本發(fā)明屬于道路除冰技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種可拆卸、便于安裝在裝載機上的除冰裝置。

背景技術(shù)：

東北寒冷地區(qū)冬季溫度較低，降雪后道路上未及時清理的雪層經(jīng)過車輛碾壓會形成堅硬的冰層。結(jié)冰后路面摩擦系數(shù)降低，車輛制動打滑，嚴重影響行車安全，是冬季寒冷地區(qū)發(fā)生交通事故的主要原因，因此開發(fā)一種高強度、高效率并可以配合常用裝載機使用的道路除冰裝置意義重大，應用前景十分廣闊。

現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于機械除冰有振動式、旋轉(zhuǎn)鋼絲式、柔性鏈條擊打式以及鏟剁式，但已有的除冰方式存在諸多不足：

1已有的除冰裝置只對道路上的浮雪以及較薄冰層起作用，缺少一種能專門去除道路較厚冰層的機械；

2部分除冰裝置的機械除冰部分強度較弱，還需依賴于專門的除冰車體進行驅(qū)動，并且依賴微波加熱，效率低，能源消耗率大；

3已有除冰方法部分需要化學制劑輔助除雪、對道路、橋梁、路邊植被腐蝕性較大。

另外，現(xiàn)有除冰方法較為單一，不能根據(jù)路況條件改變除冰效率，導致路況條件稍好時除冰效率依然較低，浪費人力，能源。并且部分機械裝置為專用除冰機械，給養(yǎng)路護路部門增加了較大成本而在非嚴寒結(jié)冰季節(jié)無法起到作用。

因此針對現(xiàn)有技術(shù)設備中存在的諸多不足，本領(lǐng)域亟需要一種新的技術(shù)方案來解決這一問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種適用于裝載機的道路除冰裝置及除冰方法，可以根據(jù)冰層厚度自動調(diào)整裝載機前進的速度和銑刨鼓旋轉(zhuǎn)的速度，除冰厚度范圍大，冰層厚度檢測裝置及限位裝置的機械運動通過液壓裝置自動控制，實現(xiàn)了道路結(jié)冰厚度智能化測量。

一種適用于裝載機的道路除冰裝置，其特征是：包括除冰機構(gòu)、冰層厚度檢測機構(gòu)，

所述除冰機構(gòu)包括發(fā)動機、變速箱、萬向節(jié)、圓錐滾子軸承、圓錐滾子軸承座、尾氣排氣裝置、輸出軸、液壓裝置離合器、小帶輪Ⅰ、大帶輪Ⅰ、左半軸、銑刨鼓、右半軸、支撐緩沖架、變速箱檔位控制裝置、步進電機、油箱Ⅰ、蓄電池箱、支撐側(cè)板，所述發(fā)動機位于支撐緩沖架上，且發(fā)動機通過發(fā)動機支架與支撐緩沖架固定連接；所述變速箱通過變速箱支架安裝在支撐緩沖架上，其一端與發(fā)動機同軸連接，另一端通過萬向節(jié)與輸出軸同軸連接；所述圓錐滾子軸承及圓錐滾子軸承座設置在萬向節(jié)與輸出軸之間，且圓錐滾子軸承通過圓錐滾子軸承支座與輸出軸配合連接；所述圓錐滾子軸承座通過軸承座支撐架與支撐緩沖架頂部固定連接；所述尾氣排氣裝置通過管道與發(fā)動機固定連接；所述液壓裝置離合器安裝在支撐緩沖架上，其通過連接件與輸出軸連接；所述小帶輪Ⅰ與輸出軸同軸連接，其通過皮帶與大帶輪Ⅰ連接；所述大帶輪Ⅰ與左半軸同軸連接；所述左半軸通過法蘭與銑刨鼓一端端部固定連接；所述右半軸通過法蘭與銑刨鼓另一端端部固定連接，右半軸及左半軸同軸對稱布置，且均通過軸承與支撐側(cè)板連接；所述變速箱檔位控制裝置通過通過變速箱拉線與變速箱連接；所述步進電機的輸出軸與發(fā)動機拉線連接，且其上設置有冰層厚度顯示屏；所述油箱Ⅰ位于支撐緩沖架上，其通過管道與發(fā)動機連接；所述蓄電池箱安裝在支撐緩沖架，且其與步進電機電連接；所述支撐側(cè)板與支撐緩沖架固定連接；

