我國清掃車發展現狀與設計趨勢研究

董敏，房振濤

摘要：我國清掃機行業經過幾十年的發展，取得了長足的進步，與其他國家類似，我國的清掃機發展也經歷了純掃式、吸掃式、純吸式等幾個不同的階段，道路清掃機械緊跟時代發展步伐。文章闡述道路清掃機械發展現狀，探索未來道路清掃機械的發展趨勢。新的形勢引發人們新的思考，在新冠肺炎疫情環境下，人們更應該思考道路清掃機械的未來發展。

關鍵詞：清掃車;發展現狀;設計趨勢

中圖分類號：U469.691 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）23-0-03

1 馬路清掃機的發展史

隨著經濟社會的發展和人們生活水平的提高，人們對生活環境的要求越來越高。健康舒適的生活環境是一個城市發展的重要標志。環保力度的逐漸加大，使馬路清掃車扮演的角色愈發重要。與人工清掃相比，機械化的馬路清掃有著無可比擬的優勢。人工清掃效率低下，勞動強度大，且污染嚴重。此外，隨著社會的發展，從事道路清掃的人越來越少，勞動力匱乏，且大多為年齡大的勞動者，或者是從一線下來的退休工人。機械化清掃的發展彌補了這一不足，其效率高，省事省力，并且不需要大量的勞動力。機械化清掃在改善勞動條件、提高作業效率、增強道路養護能力方面發揮著重要的作用，因此機械化代替工人養護道路成為必然趨勢和時代潮流。

道路清掃機械設備于19世紀20年代起源于歐洲，其發展大致經歷了三個階段，分別是純掃式、純吸式、吸掃結合式。其中吸掃式道路清掃機又可以分為干式道路清掃機與濕式道路清掃機兩種。

我國的馬路清掃機發展階段與發達國家類似，但我國馬路清掃機發展起步較晚。我國的掃路車發展起源于20世紀60年代，也經歷了與西方類似的三個發展階段。20世紀60年代，我國第一代掃路車研制成功，是純掃式的馬路清掃車，我國掃路車發展的大幕由此拉開。但我國研制的純掃式清掃車存在很大的不足，如清掃效率低下、噪聲大、掃起的揚塵對空氣污染較大等。因此，20世紀80年代末，長沙建設機械研究院設計出了我國第一代吸掃式清掃車，我國道路清掃車的發展也因此進入快車道。第二代道路清掃機也憑借效率高、性能好等優點迅速在全國推廣。到了21世紀，我國掃路車迅速發展，并且逐漸呈現多元化趨勢，出現了純吸式清掃車等三代馬路清掃車。另外，由于不同的條件限制及需求，出現了濕式清掃車以及不需要水的干式清掃車。

2 我國馬路清掃機發展現狀

我國市面上現存的馬路清掃車主要有進口掃路車與國產掃路車。進口掃路車主要進口自美、德、日、瑞士等發達國家，這些國家機械化道路養護發展較早，已經相當成熟。但進口的清掃車往往不適應我國國情，我國現在絕大多數的清掃車都是在慶南五十鈴和東風底盤的基礎上改裝而來的。作業方式大多為吸掃結合的濕式馬路清掃車。我國馬路清掃機與發達國家相比存在不小的差距，特別是在噪聲處理、污染物處理、舒適性與可靠性方面的差距尤為明顯。此外，我國馬路清掃機的功能較單一、創新程度不高，這也制約著我國馬路清掃機的發展，因此從設計入手加以創新刻不容緩。

3 馬路清掃機的分類

垃圾清掃車按行走方式可分為手推式、手扶式、自行式，按照作業方式可分為純掃式、吸掃式、純吸式，按照除塵方式可分為濕式和干式。

3.1 行走方式分類

手推式垃圾清掃車是一種需要工作人員推動進行作業的小型垃圾清掃車。清掃范圍一般在8000 mm～12 000 mm。因為體型較小，所以不適合用作戶外的馬路清掃。其作業范圍局限在室內，如籃球場、工廠等平坦的空間內。手扶式垃圾清掃車與手推式類似，但在手推式基礎上加裝了行走裝置，作業時只需要工作人員跟隨操作。相較于手推式，手扶式降低了作業強度。自行式垃圾清掃車是由操作人員駕駛作業的一種馬路清掃車，有大型的馬路清掃車，也有小型的馬路清掃車。它的作業范圍更廣，作業條件與前兩種相比更惡劣。

3.2 作業方式分類

純掃式垃圾清掃車是一種沒有負壓風機吸垃圾的清掃機。它主要是通過掃刷將垃圾清掃收集到車底，然后通過車后的掃滾將收集到的垃圾直接掃到車內的垃圾收集裝置中。這種掃路車噪聲大、污染嚴重，且效率低，逐漸被吸掃式垃圾清掃車取代。吸掃式的垃圾清掃車集掃與吸于一身，它的工作原理是先通過掃盤將垃圾掃起，然后通過負壓吸嘴將垃圾吸到垃圾收集箱內。吸掃式垃圾清掃車是目前市面上最常見也是應用最廣泛的一類掃路車。純吸式的掃路車目前在市面上極少，它沒有掃盤裝置，主要通過吸嘴將垃圾直接吸走。純吸式的掃路車主要是小型掃路車。

