水的融冰块固定在履带的外表面，融冰块内部的热水来源于与加热器连通的水箱；设置毛刷辊经拉杆铰接安装在机架下方，以便将融化的冰层收集到安装于机架下部后端的冰水收集箱，达到道路冰层清除的目的；本发明所述的除冰车不但能够彻底清除道路冰层，还可收集含有融冰剂的冰层避免环境污染，但依靠加热融冰的方式清除道路冰层耗费大量能源，不利于节约能源，而且位于履带行走装置外表面的融冰块容易遭受挤压、磨损等形式的破坏，导致维修成本的增加。发明专利ZL201410682204.8公开了一种液化气加热式除雪除冰车，包括安装于车体前端的除雪除冰辊，设置于车体中部液化气罐，液化气罐的出口处设置液化气控制阀，液化气控制阀通过软管连接前燃烧加热器和后燃烧加热器，前燃烧加热器和后燃烧加热器通过加热器拉杆铰接在车体底部，前燃烧加热器和后燃烧加热器上表面设置连接到车体的仿形弹簧，固定于车体尾部的海绵辊安装架底部安装海绵辊并设置液压马达，液压马达的输出端与海绵辊的同轴链轮相连接，海绵辊的后方设置水收集箱；本发明所述的除雪除冰车，结构较为简单且依靠液化气燃烧时产生的热量融化道路冰层，对路面没有破坏，不会造成环境污染，但因整体结构较大而比较适合大型道路冰层的清除，对于校园、公园、医院、住宅小区等场所小型道路冰层的清除具有一定的使用局限性。

综上所述，基于现有道路冰层清除装备技术与装置存在的问题，有必要研制一种小型道路冰层清除装置，基于节约能源目的不以加热融冰的方式除冰，而且还要适合校园、公园、医院、住宅小区等场所小型路面的积雪清除，还要具有结构简单、生产制备成本低、使用寿命长等特点。

技术实现要素：

为解决现有道路冰层清除装备技术与装置存在的问题，本实用新型提供了一种手推式小型道路除冰车，冰层清除不以电流或液化气加热融冰的方式进行，而是以安装楔形刀具的除冰辊高速滚动实现对冰层切削清除，比较适合校园、公园、医院、住宅小区等场所小型路面的冰层清除，还具有结构简单、生产制备成本低、使用寿命长等特点。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下陈述：一种手推式小型道路除冰车，包括车架组件和行走装置，其特征在于：所述车架组件前端设置有可升降的除冰装置，所述车架组件中部设置驱动除冰装置的发动机及传动装置，所述除冰装置包括除冰碾压辊，除冰碾压辊辊芯处设置于车架组件连接的除冰碾压辊转动轴，除冰碾压辊外部半包围有除冰碾压辊保护罩，除冰碾压辊表面分布有多排楔形除冰刀，每排楔形除冰刀与除冰碾压辊辊芯平行，相邻两排楔形除冰刀之间夹角为30°，楔形除冰刀与除冰碾压辊表面夹角为35-50°。

对上述方案作进一步限定，所述楔形除冰刀为低合金高强度结构钢切割而成的楔形块，楔形块前角度和后角度分别设置为40°和28°，楔形除冰刀刀刃长度为42mm。

对上述方案作进一步限定，所述除冰装置与车架组件之间设置除冰碾压辊升降机构，所述除冰碾压辊升降机构包括上连杆、横连杆、支撑连杆和下连杆，其中支撑连杆和下连杆的一端垂直固定于横连杆上，并且支撑连杆和下连杆之间绕横连杆形成夹角，支撑连杆另一端固定于车架组件上，下连杆的另一端与除冰碾压辊转动轴连接，横连杆的一端与上连杆一端铰接，上连杆另一端经传动齿轮组和手动摇轮拉伸驱动。

对上述方案作进一步限定，所述发动机及传动装置固定于车架组件上，发动机及传动装置包括汽油发动机以及前减速装置和后减速装置，其中汽油发动机通过前减速装置与所述行走装置连接，汽油发动机通过后减速装置与所述除冰装置连接。

对上述方案作进一步限定，所述车架组件包括除冰碾压辊安装架、安装平台以及手推扶手，其中除冰碾压辊安装架为L形支架，其一端固定于安装平台上表面，其另一端设有除冰碾压辊安装架支撑轴，除冰碾压辊安装架支撑轴固定于支撑连杆上，安装平台上固定汽油发动机、前减速装置和后减速装置。

