新型组合清洗路灯灯杆装置的设计及应用

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　　摘  要：针对于市场上现存的人工移动高压水枪清洗路灯灯杆的种种不便、人工辅助清洗路灯灯杆不仅浪费大量的人力物力且清洗效果不明显、整体效率较低，特设计了集解决攀爬与清洁于一体的智能清洗路灯灯杆装置，初步解决了由于灯杆高而不利于人工清洗的问题。此设计装置结构简单，自动去除灯杆附着的灰尘，无需维护人员高空作业，降低危险系数和维护成本。
　　关键词：组合清洗;结构简单;降低危险系数
　　中图分类号：TH122        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）19-0034-02
　　Abstract： In view of the inconvenience of manual moving high-pressure water gun in cleaning street lamp pole in the market， manual auxiliary cleaning street lamp pole not only wastes a lot of manpower and material resources， but also the cleaning effect is not obvious， and the overall efficiency is low， specially designed to solve the climbing and cleaning in one intelligent street lamp pole device， which initially solves the problem that the lamp pole is high and is not conducive to manual cleaning. The structure of the design device is simple， the dust attached to the lamp pole is removed automatically， there is no need for maintenance personnel to work at high altitude， and the risk coefficient and maintenance cost are reduced.
　　Keywords： combined cleaning; simple structure; reducing risk coefficient
　　1 概述
　　随着创建文明城市的不断推进，城市越来越整洁漂亮，也是社会发展的必然结果，人们对城市的建设也提出了更高的要求。路灯由于需要在户外长时间露天工作，灯杆容易积尘且不易清洗，从而大大影响了城市的市容市貌，路灯灯杆的清理也成为了一大难题，目前的主要清洗方式是人工持高压水枪清洗，但清洗效果及工作效率普遍较低。据调查，目前中国路灯存量在2800万-3000万盏，尤其近几年，每年新增路灯15%-20%，约300万-600万盏[1]。基于路灯规模如此庞大的现状，继续采用传统的路灯清洗方法显然无法满足市场的需求，并且反复清洗、劳民伤财。所以本文详介一种智能化爬杆清洗装置。
　　2 现有清洗路灯灯杆装置现有问题分析
　　2.1 普遍的低效能
　　现阶段我国的清洗路灯灯杆装置效能低。如研究和制造清洗路灯灯杆装置，只是单独设计和制造解决攀爬或者清洗的装置[2]。目前研究设计出的可选的简单实用辅助清洗路灯灯杆装置，性能多的设计很少，主要以人工为主，清洗成本较大，危险系数高。
　　2.2 稳定性和安全性较低
　　现阶段我国智能清洗路灯灯杆装置稳定性和安全性得不到保证，清洗路灯灯杆时机械本身对清洗工作人员的生命安全有很大的危险和危害，长时间的人工劳作使得使用机械的人随时处于危险作业中。并且，现有的清洗路灯灯杆装置对清洗路灯灯杆的流程非常多，进而影响清洗路灯灯杆的工作效率，适应性较低，严重阻碍了清洗工作的进度，加大了财力与物力的损失。同时这种方法非常浪费水资源，也浪费大量的人力，清洗人员的安全也不能得到很好的保护，例如清洁时裸露在外的电线可能会导致触电，有的路段车流量很大车速较快等等。