所述冰層厚度檢測裝置包括油箱Ⅱ、液壓泵、吸油管、回油管、電磁閥Ⅰ、溢流閥、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ、單相閥、液壓缸Ⅰ、液壓缸Ⅱ、尾氣導入管、尾氣控制開關(guān)、尾氣排放管、限位輪、拉線位移傳感器Ⅰ、拉線位移傳感器Ⅱ、小帶輪Ⅱ、大帶輪Ⅱ，其中電磁閥Ⅰ、溢流閥、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ、單相閥、液壓缸Ⅰ、液壓缸Ⅱ、拉線位移傳感器Ⅰ、拉線位移傳感器Ⅱ均布置在支撐側(cè)板上；所述油箱Ⅱ上設置有吸油管及回油管；所述液壓泵安裝在支撐緩沖架上，其輸出端與小帶輪Ⅱ同軸連接，且其輸出端與小帶輪Ⅱ及大帶輪Ⅱ處于同一平面，液壓泵與油箱Ⅱ連接；所述電磁閥Ⅰ通過管道分別與吸油管、回油管及液壓缸Ⅰ連接；所述溢流閥一端通過管道與液壓缸Ⅰ連接，另一端通過管道與回油管連接；所述電磁閥Ⅱ通過管道分別與回油管、液壓缸Ⅰ及液壓缸Ⅱ連接，且其與液壓缸Ⅱ之間設置有單相閥；所述電磁閥Ⅲ通過管道分別與回油管、液壓缸Ⅱ連接；所述尾氣導入管與尾氣排放管固定連接，且尾氣導入管上設置有尾氣控制開關(guān)；所述尾氣排放管與液壓缸Ⅱ固定連接；所述限位輪與液壓缸Ⅰ固定連接；所述拉線位移傳感器Ⅰ一端與液壓缸Ⅰ連接，另一端與尾氣排放管連接，且拉線位移傳感器Ⅰ通過數(shù)據(jù)傳輸與步進電機連接；所述拉線位移傳感器Ⅱ一端與液壓缸Ⅱ連接，另一端與限位輪連接，且拉線位移傳感器Ⅱ通過數(shù)據(jù)傳輸與步進電機連接；所述小帶輪Ⅱ通過皮帶與大帶輪Ⅱ連接；所述大帶輪Ⅱ與輸出軸同軸連接。

所述發(fā)動機與支撐緩沖架之間設置有緩沖墊。

所述銑刨鼓的長度為2000mm，支撐緩沖架及支撐側(cè)板長度均大于2000mm。

所述銑刨鼓邊緣與支撐側(cè)板之間的間隙為20mm～50mm。

所述支撐緩沖架由兩根橫向工字鋼和六根豎直的工字鋼焊接而成。

所述油箱Ⅱ內(nèi)部設置有隔板，油箱Ⅱ頂部設有空氣濾清器。

還包括背板，所述背板采用四根工字鋼相互平行穿過支撐側(cè)板，背板分別與支撐側(cè)板、支撐緩沖架焊接，背板兩側(cè)安裝有加強筋。

還包括水箱，所述水箱位于支撐緩沖架上，其通過水管與發(fā)動機連接。

一種適用于裝載機的道路除冰裝置的除冰方法，其特征是：包括以下操作步驟，

步驟一、將除冰裝置通過銷軸與裝載機大臂連接；

步驟二、通過所述裝載機大臂調(diào)節(jié)除冰裝置離地高度，銑刨鼓底端與冰層貼合時保持除冰裝置不動，獲取冰層厚度參數(shù)，操作步驟如下：

a、開啟尾氣控制開關(guān)、液壓裝置離合器，并將電磁閥Ⅱ的開關(guān)調(diào)至電磁閥ⅡB檔位；

b、液壓泵開始泵油，尾氣通過尾氣排放管融化冰層，冰層被尾氣的熱量融化，液壓缸Ⅰ位置逐漸下降，直至露出地面；

c、所述液壓泵繼續(xù)泵油，所述液壓缸Ⅰ內(nèi)部壓力逐漸增加，內(nèi)部壓力達到溢流閥的極限壓力時，其中極限壓力值為35MP，所述溢流閥開啟，拉線位移傳感器Ⅰ采集冰層厚度值，并將所得冰層厚度采集信息傳送到冰層厚度顯示屏；