对上述方案作进一步限定，所述行走装置包括驱动后轮和万向前轮，其中驱动后轮设于安装平台下方，驱动后轮的驱动后轮轴上设有驱动齿轮，驱动齿轮与所述后减速装置中的减速齿轮啮合。

对上述方案作进一步限定，所述车架组件下方、除冰装置正后方设置有碎冰清扫板，所述碎冰清扫板为半口字型的聚乙烯耐磨塑料板，凹弧指向除冰装置。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型涉及的一种手推式小型道路除冰车，主要功能是将路面冰层切削打碎并推向道路两侧。道路冰层清除作业过程中由汽油发动机提供动力分别通过前减速装置、后减速装置及其附属机械部件传输至除冰碾压辊和驱动后轮，使楔形除冰刀高速旋转达到切削路面冰层的目的，并促使除冰车向前行进完成除雪作业。与现有道路冰层清除装备技术与装置相比较，本实用新型提供的一种手推式小型道路除冰车，冰层清除不以电流或液化气加热融冰的方式进行，而是以安装楔形刀具的除冰辊的高速滚动实现对冰层的切削清除，比较适合校园、公园、医院、住宅小区等场所小型路面的积雪清除，还具有结构简单、生产制备成本低、使用寿命长等特点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是除冰装置的结构示意图；

图3是除冰碾压辊升降装置的结构示意图；

图4是车架组件的结构示意图；

图5是发动机及传动装置的结构示意图；

其中：1、除冰装置；1-1、楔形除冰刀；1-2、除冰碾压辊；1-3、除冰碾压辊端盖；1-4、除冰碾压辊轴承；1-5、除冰碾压辊转动轴；1-6、除冰碾压辊保护罩；1-7、除冰碾压辊保护罩固定螺孔；2、除冰碾压辊升降机构；2-1、手动摇轮；2-2、传动齿轮组；2-3、上连杆；2-4、横连杆；2-5、支撑连杆；2-6、下连杆；2-6-1、下连杆螺孔；2-6-2、下连杆轴孔；3、车架组件；3-1、除冰碾压辊安装架；3-1-1、除冰碾压辊安装架支撑轴；3-2、汽油发动机安装平台；3-3、前减速装置安装平台；3-4、后减速装置安装平台；3-5、传动齿轮组安装架；3-6、碎冰清扫板安装架；3-7、车架工具箱；3-8、手推扶手；4、发动机及传动装置；4-1、汽油发动机；4-2、汽油发动机输出轴；4-3、前减速装置；4-4、后减速装置；4-5、后减速装置输出轴；4-6、前端带轮；4-7、前V型摩擦带；4-8、中端带轮；4-9、后V型摩擦带；4-10、后端带轮；4-11、行走动力传输轴；5、行走装置；5-1、驱动后轮；5-2、驱动后轮轴；5-3、驱动齿轮；5-4、万向前轮；6、碎冰清扫板。

具体实施方式

如附图1所示，一种手推式小型道路除冰车，它的构成中主要包括除冰装置1、除冰碾压辊升降机构2、车架组件3、发动机及传动装置4、除冰车行走装置5、碎冰清扫板6等部件。

如附图1和附图2所示，除冰装置1的核心部件是楔形除冰刀1-1，其材料选择为低温度下抗压性强、焊接性质良好的低合金高强度结构钢16Mn，其前角度和后角度分别设置为40°和28°，根据除冰碾压辊的长度以及对除冰效率的要求，设定楔形除冰刀的刀刃长度为42mm。楔形除冰刀1-1以焊接的方式固定在除冰碾压辊1-2上，楔形除冰刀1-1在除冰碾压辊1-2上的轴向排布方式及数量显著影响除冰碾压辊的除冰效果；路面冰层清除作业过程中行进速度一定的前提下，如果楔形除冰刀1-1的轴向排列数量过多，前排楔形除冰刀1-1未能深入冰层完成碎冰的任务时，后排楔形除冰刀1-1也已接触冰面，影响冰层清除效果还造成能源浪费；如果楔形除冰刀1-1的轴向排列数量过少，前排楔形除冰刀1-1破冰后相当长的一段时间后，后排楔形除冰刀1-1才解除路面冰层开始除冰作业，因而造成路面冰层清除不彻底，降低除冰效果；因此设置楔形除冰刀1-1在除冰碾压辊1-2上的排数为12，即两排楔形除冰刀1-1之间的弧度为30°，在除冰碾压辊1-2上每排焊接7个楔形除冰刀1-1。楔形除冰刀1-1以焊接的方式固定在除冰碾压辊1-2上，固定角度过大会增加楔形除冰刀1-1接触冰面时迸出的风险，安装角度过小会加剧楔形除冰刀1-1深入冰层的难度，导致道路冰层清除效率的降低，通过多次试验获知楔形除冰，1-1与除冰碾压辊1-2的夹角宜为35-50°。

