一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车的制作方法

本发明涉及道路除雪技术领域，具体涉及一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车。

背景技术：

我国冬季许多公路与城市道路经常遭受冰雪的危害，降雪较大时路面基本呈结冰状态，积雪结冰会降低路面的摩擦系数，严重影响道路的行车安全。传统的除雪铲推雪的方式虽然效率高，但是难以清除道路表面较薄的积雪或嵌入路面纹理中的冰渣，而大范围撒布融雪剂的方式又有着对路面危害大、见效慢的缺点，因此，在除雪作业中引入快速加热的技术能够很好地解决这些问题。

对于钢箱梁结构桥梁桥面、采用含有磁性材料的改性沥青的路面出现积雪结冰时，应采用感应加热的方式，运用焦耳效应，励磁线圈产生的交变磁场使得钢板或磁性材料内部迅速产生热量，借此融化路面的冰雪，从而完全清除积雪且不产生任何损害；而对于普通路面上的冰雪，则应采用微波加热的方式，微波直接加热冰雪时升温速率快，加热效果好，同样可以轻易完成清除积雪的工作。

基于以上情况，本发明提出了微波加热与电磁感应加热两用的多功能除雪车，使用时根据路面材料选择合适的加热方式，结合除雪铲推雪、热风吹除和撒布融雪剂的方式进行高效除冰雪作业。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，结合传统的除雪铲和撒布机，利用聚磁和反射微波的效应，灵活应对不同材料沥青路面或钢桥面除冰雪工作，对冰雪进行高效加热，解决传统除雪车除雪方式单一、除雪不彻底、对路面危害大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车，包括车体，所述车体的前部设有用于驱动车体行进的车头，车头的前端安装有除雪铲总成，车体上自车尾向车头依次设置有融雪剂撒布机、大功率柴油发电机、散热机构以及通过机械臂结构实现可翻转调节的加热装置；

所述机械臂结构包括对称安装在车体上的立柱，且立柱上通过电动关节ⅰ安装有机械臂ⅰ，且机械臂ⅰ的另一端上通过电动关节ⅱ安装有机械臂ⅱ，两个机械臂ⅱ的另一端通过电动关节ⅲ连接有加热装置；

所述加热装置包括由微波反射板组成的基板，微波反射板的背面安装有呈米字型布置的l型聚磁条，l型聚磁条上安装有用于励磁加热的励磁线圈，励磁线圈四周按照有保护板,微波反射板的正面安装有多个水冷磁控管，且多个水冷磁控管之间通过水冷管相连通，微波反射板的边缘安装有包覆水冷磁控管的屏蔽罩，且水冷磁控管和励磁线圈上均开设有贯穿保护板侧壁的冷却水进水口和冷却水出水口，冷却水进水口和冷却水出水口的接口上安装有铁环，加热装置外壳上对称布置个散热风扇，基板的侧壁上对称安装有两个滑轨，且滑轨上滑动套设有滑块，两个滑块分别与两个电动关节ⅲ相连接。

优选的，所述融雪剂撒布机包括用于盛放融雪剂的v型仓、用于撒布融雪剂的旋转播盘以及用于抽吸v型仓内融雪剂的物料泵。

优选的，所述散热机构包括风冷水冷复合散热装置和水冷管对接单元；

所述水冷管对接单元包括通过液压推杆安装在车体下端的水冷管对接平台，水冷管对接平台内置有四个呈l形的冷却水管路，且其中两个冷却水管路上设有两个用于与冷却水进水口相匹配的进水口，另两个冷却水管路上设有用于与冷却水出水口相匹配的出水口，进水口与出水口上均装有伸缩管，且伸缩管的末端均安装有与铁环相嵌合的环形电磁铁；

所述风冷水冷复合散热装置设置在大功率柴油发电机的机箱内并通过输水管与水冷管对接平台贯通连接。

优选的，所述风冷水冷复合散热装置包括有设置在大功率柴油发电机机箱后的外壳，外壳内通过发电机舱隔板安装有用于风冷的涡轮风扇，且涡轮风扇的周向分布呈环形布置有多个散热鳍片，散热鳍片内插设有多组环形冷凝管，且多个冷凝管上贯通连接有两个冷却水出水管和两个冷却水进水管，两个冷却水出水管上安装有水泵，两个冷却水进水管上贯通安装有冷却水箱，且两个冷却水出水管和两个冷却水进水管均通过输水管与四个冷却水管路贯通连接。

