- 60 -
一种新型侧装后卸摆臂式垃圾车的研制
黄仕芬 石仕海
（柳州五菱汽车工业有限公司，广西 柳州 545007）
【摘 要】当今社会，随着环卫垃圾产品市场的迅速扩增，越来越多的乡级区域也开始投入垃圾转运车的使用，而乡级区域道路狭窄，不便于当今现有垃圾车进行装卸作业。为解决狭窄道路工况垃圾车仍能正常作业的问题，设计一种新型侧装后卸摆臂式垃圾车，从侧面对垃圾箱进行装卸，其作业占用空间非常小，而且操作灵活，还能保证车辆在行驶和作业过程中的稳定性。
【关键词】垃圾转运；乡村；环卫设备；开发
【中图分类号】U469.6 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2019)05-0060-03
Development of a New Side-loading and Back-unloading
Swing Arm Garbage Truck
Abstract: Nowadays, with the rapid expansion of the market of sanitation garbage products, more and more rural areas have begun to put into use of garbage transporters. However, the narrow roads in rural areas are not conducive to the loading and unloading of existing garbage trucks. In order to solve the problem that the garbage truck can still work normally in narrow road condition, a new type of side loading and unloading swing arm garbage truck is designed. The garbage truck can be loaded and unl
oaded from side. Its operation occupies very little space, and its operation is flexible. It also ensures the stability of the vehicle in the process of driving and operation.
Key words: garbage transport; rural areas; sanitation; development
1 侧装后卸摆臂式垃圾车技术背景
当今社会，随着环卫垃圾产品市场的迅速扩增，越来越多的乡级区域也开始垃圾转运车的投入使用。此外，随着我国城镇化的迅猛发展以及人们日常生活水平的快速提高，人们对于自己所居住的周围环境要求也随之高涨。在响应国家绿环保发展策略的道路上，越来越多的乡镇开始打造绿之乡，纷纷逐步加大垃圾设备的投入使用[1]。
城镇地域相对较广阔，垃圾收集站点的数目众多而分布零散。除此之外，现有中转站垃圾运输车的装卸方式多为后装后卸结构或者前装后卸结构，而许多乡村道路狭窄，不便于现有垃圾车在乡村道路上进行垃圾装卸作业。该结构不论是后装后卸还是前装后卸的装卸作业方式，也不论是把垃圾箱从地面转移到车辆底盘，还是把垃圾箱从车辆底盘转移到地面，整个作业过程均是在车辆底盘的后面进行的，而且车辆底盘中的垃圾箱进行倾倒垃圾作业时也是在车辆底盘的后面进行的，作业过程需要把车体调整到比较正的位置才可进行操作，而且垃圾车的作业过程往往是车体垂直于道路进行，均要求垃圾车车体与道路处于垂直（90º）方向的时候才可装卸垃圾。现有相处道路狭窄，除了不能满足垃圾车正常作业
之外，还会造成交通拥堵的现象。
为解决上述问题，现研制一种侧装后卸摆臂式垃圾车，其通过侧面装卸垃圾箱，后面倾卸垃圾的作业方式，使得整个作业场地空间占用小而且垃圾车作业灵活，解决了以上所提及弊端问题的同时提高了垃圾车的作业效率，清洁乡镇街道，从而改善乡镇的市容市貌，给人们创造舒适的居住环境。
2 侧装后卸摆臂式垃圾车的研制
2.1 侧装后卸摆臂式垃圾车的构成
图1 侧装后卸摆臂式垃圾车总图
