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摘要: 本文介绍绿化养护车的使用背景以及主要结构,针对各部件进行详细的介绍,并对其当前国内外技术现状以及发展趋势进行分析,为绿化养护车的设计提供参考依据
关键词: 综合绿化养护车;多功能;机具
1.前言
综合绿化养护车是交通、筑路、高速公路养护中心、市政园林等部门广泛使用的重要设备。主要用于道路两侧及中间绿化带中植被及树木的修剪、清理及喷药护理作业;道路两侧路标、指示牌和隧道内壁的清洗作业;冬季道路路面的推雪、清雪、融雪、破冰作业等。该成套化设备为道路园林绿化的机械化、智能化施工提供了可能,同时具有一机多用的功能特点,替代了传统的人工及造价高昂的进口设备。产品以汽车底盘为载体,根据道路工况的需求不同,装配不同长度大小规格的伸展臂,以满足多种范围的施工作业;根据施工对象的不同,在臂的末端或后车箱装配不同功能的作业机具,以完成剪草、剪枝、修平、造型、强力清扫、清洗、浇水、喷药、清淤泥、垃圾收集、推雪、钻孔等施工作业
公路绿化养护是公路日常化养护的重要组成部分,因树枝修剪不到位影响驾驶视线而引发的交通事故,以及因目前绿化养护作业施工机械化程度较低、常规绿化施工中作业人员被来往行驶车辆伤害的事故总量仍居高不下。根据交通运输部统计显示,2010年以来,全国公路总里程不断增加。截止2018年底,我国公路总里程已达到484.65万公里,比2017年的477.35万公里增加了7.31万公里。公路养护里程占公路总里程比例不断上升,截止2018年,我国公路养护里程475.78万公里,占公路总里程98.2%。据测算国内现有普通公路养护站1600多个,高速公路养护站400多个,每个站需配备1-3台,据了解,高速公路每200公里需要一台绿化综合养护车施工作业,估算国内总市场需求在4000台左右,市场前景较好。
目前。绿化综合养护车在德国、法国、意大利、美国等发达国家已形成稳定发展的产业链,其作业效率很高,且能大幅减少人工参与;技术比较先进。
而国内很大一部分仍使用背带式汽油机为动力修剪的设备。少部分开始采用大型但产品功能单一,自动化程度较低的车载式柴油发动机驱动的一臂式结构的小型养护车。随着国外先进经验的输入,奋起直追的国人开始做大做强大型一体式综合绿化车的也开始占据市场。将汽车底盘以及各种机具装置、风机等巧妙配套组合成新的多功能型养护绿化车。
综合绿化养护车的结构主要有多种切割机具、可调式工作装置、驱动行驶的底盘(二类汽车底盘、农机底盘)、液压系统、电控系统以及其他增加功能的系统组成。切割机具可根据实际工况进行不同的选配。如下图所示:
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图1 移动式多功能综合绿化养护车主要结构
2.部件介绍以及分析
2.1总体介绍
多功能综合绿化养护车作业原理如下所述:正常行驶的汽车底盘在制定作业区域的起始位置驻车,通过底盘发动机或配置副发动机给液压系统提供动力,展开调整工作装置到要求的高度,宽度、坡度后,按施工要求安装的切割机具动作,此时,底盘按切割速度前行,带动置于底盘上工作机具,切割机具前行。达到作业区域尾端,完成修剪后,二次驻车,收回工作装置到运输状态。底盘正常行驶返回休息点。