步驟三、限位輪初始狀態(tài)其底端與冰面齊平，調(diào)節(jié)所述電磁閥Ⅱ的開關(guān)至電磁閥ⅡA檔位，并將電磁閥Ⅲ調(diào)至電磁閥ⅢB檔位，此時所述液壓泵將液壓油通過單相閥注入液壓缸Ⅱ中，限位輪上升，拉線位移傳感器Ⅱ向步進電機反饋的數(shù)值等于所述冰層厚度值時，將電磁閥Ⅱ開關(guān)移到中位，保持限位輪位置不變；

步驟四、根據(jù)所述步驟二所得的冰層厚度值設定裝載機行進速度及除冰裝置的轉(zhuǎn)速，并進行除冰；

步驟五、重復執(zhí)行步驟二～步驟四直至除冰結(jié)束。

通過上述設計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：

1、本發(fā)明中除冰機構(gòu)中的除冰裝置采用銑刨鼓，其硬度和強度較高，工作過程中能克服冰的剪切力將冰層剝離地面。銑刨鼓刀頭在刀座中自由旋轉(zhuǎn)，可以減少磨損。其刀具采用左旋的排列方式，可以將碎冰甩向道路右側(cè)，方便清理。銑刨鼓的特殊結(jié)構(gòu)區(qū)別于以往裝置，其除冰厚度不受裝置本身的結(jié)構(gòu)限制，具有清除較厚冰層的優(yōu)點，清除產(chǎn)生的冰被銑刨鼓揚起，可以避免被卷入車體；逆銑時銑刨鼓刀具對冰層的作用力向上，有助于冰層的破碎，并可以降低裝置的振動。

2、本發(fā)明的冰層厚度檢測機構(gòu)可以根據(jù)冰層厚度自動調(diào)整裝載機前進的速度和銑刨鼓旋轉(zhuǎn)的速度，除冰厚度范圍大。

3、獨立的發(fā)動機可以為除冰裝置提供足夠扭矩，并可以在一定范圍內(nèi)根據(jù)負荷大小自動調(diào)整除冰裝置轉(zhuǎn)速，可以在裝載機行進速度較低時，提供足夠大的功率，不受前進速度的影響。

4、利用發(fā)動機尾氣的熱能實現(xiàn)冰層厚度的測量，可在節(jié)約能源的同時起到厚度檢測、限位的目的，較好地保護瀝青路面。本裝置采用銑刨鼓轉(zhuǎn)速、裝載機行進速度配合的方式，冰層較厚時為滿足除冰扭矩要求，降低轉(zhuǎn)速和行進速度，更好的保證除冰質(zhì)量；冰層較薄時提高轉(zhuǎn)速和行進速度，提高除冰效率。

5、本發(fā)明使用的裝載機為護路養(yǎng)路部門常用作業(yè)機械，普及范圍廣。用其作為動力源，避免了使用專用除冰車車體較高成本的問題。同時破冰裝置可以與裝載機分離，作業(yè)期外的時間不影響裝載機的其它用途。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明：

圖1為本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置除冰機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置冰層厚度檢測機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置銑刨鼓的安裝剖視圖。

圖4為本發(fā)明本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置冰層厚度檢測機構(gòu)局部液壓機構(gòu)流程圖。

圖5為本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置步進電機示意圖。

圖6為本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置工作的示意圖。

圖中：1-發(fā)動機、2-變速箱、3-萬向節(jié)、4-圓錐滾子軸承、5-圓錐滾子軸承座、6-尾氣排氣裝置、7-輸出軸、8-液壓裝置離合器、9-小帶輪Ⅰ、10-大帶輪Ⅰ、11-左半軸、12-銑刨鼓、13-右半軸、14-支撐緩沖架、15-變速箱檔位控制裝置、16-步進電機、17-油箱Ⅰ、18-蓄電池箱、19-支撐側(cè)板、20-發(fā)動機支架、21-變速箱支架、22-軸承座支撐架、23-冰層厚度顯示屏、24-油箱Ⅱ、25-液壓泵、26-吸油管、27-回油管、28-電磁閥Ⅰ、29-溢流閥、30-電磁閥Ⅱ3001-電磁閥ⅡA檔位、3002-電磁閥ⅡB檔位、31-電磁閥Ⅲ、3101-電磁閥ⅢA檔位、3102-電磁閥ⅢB檔位、32-單相閥、33-液壓缸Ⅰ、34-液壓缸Ⅱ、35-尾氣導入管、36-尾氣控制開關(guān)、37-尾氣排放管、38-限位輪、39-拉線位移傳感器Ⅰ、40-拉線位移傳感器Ⅱ、41-小帶輪Ⅱ、42-大帶輪Ⅱ、43-緩沖墊、44-背板、45-水箱、46-上銷座、47-下銷座。