总第21卷237期 大 众 科 技 Vol.21 No.5 2019年5月 Popular Science & Technology May 2019
【收稿日期】2019-03-14
【作者简介】黄仕芬（1989－），女，广西玉林人，柳州五菱汽车工业有限公司助理工程师，研究方向为机械结构设计；石仕海（1992－），男，广西河池人，柳州五菱汽车工业有限公司助理工程师，研究方向为机械结构设计。
如图1所示，新型研制的侧装后卸摆臂式垃圾车包括车辆底盘、副车架、T型垃圾箱、伸缩式摆臂、箱体锁紧机构、卸料定位装置、伸缩式支腿。
车辆底盘：车辆底盘采用汽车二类底盘，在汽车二类底盘的基础上按照国家车辆改装标准要求加装侧护栏、后护栏、后挡泥板等防护结构，保证车辆正常行驶的安全性。除此之外，底盘上安装了自卸油缸，该自卸油缸用于将垃圾箱顶出，与水平面成一定夹角，将垃圾箱内的垃圾倾倒掉。车辆底盘的作用为：提供动力源，用于实现垃圾运输及装卸。
副车架：副车架采用矩形框（框内增设几根横向加强筋以达到牢固要求）的结构，结构设计简单、牢固、实用，生产成本低，制造工艺可行性高。副车架通过可装卸的连接方式固定于车辆底盘上，若后期车辆出现故障时方便拆装、进行售后维修服务，该结构更具人性化。副车架的作用为：固定伸缩式摆臂，使伸缩式摆臂得以正常作业，保证伸缩式摆臂作业时的安全、可靠性。
T型垃圾箱：（1）垃圾箱采用T型结构，防止垃圾运输的过程出现跑、冒、滴、漏的现象，T型结构垃圾箱垃圾容量大，采用45°角的斜面设计，更利于垃圾的倾卸[2]。（2）T 型垃圾箱为封闭式结构，两边侧面分别开设两个侧门，两边侧门采用单边撑杆的结构来支撑侧门打开的状态，该侧门支撑杆结构设计简单、牢固、实用，造型设计美观，生产成本低，制造工艺可行性高。当垃圾箱放至垃圾收集点时，打开两边侧门，便于人们往垃圾箱内投掷垃圾，垃圾箱收集满垃圾后，关闭两边侧门，这样垃圾在运输的过
程中就不会出现跑、冒、滴、漏，垃圾异味随着车辆行走随处散发，从而造成环境污染的现象。（3）T型垃圾箱结构内部可以用隔板进行分区，通过分区的方式对垃圾进行分类收集，将可回收垃圾和不可回收垃圾以及有毒物质等区分开，避免可回收垃圾出现二次污染的现象[3]。实现垃圾分类管理，培养公民对垃圾分类的意识，提高公民素质，同时，可以减少垃圾分拣的工作量，提高可利用垃圾回收以及垃圾焚烧的效率，大幅度地提高垃圾运行管理效率，优化垃圾运行管理。T型垃圾箱的作用为：装运垃圾。
伸缩式摆臂：伸缩式摆臂机构的设计造型为U型形状，其采用焊接的方式固定在副车架上，通过伸缩和左右摆动的方式实现垃圾箱的装卸功能。该伸缩式摆臂机构采用液压伸缩机构实现伸缩功能，借用液压油缸的伸缩稳定性、操控性能高等特点保证伸缩式摆臂在作业时的安全稳定性。此外，还可通过伸缩功能来控制所装卸垃圾箱的远近距离，不局限于垃圾箱的放至位置，对车辆的停靠位置精准度要求低，对驾驶员的驾驶水平要求不高。伸缩式摆臂的作用为：用于装卸垃圾箱。
箱体锁紧机构：箱体锁紧机构采用凸凹模的配合方式实现箱体的定位、锁紧，总共设计了四个凸模和四个凹模，四个凸模以四角正方形均布安装在副车架上，四个凹模安装在垃圾箱上，分布位置与凸模的分布一致。凸模的结构为T型圆柱结构，T型圆柱结构更便于凸凹的配合，且T型圆柱结构下接触面较大，更利于垃圾箱的定位。箱体锁紧机构的作用：用于车辆行驶过程中对箱体定位（可左右方向及前后方向定位），防止箱体行驶时发生运动而造成安全事故。东风柳汽公司
卸料定位装置：卸料定位装置采用锁钩的结构来实现定位。锁钩通过电控系统实现自动启闭，无需手动操作，减少人力、物力成本。卸料定位装置作用为：当倾卸垃圾时，用于倾卸垃圾时对垃圾箱进行定位，以防止垃圾箱倾翻而引发安全事故。
伸缩式支腿：伸缩式支腿采用水平伸缩＋垂直伸缩的机构，安装空间小，节省空间。该机构共布置了四个支腿，总共8个油缸，4个油缸为水平油缸，用于左右方向推出支腿，水平油缸前后各两个，剩下4个油缸为竖直油缸，用于竖直方向推出支腿，竖直油缸前后各两个。水平伸缩与垂直伸缩双伸缩叠加的伸缩方式，大大减少了支腿布置的占用空间率，提高整车的美观性。采用液压控制的方式控制伸缩支腿还有一个好处，当车辆停驶至凹凸不平的地面时，通过液压控制支腿的竖直伸出量，达到车辆在路面上的平稳性。伸缩式支腿的作用为：用于装卸垃圾箱及倾卸垃圾时保持车辆的平稳性。2.2侧装后卸摆臂式垃圾车的工作原理