3.3 除塵方式分類

干式掃路車在掃路過程中不噴灑水，但必須配備過濾除塵裝置。作業時，大的垃圾會在箱體中自然沉降，小的顆粒灰塵就通過過濾裝置除去，然后經過過濾的空氣再排到空氣中。濕式掃路車在工作過程中會噴灑水使小顆粒灰塵結塊，然后將其吸入垃圾箱，再自然沉降。由于濕式掃路車作業過程中會使用水，因此在冬天尤其是北方寒冷的冬天會造成路面結冰，所以使用會受到限制。

4 馬路清掃機的設計發展趨勢

隨著經濟社會的發展，馬路清掃機在城市生活中扮演著越來越重要的角色，人們對掃路車也提出了各種各樣的需求以適應社會發展。當前馬路清掃機呈現出幾種發展趨勢。

4.1 小型化趨勢

由于城市人口密度的增加，馬路清掃車小型化已經成為一種趨勢。受垃圾成分多樣、道路狀況復雜、造價高昂、高耗能、粗排放、吸附造成的二次空氣污染等諸多因素的影響，一般的馬路清掃機已不能滿足社會發展的要求[1]。因此，設計一款適用于復雜路況作業的小型掃路車刻不容緩。小型掃路車可以利用純電力作為動力，其具有輕污染、噪聲小、使用方便、快捷高效的優點。英國的Johnston就是一家主要生產小型化掃路車的廠家，其生產的掃路車以靈活、操作方便著稱，在市場上占有較大的份額。由于小型化的清掃車不能用平常的汽車底盤來改裝，因此全液壓專用底盤興起，以保證小型掃路車的美觀實用。

4.2 綠色環保清潔趨勢

因為馬路清掃機的工作場合多為人口密度大的城市地區，所以控制掃路車的污染物排放就顯得極為重要。掃路車的污染物主要是會對空氣造成污染，包括燃料燃燒不充分造成的汽車尾氣排放污染、掃刷掃起的灰塵彌漫在空氣中對空氣質量的影響、吸嘴吸入的空氣處理不充分排到空氣中的污染。當前市面上存在的壓縮天然氣掃路車和燃料電池掃路車，包括電動掃路車都在這一方面進行了改進。隨著時代的發展，人們越來越重視馬路清掃機對環境產生的影響，綠色馬路清掃機的發展是當前掃路車發展的一大趨勢，也是衡量道路清掃機械性能的一項重要標準。

4.3 功能齊全化趨勢

由于需求的增加，人們對馬路清掃機的功能要求不再僅滿足于馬路清掃作業，馬路清掃機的功能也變得越來越多元。一臺掃路車不僅具有基本的馬路養護功能，還包括護欄清掃功能、綠化植物修剪功能、隧道壁清潔功能、路標清掃功能、草坪修剪功能等，是一種集多功能于一身的養護機械，減少了道路養護的人力成本與財力成本，提高了效率。如Aebi的MFH5000掃路車，不僅具有馬路清掃這一基本功能，通過把掃盤切換成不同的裝置，還可以實現不同的功能，在除雪車、掃路車、清潔車三種狀態下隨意切換，一車多用。多功能機械的出現，節約了人力物力，將成為未來馬路清掃機械的一個發展方向。

4.4 人性化發展趨勢

以人為本的設計理念自20世紀60年代被提出至今，不管在產品設計還是環境設計、建筑設計領域，都是一種重要的設計思想。當前，人性化設計在各個領域都逐漸成為越來越重要的考慮因素。設計服務的是人，而不是產品[2]。它要求設計者注重產品功能的同時，也要充分考慮形式的重要性，要求功能與形式相協調。設計過程中的人性化能提升用戶的使用體驗，體現對人的關懷。馬路清掃機械設計領域也不例外，人性化的設計能使操作者在工作中保持良好的精神狀態，從而提高工作效率。國外一些公司就在人機工程學上下功夫，如Jhonston的全景駕駛艙，這樣的設計除了能使作業者更好地了解道路的詳情之外，還能使駕駛員擁有良好的工作體驗，使駕駛員在工作過程中保持心情舒暢。此外，設計者還將整車的操作按鍵設置在一邊，這樣能有效減少操作者的操作失誤。在馬路清掃機人性化方面，我國并沒有給予過多重視，進行的研究較少，這也是我國清掃機與其他發展較早的發達國家最大的差距所在。但隨著經濟社會的快速發展，人性化會成為掃路車設計極其重要的考慮因素。