除冰碾压辊1-2高速旋转致使楔形除冰刀1-1对道路冰层进行滚动碾压、切削以达到冰层清除效果。除冰碾压辊端盖设置于除冰碾压辊1-2两侧，达到封装除冰碾压辊的目的；除冰碾压辊1-2的两侧设置除冰碾压辊端盖1-3，采用铆钉的方式安装，以此保护内部结构免遭碎冰的污染；除冰碾压辊1-2通过除冰碾压辊轴承1-4固定到除冰碾压辊转动轴1-5上，除冰碾压辊转动轴1-5的直径为30-50mm，材料为调质钢，即淬火后再经高温回火处理，以保障较大扭矩的有效传递；除冰碾压辊1-2通过除冰碾压辊安装架3-1和除冰碾压辊安装架支撑轴3-1-1安装到车架组件3上；设置除冰碾压辊1-2的直径为160mm、长度为800mm。除冰车在道路冰层清除作业时，高速转动的楔形除冰刀1-1与冰层发生碰撞，造成冰屑飞溅，冲击路人及除冰车操纵者易对其造成伤害；同时楔形除冰刀1-1可能迸出，可能造成严重伤害事故的出现。因此设置除冰碾压辊保护罩1-6，装卡在除冰碾压辊转动轴1-5上，并采用螺栓安装在除冰碾压辊升降机构2的下连杆2-6上；为抵抗飞溅冰屑、迸出楔形除冰刀1-1对除冰碾压辊保护罩1-6的冲击，并尽可能降低冰层清除装置的重量，除冰碾压辊保护罩1-6的材质为具有高韧性、耐腐蚀、耐低温等特点的聚乙烯耐磨塑料板，注塑成型且厚度为2-4mm。

如附图1和附图3所示，设置除冰碾压辊升降机构2，用以调节楔形除冰刀1-1与路面的距离，以便高效清除路面不同厚度的冰层；除冰碾压辊升降机构2包括手动摇轮2-1、传动齿轮组2-2、上连杆2-3、横连杆2-4、支撑连杆2-5、下连杆2-6等部件；传动齿轮组2-2会增大通过旋转手动摇轮2-1施加的动力，经上连杆2-3传递到横连杆2-4上，横连杆2-4通过支撑连杆2-5与除冰碾压辊安装架支撑轴3-1-1固定连接实现固定支点的获取，以此带动下连杆2-6的上下移动，最终实现楔形除冰刀1-1与路面距离的调节。下连杆2-6上设置下连杆螺孔2-6-1用以固定安装除冰碾压辊保护罩1-6，设置下连杆轴孔2-6-2用于固定安装除冰碾压辊轴承1-4。

如附图1和附图4所示，车架组件3的功能是为除冰装置1、除冰碾压辊升降机构2、发动机及传动装置4、除冰车行走装置5、碎冰清扫板6等部件提供安装载体，以使各部件协同配合高效完成除冰车的路面冰层清除功能。在车架组件3的前端设置除冰碾压辊安装架3-1及除冰碾压辊安装架支撑轴3-1-1，用以实现除冰装置1在除冰车上的固定安装；在车架组件3中部位置设置汽油发动机安装平台3-2、前减速装置安装平台3-3、后减速装置安装平台3-4和传动齿轮组安装架3-5；在车架组件3中间侧部位置设置碎冰清扫板安装架3-6，在车架组件3前部位置设置车架工具箱3-7用以存放除冰车日常修理工具，在车架组件3后部位置设置手推扶手3-8用以把控除冰车在除冰作业过程中的行进方向。