侧向吊装垃圾箱工作原理：侧装后卸摆臂式垃圾车行驶到垃圾箱放置点后，前后伸缩式支腿同时往车辆左右两边伸出，达到水平方向的伸出极限后，伸缩式支腿同时向下伸出，直至支腿触碰地面，停止支腿伸出动作，此时，车辆停放平稳；车辆平稳停放后，伸缩式摆臂向上伸长（伸缩长度根据需要停放/吊装的垃圾箱离车辆的距离决定），摆臂停止伸长后向垃圾箱需要放至的方向摆动（摆臂可以实现左右摆动），将空垃圾箱调至地面，再将地面上的满载垃圾箱调回车辆上；伸缩式摆臂向中位方向摆回，然后向下收缩；伸缩式支腿回收（先向上收缩，再向左右方向收缩）[4]。
后部倾卸垃圾工作原理：车辆将满载垃圾箱运至垃圾中转站或填埋场后，前后伸缩式支腿同时往车辆左右两边伸出，达到水平方向的伸出极限后，伸缩式支腿同时向下伸出，直至支腿触碰地面，停止支腿伸出动作，此时，车辆停放平稳；车辆平稳停放后，将伸缩式摆臂摆动至左侧/右侧（目的是避让垃圾箱，使垃圾箱顺畅卸料）；打开垃圾箱后门，自卸油缸伸出，将垃圾箱向车辆后部和上部顶出，倾卸垃圾；当垃圾倾卸完后，自卸油缸收缩，垃圾箱平置于车辆上，锁紧垃圾箱后门；将摆臂往中位方向摆置中位处；伸缩式支腿回收（先向上收缩，再向左右方向收缩），行驶车辆。
侧装后卸摆臂式垃圾车主要有两大作业：装卸垃圾箱和倾卸垃圾。
（1）车辆沿着道路行驶到垃圾箱存放点后，支腿往左右方向水平伸出，到达伸长极限后再向下伸出直至到达地面，如图2所示。
- 61 -
- 62 - 图2 支腿伸缩示意图
（2）打开各定位装置，摆臂伸长将空垃圾箱调离副车架，摆臂向右摆动将空垃圾箱调至地面，如图3所示。
（3）摆臂向左摆动，将地面上装有垃圾的垃圾箱调至副车架，如图3所示。
图3 垃圾箱装卸示意图
（4）摆臂收缩，支腿收缩，锁好各定位装置，车辆将装有垃圾的垃圾箱运输至垃圾中转站或者填埋场。
（5）支腿伸出，将摆臂摆至左侧/右侧，自卸装置油缸伸出，将垃圾箱向后倾倒，垃圾箱后门打开，垃圾倾卸，如图4所示。
图4 垃圾倾卸示意图
（6）卸完垃圾后自卸装置油缸收缩，垃圾箱回归水平状态，锁好各定位装置，将摆臂摆回中位，支腿收缩，车辆行驶。3 总结
同现有技术相比，该新型侧装后卸摆臂式垃圾车具有以下优点：
（1）作业空间小，操作灵活。现有技术的垃圾车为后装后卸/前装后卸，垃圾车在进行作业时需将车体垂直于道路。与现有技术相比，该侧装后卸摆臂式垃圾车在进行垃圾箱装卸作业时，其场地占用空间小，不会影响交通、造成交通拥堵。再者，此项动作采用全自动控制方式进行操控，在驾驶室上通过后窗玻璃即可观看、操作各作业动作，操作方便、灵活，避免手动操作的不安全性，同时进一步提高了垃圾车作业的灵活性、稳定性。
（2）垃圾箱体容量大，密封性好。现有技术的垃圾箱机构为传统V型垃圾斗的结构，垃圾装载容量小，且垃圾箱为敞露式（无密封盖），不论是垃圾箱处于垃圾收集点还是车辆转运垃圾时均会造成环境污染的现象，不可避免一些潜在的存在现象：垃圾箱在收集垃圾时由于垃圾异味太重，人们不愿意靠近，远距离地投掷垃圾，这样致使垃圾不易准确落入垃圾箱内，长此以往，垃圾箱周围垃圾堆积成山，加重了环卫工人的工作负担，严重影响城镇市貌。与现有技术相比，该侧装后卸摆臂式垃圾车的垃圾箱采用T型结构设计，且垃圾箱设计有侧开门，收集垃圾时将侧开门打开，便于人们投掷垃圾，运输垃圾的时候将侧开门锁紧，防止垃圾在运输的过程中出现跑、冒、滴、漏现象，污染环境，给人们带来异味。此外，此结构的垃圾箱可以很好地实现垃圾分类收集管理，减少垃圾分拣工作流程，提高人民素质[5,1]。
（3）垃圾滞留量少，工作稳定。该新型侧装后卸摆臂式垃圾车采用自卸式的方式卸料，在倾卸垃圾时通过自卸油缸使垃圾箱体达到最佳倾卸角度（该垃圾车自卸角度为37°），将垃圾箱内的垃圾倾卸干净，无垃圾滞留于箱体，便于后期垃圾箱体的清洗，提高卫生清洁度。此外，该垃圾车通过四个支腿支撑的控制方式，提高其在作业时的稳定性，大大降低了安全隐患的风险。
【参考文献】
[1]吴鸿钧.城市垃圾处理技术及应用前景[J].环境保护,2000
(12):14-16.
[2]陈树勋，李威龙.一种实用的机械结构优化设计方法[J].机
械设计,2003,20(1):41-43.
[3]白新理.结构优化设计[M].郑州：黄河水利出版社,2008.
[4]王春华.机械设计基础[M].杭州：浙江大学出版社,2008.
[5]马建立.国内外生活垃圾处理技术动态及适用性分析[C].
2010全国固体废物处理技术与综合利用论坛论文集,2010.
发布评论