优选的，所述外壳上设有水冷系统进风口和发电机热废气进口，且外壳上一体成型有两个对称分布的风道，且风道的末端设有喇叭状的出风口和用于控制出风口输出方向的旋转机构。

优选的，所述旋转机构包括用于连接出风口和风道的座圈轴承、设置在座圈轴承外侧的外齿轮以及用于驱动外齿轮转动的驱动电机。

优选的，所述l型聚磁条由软磁铁氧体材料制成，保护板为复合材料，微波反射板、屏蔽罩、水冷磁控管的水冷管道均为铝合金材质。

优选的，所述除雪铲总成包括用于铲雪的铲雪板，且铲雪板通过车身连接平台安装在车头的前端，车身连接平台内置有由多个液压推杆组成的液压推进单元。

优选的，所述铲雪板两侧均通过铰链可锁止式安装有活动挡板。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车，具备以下有益效果：

1、本发明结合感应加热、微波加热设备以及除雪车和撒布机，针对不同路面材料和不同路面积雪状况，复合多种方式进行除雪作业：除雪铲用于清除较厚的积雪，加热装置用于融化不易清除的残余冰雪，散热机构排出的高温废气用于吹除表面冰雪，撒布机用于播撒少量融雪剂提升除冰雪效果，相比于单一的常规除冰雪方法，结合物理和化学除冰手段，对不同厚度冰雪都有着针对性的清除方式，具有除冰雪彻底、效率高的优点。

2、本发明增加电磁感应加热与微波加热两种加热方式，可根据不同路面选择不同的加热方式，当在加入了导磁材料如钢丝绒、铁屑、工业废钢渣的改性沥青路面或钢桥面道路进行除冰雪作业时，可旋转选择电磁感应加热方式对沥青路面加热，从而快速融化冰雪；对于传统沥青路面，可旋转选择微波加热方式直接对冰雪加热，两种加热方式灵活转变，在不接触路面的情况下，快速加热残余的冰渣积雪，解决传统除雪方式清除积雪不彻底、对路面危害大的问题。

3、通过加热装置配备的l型聚磁条，可以将磁场聚集在加热装置底部，提升磁能-电能转化率，铝合金材质的微波反射板和屏蔽罩可以将磁控管发射出的微波定向约束；通过聚磁与反射微波的方式，能够减少能量耗散、增强加热效果，同时避免强磁场或者微波对周围工作人员产生危害，而将高密度的软磁性铁氧体材料制成条状，并采用密度较小的铝合金制作面积较大的微波反射板和屏蔽罩，在保证聚磁、反射微波效果良好的同时，将结构重量的增加降到了最低限度。

4、通过加热装置两侧的滑轨、滑块以及与之相连机械臂结构，可以在较小的空间内将收束在车体上部的加热装置展开至距离地面较近的工作位置，或是可以通过翻转加热装置改变加热模式，亦可以通过移动加热装置改变路面的加热范围，能够调整加热装置集中融化轮迹带上的冰雪、道路两侧的冰雪或是车身下方的冰雪，提高了作业的灵活性，且整体结构紧凑。

5、通过散热机构结合风冷、水冷两种散热方式，冷却水经过加热装置后进入环绕于涡轮风扇上方的环形冷凝管，通过散热鳍片散发热量并由水泵重新泵入加热装置的冷却回路，实现水冷系统的循环；同时大功率柴油发电机和水冷系统产生的热废气经由涡轮风扇经过箱体外壳两侧向下部延伸的风道高速吹向路面，吹除路表面的积雪和碎冰，从而辅助清除冰雪，同时通过旋转机构，出风口也可以配合加热装置的移动而转动，从而改变热风的影响范围，提高了作业的灵活性，二者结合，实现了整合发电机和加热装置两者的散热系统，简化了整体结构，并且增强了除雪效果，同时实现了对能源的高效利用。

6、通过液压推杆的驱动，水冷管对接平台可灵活上升至收起或下降展开，通过平台提供冷却水降低加热装置温度，保证加热装置正常工作；同时接头处采用了伸缩管的设计以及环形电磁铁与铁环相嵌合的连接方式，相比于其他刚性连接，结构简单、连接更加柔性，可以配合加热装置在水平方向上的移动。

7、车体前部的除雪铲两侧设置有可活动的挡板，可以通过展开/收起挡板使除雪铲的宽度切换，以适应不同宽度的道路和不同厚度的积雪，在车辆转移时收起挡板，可以减小行驶时除雪铲被道路边缘障碍物损坏的概率。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中多功能除雪车的立体图；

