一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备，热水射流导轮模块中的热水射流装置和红外接收器装置用以确定铣刀铣削深度，其双曲柄装置用以实现导轮对于障碍物的规避，防止卡死现象。三角轮模块通过三角轮与红外中断传感器的结合，使得三角轮触碰障碍物旋转引起红外传感器产生信号，该信号传递给指令控制中心，控制铣刀升降，实现避障功能。铣刀模块由升降装置、升降平台、电机与铣刀装置组成，升降装置控制铣刀升降，铣刀上设置有用于铣刀径向进给的刀刃。各铣刀模块左右并置以形成作业宽幅。与现有的铣削式除冰方式对比，此装置通过简单的传感器运用，实现了沿起伏路面的延迟升降，可以合理避障。

A Milling Pavement Deicing Equipment with Barrier Avoidance Function

【技术实现步骤摘要】
一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备
本技术涉及除冰设备
，特别适用于一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备。
技术介绍
冬季雪后路面容易结冰，给各国造成了严重的经济损失。目前，国内外的除冰方法整体而言可以分为三种类型：化学除冰法、热力除冰法和机械除冰法。化学除冰法是通过使用盐类等除雪剂降低冰点使冰雪融化。化学除冰法操作简单，使用方便，应用较广，但其存在着以下不足：1)环境威胁大，严重地污染了当地环境。2)腐蚀路面，严重影响路面寿命，危害附近植被。3)化学剂受温度影响很大，在低温时，实际使用效果远远低于预期效果。热力除冰法是利用热能使冰雪融化，主流方法有微波加热和红外加热两种。1)红外加热是通过加热红外线加热板，从而产生热辐射使道路冰雪融化。2)微波加热是利用路面对微波的吸收能力强于冰雪，让微波透过冰面加热路面与冰面的连接部分，使冰面与路面之间的结合力消失，再辅以机械装置，达到除冰的目的。上述两种除冰方案除冰效果非常好，除冰速度缓慢。微波加热除冰，对路面颜色等性质要求严格，只有在沥青路面等深色路面才会有较好的作用。红外除冰技术成熟，但能耗太大，微波除冰能耗相对较小，但技术不成熟，这两者均未得到广泛运用。机械除冰是通过机械装置对冰面的直接作用来清理冰面。机械除冰的方式效率高，环保无污染，不会损坏路面，污染环境。同时机械除冰易于模块化设计，大多可直接与现有除冰设备搭配使用，市场采纳率高，目前在国内广泛采用。机械除冰按工作方式可分为五类，1)静碾压裂式，工作装置悬挂于装载机前端，通过滚压轮上的组合刀片，依靠滚压轮自身的重量和来自装载机动臂和摇臂的协调压力，在主机作用下处理冰层。2)铲剁式，由多刀刃组成的工作铲在曲轴的带动下上下运动，对路面冰层进行剁击，该机构采用柔性连接，实现了对路面高低不平的自动补偿。3)振动式，振动式车载液压系统驱动振动马达,带动偏心块的旋转,在离心力的作用下,振动轮沿圆周径向运动。对路面冰层来说,既有上下方向的振动作用力,又有水平方向的揉搓作用力,振动轮表面的凸块切入并挤压冰层,致使冰层断裂破碎与地面剥离,达到除冰的目的。4)柔性链条击打式，柔性链条击打式采用特制链条,前端安装吊环,在主机的驱动下,链条作高速旋转,对路面进行柔性击打,从而获得破冰效果。5)高压水射流法，高压水射流技术除冰,是指用高压设备将水压增大,利用强大的水压将冰破碎达到除冰目的。但以上方式有各自局限性。前四种方式，由于路表平面不均，作用在刀具上的力较大，而机械设备难以把握除冰力度，容易损害地面，损伤设备。第五种方式由于用到高压水流，对设备要求较高，同时冲击的水流会在短时间再次结冰，所以只能在特殊场合下使用。鉴于上述除冰技术的局限性，近年来，国内相继提出利用铣刀除冰的的铣削式除冰方案。朱自成、张学军等，在中国农机化学报上发表了名为《机械铣削式除冰装置的设计与实验研究》的论文，结合热水射流切割除冰的方法，提出并设计了一种机械铣削除冰装置。导杆与滚轮共同构成该装置定位机构，电机连接铣刀固定在钢架上，定位机构与刚架相连，钢架以及铣刀的最低点由导轮确定，使用热水射流把冰面分割成独立模块，并形成冰槽，使得导轮与地面接触，从而确定了铣刀切削深度，减少了铣刀的磨损和对路面的破坏。