4.5 智能化發展趨勢

在萬物互聯的今天，加快新舊動能轉換，促進互聯網技術與汽車技術的融合發展成為未來汽車工業發展的重要趨勢，清掃機械的發展也不例外。為了實現清掃車作業精確而又流暢，各種各樣的傳感器便成為清掃設備的“眼睛”與“觸覺”。通過應用信息化技術，使其發展成為具有作業機械化、管理信息化、控制智能化、信息網絡化等特點的現代化車輛[3]。位置傳感器測量吸口和掃刷的狀態;轉速傳感器和壓力傳感器測量清掃吸力;速度傳感器測量作業速度;油耗傳感器測量經濟性;GPS可以鎖定車輛位置，將各種傳感器收集到的數據進行智能整合，因此清掃的合格率、車輛的出車率、不合格的原因和影響率、哪個區域沒掃干凈、哪個地點燃油消耗過快等信息就會一目了然。互聯網、大數據等技術的應用能大大降低勞動強度，解放勞動力，為未來清掃機智能化發展提供無限的可能。

5 新冠肺炎疫情對道路清掃機行業的影響

新冠肺炎疫情席卷全球至今，不僅對人們的生命安全造成了巨大威脅，全球經濟活動也因此受到了非常大的影響，各行各業都面臨著巨大的打擊，環衛機械行業也不例外，作為環衛機械中占比很大的道路清掃機首當其沖。

新冠肺炎疫情給道路清掃機行業帶來巨大打擊。首先是銷量受到沖擊，不僅是道路清掃機行業，整個環衛機械行業，甚至是整個汽車行業的銷量都受到巨大影響。據相關數據，2020年全球汽車行業的銷量下降22%。受到疫情影響，上游供應鏈供給達不到疫情前的水平，下游企業縮減開支，供應模式也逐漸發生變化。疫情期間，各方面的不便使得生產成本增加，供應商的利潤不斷受到擠壓。同時，為防止供應鏈中斷，不少供應商會采取增加庫存的方式，提高彈性，以應對供應鏈中斷帶來的不良影響。此外，環境的變化、越來越多的新能源掃路車的出現也給傳統汽車帶來了一定的沖擊。

新冠肺炎疫情給道路清掃機行業帶來的影響，引發了人們對道路清掃機械設計發展趨勢的思考，未來到底需要什么樣的道路清掃機，什么樣的清掃機更適合多元化的環境。受疫情影響，設計者首先應考慮到未來什么樣的設計更能滿足社會的需要，同時圍繞使用者進行設計，而不是簡單地進行機械的改裝與組裝。新冠肺炎疫情的暴發讓我們認識到了堅持以人為本的設計思想的重要性。應將人性化設計思想融入道路清掃機械設計中，把對機械性能的關注轉移到對人的需求的考量上，讓機械變得更適合人操作，而不是讓操作者去適應機械。

同時，要考慮到馬路清掃機械對環境的影響，將對環境的影響降到最低。據統計，2019年純電動車型在環衛機械中僅占2.2%。當前各大城市大力推廣新能源汽車，通過路權優惠、運營補貼、完善充電基礎設施等措施，提高新能源車輛在環衛車輛中的使用比例[4]。新能源汽車雖然存在購置成本高、充電麻煩等缺點，但隨著技術的突破，憑借對環境影響小的優勢，克服現有的缺點，進行技術上的革新，新能源汽車必將擁有更好的發展前景。

新的形勢帶來新的挑戰，新的挑戰帶來新的機遇。要把握機遇，直面挑戰，產品設計要緊跟時代潮流，不斷推陳出新。

6 結語

盡管我國道路清掃車經過幾十年的發展，已經取得了長足的發展，但與發達國家相比，還存在很大的不足，有許多亟待改進的地方。馬路清掃機械化程度能夠在一定程度上體現一個國家的工業化程度或者綜合實力。我國垃圾清掃車缺乏自主創新，所以實現我國馬路清掃車的自主研發與設計創新尤為重要。文章從道路清掃車的發展史以及現狀入手，分析了道路清掃車的發展趨勢，思考了新冠肺炎疫情下道路清掃機械行業的發展，希望對未來馬路清掃機械的發展有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1] 高曉紅，馬斌，段新剛，等.小型掃路車的設計與實現[J].隴東學院學報，2016，27（5）：27-31.

[2] 王穎.從現代設計的角度談形式與功能[J].西部皮革，2021，43（23）：72-73.

[3] 陳豐照.移動平臺在環衛工作管理中的應用研究[J].中國管理信息化，2016，19（11）：169-170.

[4] 李棟. 2018年廂式專用車市場回顧及2019年一季度市場分析[J].專用汽車，2019（5）：40-43.

作者簡介：董敏（1970—），女，山東濟南人，碩士，講師，研究方向：環境設計。

房振濤（1996—），男，山東平度人，碩士在讀，系本文通訊作者，研究方向：產品設計。