图2为本发明中多功能除雪车的正视图；

图3为本发明中多功能除雪车的前视图；

图4为本发明中多功能除雪车的加热装置展开模式(左半)和收起模式(右半)示意图；

图5为本发明中多功能除雪车的机械臂结构示意图；

图6为本发明中多功能除雪车的加热装置正面图；

图7为本发明中多功能除雪车的加热装置反面图；

图8为本发明中多功能除雪车的加热装置剖视图；

图9为本发明中多功能除雪车的水冷管对接平台示意图；

图10为本发明中多功能除雪车的风冷-水冷复合散热装置示意图；

图11为本发明中多功能除雪车的风冷-水冷复合散热装置外观图

图12为本发明中多功能除雪车的除雪铲总成的展开状态示意图；

图13为本发明中多功能除雪车的除雪铲总成的收束状态示意图；

图14为本发明中多功能除雪车的旋转机构示意图。

图中：1、旋转撒播盘；2、v型仓；3、大功率柴油发电机；4、风冷-水冷复合散热装置；4-1、箱体外壳；4-2、发电机舱隔板；4-3、发电机热废气进口；4-4、水冷系统进风口；4-5、散热鳍片；4-6、冷凝管；4-7、水泵；4-8、冷却水箱；4-9、冷却水出水口；4-10、冷却水进水口；4-11、涡轮风扇；5、机械臂结构；5-1、立柱；5-2、电动关节ⅰ；5-3、机械臂ⅰ；5-4、电动关节ⅱ；5-5、机械臂ⅱ；5-6、电动关节ⅲ；6、加热装置；6-1、滑轨；6-2、滑块；6-3、冷却水出水口；6-4、冷却水进水口；6-5、保护板；6-6、l型聚磁条；6-7、微波反射板；6-8、屏蔽罩；6-9-水冷管；6-10、水冷磁控管；6-11、励磁线圈；6-12、散热风扇；6-13、铁环；7、油箱；8、车身；9-除雪铲总成；9-1、挡板；9-2、活动挡板；9-3、铰链；9-4、车身连接平台；9-5、液压装置；10、液压推杆；11、水冷管对接平台；11-1、出水口；11-2、进水口；11-3、冷却水管路；11-4、伸缩管；11-5、环形电磁铁；12、输水管；13、风道；13-1、出风口；14、旋转机构；14-1、座圈轴承；14-2、外齿轮；14-3、驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图1-11和实施例对本发明进一步说明：

实施例1

一种基于电磁加热与微波加热的多功能除雪车，包括车体8，所述车体8的前部设有用于驱动车体8行进的车头，车头的前端安装有除雪铲总成9，车体8上自车尾向车头依次设置有融雪剂撒布机、大功率柴油发电机3、散热机构以及通过机械臂结构5实现可翻转调节的加热装置6；

所述机械臂结构5包括对称安装在车体8上的立柱5-1，且立柱5-1上通过电动关节ⅰ5-2安装有机械臂ⅰ5-3，且机械臂ⅰ5-3的另一端上通过电动关节ⅱ5-4安装有机械臂ⅱ5-5，两个机械臂ⅱ5-5的另一端通过电动关节ⅲ5-6连接有加热装置6；

所述加热装置6包括由微波反射板6-7组成的基板，微波反射板6-7的背面安装有呈米字型布置的l型聚磁条6-6，l型聚磁条6-6上安装有用于励磁加热的励磁线圈6-11，励磁线圈6-11四周按照有保护板6-5,微波反射板6-7的正面安装有多个水冷磁控管6-10，且多个水冷磁控管6-10之间通过水冷管6-9相连通，微波反射板6-7的边缘安装有包覆水冷磁控管6-10的屏蔽罩6-8，且水冷磁控管6-10和励磁线圈6-11上均开设有贯穿保护板6-5侧壁的冷却水进水口6-4和冷却水出水口6-3，冷却水进水口6-4和冷却水出水口6-3的接口上安装有铁环6-13，加热装置外壳上对称布置4个散热风扇6-12，基板的侧壁上对称安装有两个滑轨6-1，且滑轨6-1上滑动套设有滑块6-2，两个滑块6-2分别与两个电动关节ⅲ5-6相连接；

本实施例中，当在加入了导磁材料如钢丝绒、铁屑、工业废钢渣的改性沥青路面或钢桥面道路进行除冰雪作业时，可通过机械臂结构5旋转选择加热装置6的电磁感应加热方式对沥青路面加热，从而快速融化冰雪；对于传统沥青路面，可通过机械臂结构5旋转选择加热装置6的微波加热方式直接对冰雪加热，两种加热方式灵活转变，在不接触路面的情况下，快速加热残余的冰渣积雪，解决传统除雪方式清除积雪不彻底、对路面危害大的问题。

本实施例中，如图1所示，所述融雪剂撒布机包括用于盛放融雪剂的v型仓2、用于撒布融雪剂的旋转播盘1以及用于抽吸v型仓2内融雪剂的物料泵，撒布机用于播撒少量融雪剂提升路面除冰雪效果。