　　3 清洗路灯灯杆装置的发展历程
　　3.1 国内发展
　　十九世纪八十年代，伴随着中国最早的建于上海的高杆路灯出现，街道道路灯杆的清洁大多是由清洁人员手工擦洗，而一般的路灯的灯杆有数米高，手工擦洗只能在有限的高度上进行，超过二米清洗就相对困难，有的甚至根本没有对其进行过清洗。自本世纪以来也出现过用于路燈灯杆清洗的升降台，工人站在升降台上对路灯灯杆进行清洗。但升降台装置的局限性较大，主要表现在：整套装置的价格昂贵;车载装置占据交通车道，影响交通;不能在道路狭窄的地方实施作业，操作不方便等。
　　3.2 国外发展
　　在路灯灯杆清洗装置上国外发展较快，早期路灯灯杆清洗主要以人工手持钢刷蘸水清洗为主，后期随着高压水枪及轮动式机械升降机的发展，路灯灯杆清洗方式也借助于上述两者整合后的移动、冲洗一体式高压冲洗车对路灯灯杆表面进行冲洗，再利用抹布对灯杆进行擦拭。到本世纪初，随着PLC数控编程的普及应用及智能机器人的发展，目前德国、美国等高工业水平国家已经研发出集自动爬杆、清洗一体的智能机器人且已小规模应用市场，但由于其造价较高，对使用人员技术要求较高等因素，其大规模推广严重受阻。
　　4 自动清洗工作原理
　　4.1 机械设计部分
　　本设计智能化路灯灯杆清洗装置由攀爬系统、清洗系统及地面供给装置三个模块组成[3]。其中，攀爬系统由一周四组各上下两个电机驱动轮组成，轮胎材质为高摩擦性橡胶轮，上下两轮由两个钢制杆中间键连，连接部位可活动，杆的两端安装电机驱动轮;在两杆末端、电机靠键连方向上装有弹簧;四组电机驱动轮杆在键连部位由一定长度的弹簧连接;对于电机驱动轮的电力支持部分由可循环充电的锂电池供给，安装在键连接处上方，由此整个攀爬系统结构完成。 　　清洗系统由特制组合套筒构成，套筒每90度连接在一个驱动轮组上下轮杆之间的弹簧中位，由螺钉固定;套筒内侧嵌有聚酯纤维、海绵及细铁丝混合材料，上部装有喷管口，由人为受控喷出清洗剂或加压水。
　　4.2 组合清洗装置工作原理
　　在选定目标路灯灯杆后，将清洗装置1、4轮杆组连接弹簧断开、清洗套筒由伸缩弹簧处断开，再将清洗套筒及轮组分别套在目标灯杆上连上断开弹簧。清洗套筒因受弹簧拉力自然收紧贴紧灯杆，同时四组上下轮受到两轮杆间弹簧弹力作用收紧轮距，四组轮自然夹紧灯杆。收到地面发出的控制信号后，四组电机同时正转/反转，装置整体向上/向下移动，同时内部清洗套筒对灯杆表面进行摩擦清洗，套筒两处喷口可根据地面工作人员的调控分别喷出清洗剂或加压水。清洗完毕后，降下装置断开弹簧回收。
　　4.3 组合清洗装置实用特点
　　（1）提高效率，节省了大量的人工，是设计操作简便、可靠性高、成本较低的机械[4]。机器的操作者是清洁工，也可以是不具备相关知识的人员，维修维护方便。
　　（2）节约了大量水资源，由原来的喷洒式改为机器擦拭式，使有限的水发挥了最大的作用。
　　（3）发展自动化和智能化，同时随着现代科学技术的进步和广泛应用，机械化、自动化、智能化水平将进一步提高，因此可以通过遥控器进行操控[5]。
　　（4）可以清洗不同高度的灯杆且效率高，适用于不同直径和变径的灯杆，清洗效率和效果可根据电机速度调节，攀爬稳定和均匀。
　　5 结束语
　　随着城市化、城镇化的推进，未来路灯的数量会持续增长，且基数越来越大。基于市容市貌的規整、美化，路灯的清洁将是无法避免的庞大工程，但传统的清洗方式对于人力资源、水资源的浪费及交通、地理位置的限制，必然无法长期的持续下去。所以新型的智能化灯杆清洗装置未来大有可有。本装置力求实现市场化推广应用，为高效、节能服务。
　　参考文献：
　　[1]田传远.城市路灯工程的安装及维护管理探讨[J].中国高新技术企业，2016（15）：139-139.
　　[2]张增猛，靳凯，侯交义，等.起重机臂架清洗装置机构设计及试验研究[J].现代制造工程，2018（1）：15-19+47.
　　[3]方彦奎，刘立宇，陈俊同，等.一款履带式多功能攀爬机器人的设计[J].科学家，2016，4（4）：2-3.
　　[4]关强，王志浩，贾一凡.人工挖孔桩技术在工民建施工中的应用研究[J].中华民居（下旬刊），2014（8）：309.
　　[5]廖劲威，朱余清，罗阔，等.菠萝采摘机械化的发展探索[J].现代农业装备，2014（5）：56-59.
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