综合绿化养护车一般采用自带底盘直接运输。工作装置有的车型置于汽车车厢内、有的置于汽车驾驶室前方。或者用农机拖拉机形式。国内暂无汽车驾驶室前方的公告标准。然而国外各生产厂家的主流产品置于驾驶室前方,不符合我们国家的标准,因此该产品在运输时会被国家相关部门查处。同时,对于高速公路两侧中间绿化带的修剪,拖拉机在国内根本不允许进入高速公路。而国外ducker,mulag等产品凭借成熟的大型配套方案进行国产化改进就能符合要求。如果按照国家对超限车辆运输要求,农机拖拉机式样底盘可以避免公告,但无法上路作业。作业过程中车载速度控制照搬国外底盘高度较高的奔驰底盘,整车高度能满足要求价格昂贵,同时增加发动机PTO取力口置于驾驶室前方,属于定制版底盘。价格昂贵。国外产品虽然种类丰富,可靠性好,但共同点是:对中国道路的技术参数不匹配,产品性价比不高,难以适应国内复杂的环境及路况,不能完全满足中国法规要求,在中国无法取得专用车牌照。只能借用其部分功能配国内底盘进行改装。
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图1 国外知名厂家综合绿化车的外形结构
国内园林机械起步较晚。20世纪90年代开始国内园林机械开始进入快车道。不断引入并仿制国外园林机械设备,生产符合我国国情需要的园林产品。随着国内道路绿化的不断深入,我国开始出现车载式绿篱机。它的基本结构是讲一套修剪系统放置在中小型汽车底盘车厢内。使用柴油机和发动机作为动力源。采用液力传动方式,回转支承可以实现180°的回转,修剪头位于伸缩臂的末端,修剪头分电机控制转速和液压马达控制转速两种结构形式。结构简单 功能单一,不需独立公告。多功能型的绿化综合养护车产品在国内仍处于空白;且现有部分机型在作业时,操作人员需在后车箱内,存在作业环境差、智能化程度低等问题
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图2 国内简易型综合绿化车施工图片
2.2工作装置系统
工作臂装置对国内工程机械发展已经是一个成熟的品种。目前臂按形式分为折叠臂式和伸缩臂式。按臂构造分为六角型、U型、方型等几种形式。为满足中间绿化带切割,国内交通规则限制,必须要求工作机具置于左侧,因工作机具和工作装置刚性连接,按旋转方式又分为回转支撑旋转。油缸+电控控制绞点旋转。工作机具置于车厢内,汽车底盘纯粹作为载体运输。作业速度不可控,驾驶员需时刻脚踏离合,车速稳定性不可控。工作装置和底盘置位一体,车速和修剪效果,以及整体作业效率关联大。若能保证控制底盘行驶速度(定速巡航、超低速度形式等)又能提高效率。保证操作安全性、舒适性是最理想状态。工作机具置于驾驶室前优点是视野好,修剪的树枝不会对车辆造成安全。操作人员可以置于驾驶室内部,安全性提高和作业舒适性改善很多。
2.3切割机具系统
机具是综合绿化车的“机械手”,不同的切割修剪机具置于工作臂装置系统可以达到不同的切割效果。如修剪中间绿化带的绿篱刀机具,达到切割粉碎的目的。切割灌木的树篱剪只能修剪齐平,无破碎修剪功能等
2.4液压系统
综合绿化车液压系统控制各执行机构。功能包括控制切割机具执行马达或油缸动作进行作业,控制工作装置至指定的作业高度、宽度、坡度等。液压系统从发动机取力。通过液压泵供油,电控或者手控多路阀进而控制执行机构动作。安全溢流阀集成阀组内部,通过平衡阀液压锁等保持油缸平稳。目前国内低配采用发电机控制柴油机动作,高配采用底盘发动机PTO取力提供动力进行液压控制。
2.5电气系统
智能型控制系统是未来发展趋势。随着智能化理念的深入,更先进的PLC可编程控制器控制成为主流。未来可视化、智能化、遥控驾驶,远程遥控等成为电气发展趋势
3.结束语
本文简易介绍了综合绿化养护车的发展工况和主要结构。分析了多功能绿化养护车的发展前景,指出研发高性能、轻量化、多功能、操作舒适,安全、以及智能化等以及多样化作业机具是多功能绿化车的发展趋势。