并结合王浩青的《切削力理论计算公式的局限性探讨》等文章通过的相关计算以及实验，推导除了铣刀铣削的相关公式，建立了相关的铣削数学模型。申请号为201610516316.5，申请公布号为CN105970873A，申请公布日为2016.09.28的中国专利公开了一种铣削式除冰设备，该设备是采用热水射流与机械铣削式路面除冰设备，使用了燃油锅炉来提供热水射流，通过多个铣刀模块的左右并排形成了作业宽幅，铣刀盘体上的铣刀实现径向进给除冰。铣刀盘的切削余量，同样是通过热水射流，形成冰槽，使得每一个铣刀盘相对应的导轮与地面接触，由于两者刚性接触，从而确定了铣削余量，使得铣刀高度能够随着地面的高度变化而变化，铣刀盘与电机上接升降模块，从而使得切削余量可变，铣削产生的冰渣由上下可调的推雪装置处理，铣刀铣削最后剩下的冰面由热熔设备或喷洒盐水处理。与现有技术中的机械除冰装置相比，不需设置刀辊，有利于减轻整体重量，并且能够大大减少刀片数量，制造、维护方便。上述两方面在铣削除冰的设计研究方面取得了很大进展，但是在雪后极端情况下，难免出现严重损害铣刀的的障碍物，再加上道路本身存在的的障碍物，会导致铣刀的严重损伤，因此需要相应的合理的装置，实现一定程度的合理避障。另外导轮与地面接触，铣刀最低点高于导轮最低点。导轮与铣刀刚性连接，让铣刀能随着导轮的起伏而起伏，从而一定程度应对路面起伏的问题，但在凸起顶端，与下凹的最低端，会出现铣刀与地面接触的情况，因此，需要铣刀与导轮有一定的延迟性。另外刚性连接也会使得导轮的冲击容易传递到铣刀，影响装置寿命。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备，具体技术方案如下：一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备，包括机架、热水射流导轮模块、三角轮模块、铣刀模块、推铲、热熔除冰模块和指令控制中心；由两个以上的热水射流导轮模块、以之对应的两个以上的三角轮模块、两个以上铣刀模块与指令控制中心组成除冰设备。所述热水射流导轮模块通过螺栓连接在机架下端，三角轮模块设置在热水射流导轮模块两侧的后方，铣刀模块、推铲、热熔除冰模块依次设置在热水射流导轮模块后方，均通过螺栓连接在机架下端，指令控制中心设置在机架上端；所述热水射流导轮模块由喷口座、双曲柄机架、连架杆、导轮连杆、回复弹簧、导轮、受力装置和红外接收器组成；所述双曲柄机架与导轮连杆通过两个连架杆连接，回复弹簧连接在双曲柄机架安装座和导轮连杆顶端上，导轮设置在导轮连杆底端，红外接收器附着在导轮连杆上面，红外接收装置竖直方向中心设有一个上中心红外接收器，中心红外接收器上下对称分布着若干红外接收器；所述受力装置为金属杆和压力传感器，通过金属杆一端连接压力传感器，另一端设置在导轮连杆下端一侧面，用于实现导轮的防卡死减小刚性冲击；所述双曲柄机架与导轮连杆构成一个平行四边形，使得导轮与导轮连杆在连架杆的作用下可以上下竖直运动，回复弹簧通过弹力使得导轮与路面紧紧贴住；所述喷口座设置在双曲柄机架前端，喷口座上端设有入水口，下端纵向排列多个喷口；所述三角轮模块由轴承导轮、三角固定板、障碍物检测杆、外部法兰、内部法兰、短轴、支撑铜柱、机架连接杆和红外终端传感器组成；所述四个三角固定板两两结合构成一组结构支撑，三支撑铜柱在每一组三角固定板之间绕中心轴阵列起到支撑作用，短轴在内法兰与前后两个定位圆盘与垫圈的作用下，固定在一组三角固定板中心，向外部延伸；三个轴承导轮在一组三角固定板之间，以短轴为中心阵列在三角固定板三个顶点，中间凸台长度等与支撑铜柱长度；两组之间三角固定板之间，由障碍物检测杆连接；短轴向外延伸的部分连接一外部法兰，外部法兰与机架连架杆相连，机架连架杆与机架铰接，从而使得三角轮在可以绕短轴旋转的同时，也可以使整体通过机架连杆与机架的铰接转动而在竖直方向上实现位移；红外终端传感器设置在与机架连架杆连接的机架上；铣刀模块由升降装置、升降平台、铣刀和红外发射装置组成，升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