新型掃地自行車設計說明

諸葛耀泉

摘? ?要：在當今這個科技化不斷普遍的時代，不少創新發明代替或者減輕了人們的勞動力，提高了效率和質量。我們設計的這個產品針對的是默默在崗位付出的清潔工人。產品的設計主題是關愛基層勞動者，設計定位是通過產品創新設計來減輕環衛工人繁重的工作和改善工作效率低的現狀。在這個思路中做出更人性化的產品。本作品的特點是：方便，節省勞動力，減輕勞動負擔，綠色環保，便捷，操作簡單容易上手，安全可靠。

關鍵詞：多功能? 輕巧? 可拆洗? 人機性? 綠色環保? 減輕負擔? 安全可靠

中圖分類號：U484? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0076-03

1? 產品研制的背景及意義

隨著人們生活水平的提高，對更高質量的生活環境要求也越來越迫切。環衛部門承擔著城市清潔的職責，包括清掃機動車道、非機動車道、人行道、公共廣場、生活小區等。環衛工人作為城市的美容師，每天和垃圾打交道，清掃的工作負荷也非常大。目前清掃城市道路的方式主要有兩種：一種是采用最原始的人工清掃方式。環衛工人用畚箕和掃把步行清掃，其負責的區域往往比較大，清掃工作負荷大，效率又低。還有一種是用專業的清掃機車方式?，F在使用的清掃機車是按照機動車設計的，體積大，主要用于清掃城市機動車道、高速公路的路面。但現有的城市道路復雜，有非機動車道、人行道、公共廣場、生活小區道路等，那些大型的清掃機車不能完成這些地方的清掃。這是由于這些地方人流量大，道路狹小，垃圾分布狀態復雜決定的。為此，在分析目前市面上已有產品的基礎上，我們設計并制作了一款適合城市非機動車道、人行道、公共廣場、生活小區道路等區域的新概念掃地自行車。

2? “新概念掃地車”創新與推廣簡介

2.1 創新點

2.1.1 和自行車巧妙結合，機械動力代替人力

本作品是采用和自行車巧妙結合的方式，由機械動力代替人力，讓車輪的轉動帶動清掃系統，從而完成清掃路面的工作。既減輕了工人的勞動強度，又節省了勞動力，使清掃路面這項工作更輕松、更高效。通過清掃工具和自行車結合，環衛工人只要騎著自行車就可以輕松把垃圾掃干凈！此設計節能環保，不會造成空氣污染。

2.1.2 安全、高效、機動性能靈活

本作品使用的時候安全、方便，能快速高效的幫助環衛人員完成一天的清掃工作量?？汕鍜叩睦ǚ菣C動車道和人行道上的一些常見垃圾，如，煙蒂、樹枝、樹葉、紙屑、小石子、碎土塊、方便袋、飲料瓶等。據實際測算，清掃效率是環衛工人人工清掃效率的4～5倍，大大節約人力資源。

2.2 推廣應用

此款新型掃地車不僅操作簡便，而且效率高，體現了產品設計以人為本的宗旨，推廣應用前景廣闊。主要有以下幾點：

（1）適用場合多。（城市非機動車道、人行道、公共廣場等）

（2）具有“二合一”功能，能將掃地功能與自行車兩者融為一體，更加美觀，設計更人性化。

（3）節省能源，綠色環保，無污染。

（4）經濟實惠，實用耐用，維修簡易。

（5）車身平穩，操作簡單安全，技術要求不高。只需按平時騎自行車的方法就可以。

2.3 使用場合

適用于城市非機動車道、人行道、公共廣場、生活小區以及其他大型清掃機車無法清掃的區域。

3? 產品解析

我們的設計構想：這是一款節能、安全、高效的新概念掃地車，它由兩部分組成。前半部分是清掃系統，后半部分是自行車動力系統。前半部分的清掃系統由主動輪、前滾筒刷、后滾筒刷、收集箱以及平滾刷組成。

環衛工人騎踩我們設計的新概念掃地自行車，讓車輪轉動帶動清掃系統，從而完成清掃路面收集垃圾的工作。這樣相當于環衛工人只要騎著自行車就可以輕松把地面掃干凈！解決了環衛工人清掃工作量大、效率低和大型清掃機車無法進入狹窄道路清掃的問題。本作品的清掃原理是主動輪和前滾筒刷用皮帶連接，前后滾筒刷也用皮帶連接，當自行車運行的時候，主動輪做逆時針運動，帶動前滾筒刷做逆時針運動，前滾筒刷通過皮帶帶動后滾筒刷做順時針運動，將垃圾掃入收集箱。

（1）自行車與清掃系統的傳動關系及相關尺寸。如圖1和圖2所示。

掃地車清掃部分傳動關系轉速驗算公式：

設自行車平均速度為V（m/min），

前輪轉速 N1=V/（π*D前車輪）（轉/min），

主動輪轉速 N主=N1

后滾刷輪轉速 N后=N主*D主/D后

前滾刷輪轉速 N前=N后

平滾刷輪轉速 N平=N前*D前/D平

（2）產品工作示意及輔助功能設計。如圖3～圖5所示

對一些邊角難以清掃的地方，我們在清掃車的前右側設計了一個平滾刷，它可將邊角處的垃圾掃到清掃車的前端。如圖4所示。

當掃地車在行駛的過程中遇到一些起伏的路面，我們設計了一個18°的抬升緩沖角度，幫助掃地車更好的前進。如圖5所示。

（3）產品展示圖

如圖6所示。

4? 總體運用分析

本作品是一款節能、安全、高效的新概念掃地車，由清掃系統和自行車動力系統組合而成。其中，清掃系統由主動輪、前滾筒刷、后滾筒刷、收集箱和平滾刷組成。清掃過程主要由前半部分的清掃系統完成，根據清掃的區域不同，可由自行車靈活把控方向。

本作品主要以減輕環衛工人繁重的工作為出發點，充分體現對基層勞動者的人文關懷，通過設計，實現減輕環衛工人的勞動力，提高工作效率的目的。本作品具有安全環保、操作簡便等特點，環衛工人只需騎行自行車，就可以輕松把地面打掃干凈，尤其適用于城市道路清潔（包括清掃機動車道、非機動車道、人行道、公共廣場、生活小區等）。

5? 市場分析

新型概念掃地自行車具有一定的特殊性，對市場也有一定的適應性，該產品已經做出實物，使用過程中體現出來的小問題均已進行完善。但是新概念掃地自行車銷售良好需要一定的市場背景，以下是對新概念掃地自行車的市場分析。

（1）市場廣闊性。

該產品是專用于各種道路清潔工作，其屬性決定了產品本身的使用市場，具有較好的市場前景，廣泛適用于城市非機動車道、人行道、公共廣場、生活小區以及其他大型清掃機車無法清掃的區域。

（2）市場適應性強。

新概念掃地自行車的操作簡單、工作安全可靠和減輕勞動力等優點，定會深受大家的親睞。

參考文獻

[1] 哈斯爾布拉特，Katok朱玉峻.動力系統入門教程及最新發展概述[M].北京：科學出版社，2009.

[2] 鄧楊，魏金營.簡明機械傳動實用技術[M].長沙：湖南科學技術出版社，2013.

[3] 常德功，樊智敏，孟兆明.帶傳動和鏈傳動設計手冊[M]. 北京：化學工業出版社，2010.