本实施例中，如图9和10所示，所述散热机构包括风冷-水冷复合散热装置4和水冷管对接单元；

本实施例中，如图9所示，所述水冷管对接单元包括通过液压推杆10安装在车体8下端的水冷管对接平台11，水冷管对接平台11内置有四个呈l形的冷却水管路11-3，且其中两个冷却水管路11-3上设有两个用于与冷却水进水口6-4相匹配的进水口11-1，另两个冷却水管路11-3上设有用于与冷却水出水口6-3相匹配的出水口11-2，进水口11-1与出水口11-2上均装有伸缩管11-4，且伸缩管11-4的末端均安装有与铁环6-13相嵌合的环形电磁铁11-5，水冷管对接平台11通过液压推杆10升降，可灵活上升至收起或下降展开，通过平台提供冷却水降低加热装置6的工作温度，保证加热装置6正常工作；同时接头处采用了伸缩管11-4的设计以及环形电磁铁11-5与铁环6-13相嵌合的连接方式，相比于其他刚性连接，结构简单、连接更加柔性，可以配合加热装置6在水平方向上的移动；

所述风冷-水冷复合散热装置4设置在大功率柴油发电机3的机箱内并通过输水管12与水冷管对接平台11贯通连接，冷却水经过加热装置6后进入风冷-水冷复合散热装置4进行冷却，为持续加热装置6冷却并正常工作提供保障。

本实施例中，如图10和11所示，所述风冷-水冷复合散热装置4包括有设置在大功率柴油发电机3机箱后的外壳4-1，外壳4-1内通过发电机舱隔板4-2安装有用于风冷的涡轮风扇4-11，且涡轮风扇4-11的周向分布呈环形布置有多个散热鳍片4-5，散热鳍片4-5内插设有多组环形冷凝管4-6，且多个冷凝管4-6上贯通连接有两个冷却水出水管4-9和两个冷却水进水管4-10，两个冷却水出水管4-9上安装有水泵4-7，两个冷却水进水管4-10上贯通安装有冷却水箱4-8，且两个冷却水出水管4-9和两个冷却水进水管4-10均通过输水管与四个冷却水管路11-3贯通连接，冷却水经过加热装置6后进入环绕于涡轮风扇4-11上方的环形冷凝管4-6，通过散热鳍片4-5散发热量并由水泵4-7重新泵入加热装置6的冷却回路，实现水冷系统的循环。

本实施例中，如图10和11所示，所述外壳4-1上设有水冷系统进风口4-4和发电机热废气进口4-3，且外壳4-1上一体成型有两个对称分布的风道13，且风道13的末端设有喇叭状的出风口13-1和用于控制出风口13-1输出方向的旋转机构14。

本实施例中，所述l型聚磁条6-6由软磁铁氧体材料制成，保护板6-5为复合材料，根据微波的热效应，金属会反射微波，因此铝合金材质微波反射板和屏蔽罩可以将磁控管发射出的微波定向约束；通过聚磁与反射微波的方式，能够减少能量耗散、增强加热效果，同时避免强磁场或者微波对周围工作人员产生危害，微波反射板6-7、屏蔽罩6-8、水冷磁控管6-10的水冷管道6-9均为铝合金材质，将高密度的软磁性铁氧体材料制成条状，并采用密度较小的铝合金制作面积较大的微波反射板和屏蔽罩，在保证聚磁、反射微波效果良好的同时，将结构重量的增加降到了最低限度。

本实施例中，如图14所示，所述旋转机构14包括用于连接出风口13-1和风道13的座圈轴承14-1、设置在座圈轴承14-1外侧的外齿轮14-2以及用于驱动外齿轮14-2转动的驱动电机14-3，大功率柴油发电机3和水冷系统产生的热废气经由涡轮风扇4-11经过箱体外壳4-1两侧向下部延伸的风道13高速吹向路面，吹除路表面的积雪和碎冰，从而辅助清除冰雪，同时结合旋转机构14的设置，出风口13-1也可以配合加热装置6的移动而转动，从而改变热风的影响范围，提高了作业的灵活性。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图11所示，所述除雪铲总成包括用于铲雪的铲雪板9-1，且铲雪板9-1通过车身连接平台9-4安装在车头的前端，车身连接平台9-4内置有由多个液压推杆组成的液压推进单元9-5，用于控制铲雪板9-1的升降，以适应不同厚度的积雪，提高除冰雪效率。

本实施例中，如图12所示，所述铲雪板9-1两侧均通过铰链9-3可锁止式安装有活动挡板9-2，通过展开/收起活动挡板9-2使除雪铲的宽度在2.8m与2.2m间切换，以适应不同宽度的道路，同时在车辆转移时收起活动挡板9-2，可以减小行驶时除雪铲被道路边缘障碍物损坏的概率。

其他未描述结构参照实施例1。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。