如附图1、附图4和附图5所示，发动机及传动装置4的功能是为除冰碾压辊1-2的高速旋转提供动力，同时也为除冰车对道路冰层清除作业时提供行进动力。汽油发动机4-1采用龙腾汽油发动机LT420，其主要特征为单缸风冷四冲程、额定功率为2.2kW、额定转速为2500r/min；汽油发动机4-1通过螺栓固定安装在车架组件3的汽油发动机安装平台3-2上，产生的动力通过汽油发动机输出轴4-2传输到前减速装置4-3上；前减速装置4-3设置为涡轮蜗杆减速器，蜗杆材料45钢，涡轮材料为具有耐腐蚀耐磨特性的铸锡磷青铜；经过前减速装置4-3减转速增扭矩的动力，一部分动力通过行走动力传输轴4-11传输到行走装置5的驱动齿轮5-3上，驱动齿轮5-3通过花键嵌装在驱动后轮轴5-2上，驱动后轮轴5-2通过螺栓与驱动后轮5-1安装，最终实现除冰车行进动力的传输获取。考虑到人的行走速度和除冰效果等因素，设置经前减速装置4-3减转速增扭矩后传递到驱动后轮轴5-2的转速为60-120r/min。另一部分动力输入后减速装置4-4进行再次减转速增扭矩后通过后减速装置输出轴4-5输出，前端带轮4-6键连接到后减速装置输出轴4-5上，前V型摩擦带4-7连接前端带轮4-6与中端带轮4-8实现动力的传输，中端带轮4-8通过花键及轴承连接到除冰碾压辊安装架支撑轴3-1-1上，后V型摩擦带4-9连接中端带轮4-8与后端带轮4-10实现动力的传输，后端带轮4-10通过花键及轴承连接到除冰碾压辊转动轴1-5上，最终实现发动机动力有效传输到除冰碾压辊1-2上，即楔形除冰刀1-1上，保障除冰车除冰作业的有效进行，经后减速装置4-4减转速增扭矩后传递到除冰碾压辊1-2的转速为600-1500r/min。前端带轮4-6、中端带轮4-8、后端带轮4-10的材质均为灰铸铁HT200，轴径设置为30-40mm。

如附图1和附图4所示，除冰车的行走装置5包括驱动后轮5-1、驱动后轮轴5-2、驱动齿轮5-3、万向前轮5-4等部件。两个驱动后轮5-1通过螺栓连接到驱动后轮轴5-2上，驱动后轮轴5-2固定安装到车架组件3的后部位置并通过花键连接驱动齿轮5-3，驱动齿轮5-3与行走动力传输轴4-11啮合获取由汽油发动机4-1输出的动力，供给除冰车行进所需；万向前轮6通过螺栓安装于车架组件3的前端中部位置，发挥除冰车行进过程中转向的功能。

高速旋转的楔形除冰刀1-1接触道路冰层并造成冰层破碎，致使冰层与道路分离，破碎的冰层分散在路面，需要及时清除。因此如附图1所示，设置半口字型的碎冰清扫板6，其材质为高韧性、耐腐蚀、耐低温等特点的聚乙烯耐磨塑料板，注塑成型且厚度为2-3mm；通过螺栓安装在车架组件3的碎冰清扫板安装架3-6上，随除冰车一起前移，可将碎冰推向两侧，达到清扫碎冰的目的。

道路冰层清除作业前，测量获知冰层的厚度为30mm厘米，旋转除冰碾压辊升降机构2的手动摇轮2-1，使楔形除冰刀1-1与路面的距离为30mm。启动汽油发动机4-1，调节前减速装置4-3使传递到驱动后轮轴5-2的转速为90r/min，即除冰车除冰作业过程中的行进速度为5km/h，调节后减速装置4-4使传递到除冰碾压辊1-2的转速为900r/min。控制车架组件3的手推扶手3-8，使处于除冰作业过程中的除冰车向前行进，在高速旋转（900r/min）的楔形除冰刀1-1的切削作用下，道路冰层被切削成碎冰；经安装在碎冰清扫板安装架3-6上的碎冰清扫板6的清扫作用下，碎冰被推扫至道路两侧，达到道路冰层清扫目的。道路冰层清除完毕后，关闭汽油发动机4-1，整理除冰车，以便下次道路冰层清除作业所需。