备，其特征在于：包括机架、热水射流导轮模块、三角轮模块、铣刀模块、推铲、热熔除冰模块和指令控制中心；由两个以上的热水射流导轮模块、以之对应的两个以上的三角轮模块、两个以上铣刀模块与指令控制中心组成除冰设备；所述热水射流导轮模块通过螺栓连接在机架下端，三角轮模块设置在热水射流导轮模块两侧的后方，铣刀模块、推铲、热熔除冰模块依次设置在热水射流导轮模块后方，均通过螺栓连接在机架下端，指令控制中心设置在机架上端；所述热水射流导轮模块由喷口座、双曲柄机架、连架杆、导轮连杆、回复弹簧、导轮、受力装置和红外接收器组成；所述双曲柄机架与导轮连杆通过两个连架杆连接，回复弹簧连接在双曲柄机架安装座和导轮连杆顶端上，导轮设置在导轮连杆底端，红外接收器附着在导轮连杆上面，红外接收装置竖直方向中心设有一个上中心红外接收器，中心红外接收器上下对称分布着若干红外接收器；所述受力装置为金属杆和压力传感器，通过金属杆一端连接压力传感器，另一端设置在导轮连杆下端一侧面，用于实现导轮的防卡死减小刚性冲击；所述双曲柄机架与导轮连杆构成一个平行四边形，使得导轮与导轮连杆在连架杆的作用下可以上下竖直运动，回复弹簧通过弹力使得导轮与路面紧紧贴住；所述喷口座设置在双曲柄机架前端，喷口座上端设有入水口，下端纵向排列多个喷口；所述三角轮模块由轴承导轮、三角固定板、障碍物检测杆、外部法兰、内部法兰、短轴、支撑铜柱、机架连接杆和红外终端传感器组成；所述四个三角固定板两两结合构成一组结构支撑，三支撑铜柱在每一组三角固定板之间绕中心轴阵列起到支撑作用，短轴在内法兰与前后两个定位圆盘与垫圈的作用下，固定在一组三角固定板中心，向外部延伸；三个轴承导轮在一组三角固定板之间，以短轴为中心阵列在三角固定板三个顶点，中间凸台长度等与支撑铜柱长度；两组之间三角固定板之间，由障碍物检测杆连接；短轴向外延伸的部分连接一外部法兰，外部法兰与机架连架杆相连，机架连架杆与机架铰接，红外终端传感器设置在与机架连架杆连接的机架上；铣刀模块由升降装置、升降平台、铣刀和红外发射装置组成，升降装置由电机、失电制动器、丝杠、导轨、滑块组成，电机通过联轴器与丝杠相连，丝杠的螺母、滑块与升降平台相连，丝杠的上下轴承座与导轨的上下两面分别与固定在升降平台的两端，升降装置带动升降平台上下活动，铣刀通过连轴器与电机连接固定在升降平台上，在电机与铣刀上附着红外发射装置；所述热熔除冰模块为通过红外加热红外线加热板从而产生热辐射是道路冰雪融化。...

【技术特征摘要】
1.一种具有避障功能的铣削式路面除冰设备，其特征在于：包括机架、热水射流导轮模块、三角轮模块、铣刀模块、推铲、热熔除冰模块和指令控制中心；由两个以上的热水射流导轮模块、以之对应的两个以上的三角轮模块、两个以上铣刀模块与指令控制中心组成除冰设备；所述热水射流导轮模块通过螺栓连接在机架下端，三角轮模块设置在热水射流导轮模块两侧的后方，铣刀模块、推铲、热熔除冰模块依次设置在热水射流导轮模块后方，均通过螺栓连接在机架下端，指令控制中心设置在机架上端；所述热水射流导轮模块由喷口座、双曲柄机架、连架杆、导轮连杆、回复弹簧、导轮、受力装置和红外接收器组成；所述双曲柄机架与导轮连杆通过两个连架杆连接，回复弹簧连接在双曲柄机架安装座和导轮连杆顶端上，导轮设置在导轮连杆底端，红外接收器附着在导轮连杆上面，红外接收装置竖直方向中心设有一个上中心红外接收器，中心红外接收器上下对称分布着若干红外接收器；所述受力装置为金属杆和压力传感器，通过金属杆一端连接压力传感器，另一端设置在导轮连杆下端一侧面，用于实现导轮的防卡死减小刚性冲击；所述双曲柄机架与导轮连杆构成一个平行四边形，使得导轮与导轮连杆在连架杆的作用下可以上下竖直运动，回复弹簧通过弹力使得导轮与路面紧紧贴住；所述喷口座设置在双曲柄机架前端，喷口座上端设有入水口，下端纵向排列多个喷口；所述三角轮模块由轴承导轮、三角固定板、障碍物检测杆、外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉泉，杨诗绕，刘楷文，周宣军，孔祥伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21