具體實施方式

如圖1、圖5所示，本發(fā)明一種適用于裝載機的道路除冰裝置的除冰機構(gòu)主要包括：發(fā)動機1、變速箱2、萬向節(jié)3、圓錐滾子軸承4、圓錐滾子軸承座5、輸出軸7、小帶輪Ⅰ9、大帶輪Ⅰ10、左半軸11、銑刨鼓12、右半軸13、變速箱檔位控制裝置15、步進電機16、油箱Ⅰ17、蓄電池箱18、水箱45，其中與發(fā)動機1配套的油箱Ⅰ17、蓄電池箱18及水箱45布置在發(fā)動機1周圍，發(fā)動機1點火裝置布置在變速箱檔位控制裝置15附近。油箱Ⅰ17的出油管與發(fā)動機1的進油管相連接，油箱Ⅰ17、蓄電池箱18分別安裝在支撐緩沖架14上,且蓄電池箱18與步進電機16電連接；水箱45安裝在發(fā)動機1排水管一側(cè)，距離發(fā)動機1距離5cm，水箱45的進水管、出水管分別與發(fā)動機1的出水管、進水管相連接，水箱45起到整個除冰裝置的冷卻作用。

發(fā)動機1與支撐緩沖架14之間采用緩沖墊43連接，以減少發(fā)動機1在使用中的震動。除冰裝置的除冰動力從發(fā)動機1輸出，依次經(jīng)過互相連接的變速箱2、萬向節(jié)3、輸出軸7、小帶輪Ⅰ9、大帶輪Ⅰ10、左半軸11，最后傳遞給銑刨鼓12的滾筒。其中，銑刨鼓12的滾筒轉(zhuǎn)速檔位控制裝置控制，其包括變速箱檔位控制裝置15和步進電機16，其中冰層厚度顯示屏23；具體發(fā)動機1內(nèi)部的發(fā)動機拉線與步進電機16輸出軸相連接，變速箱2內(nèi)部的變速箱拉線與變速箱檔位控制裝置15相連；步進電機16由步進電機控制器、步進電機驅(qū)動器、步進電機電源開關(guān)組成。啟動步進電機電源開關(guān)后，由蓄電池箱18對其提供工作電流，步進電機驅(qū)動器將蓄電池箱18提供的直流電轉(zhuǎn)化為分時供電的、多時序控制電流。當步進電機驅(qū)動器收到拉線位移傳感器Ⅰ39發(fā)送的冰層厚度脈沖信號時，其驅(qū)動步進電機16按照設定的方向旋轉(zhuǎn)一個固定的角度步進角，冰層厚度決定了脈沖的個數(shù)進而決定了轉(zhuǎn)動角度的大小。轉(zhuǎn)動角度越大，發(fā)動機拉線位移越大，發(fā)動機1油門開度越大，變速箱2將發(fā)動機1輸出的動力傳遞給小帶輪Ⅰ9，并通過小帶輪Ⅰ9、大帶輪Ⅰ10降速，其中變速箱2通過萬向節(jié)3與輸出軸7相連接，中間均布圓錐滾子軸承4及圓錐滾子軸承座5，保證輸出軸7與萬向節(jié)3同心，輸出軸7的長度由銑刨鼓12、左半軸11、右半軸13總長度確定，此時保證小帶輪Ⅰ、大帶輪Ⅰ10平齊。

除冰裝置的支撐部分包括支撐緩沖架14、支撐側(cè)板19、背板44與裝載機相連接的上銷座46、下銷座47，支撐緩沖架14由兩根橫向工字鋼和六根豎直并列的工字鋼焊接而成，其中豎直工字鋼上等分別焊接有水箱支架、發(fā)動機支架20、緩沖墊43、變速箱支架21、軸承座支撐架22，通過調(diào)整上述各支架的高度使各支架支撐部件中心平齊，保證動力的穩(wěn)定輸出；為保證整個裝置可以承受工作中的彎扭力矩，采用背板44支撐，其中背板44采用四根工字鋼平行穿過支撐側(cè)板19，并與其焊接。背板44內(nèi)外兩側(cè)安裝加強筋，增加除冰裝置的整體強度；支撐側(cè)板19與支撐緩沖架14固定連接；所述上銷座46與下銷座47焊接在除冰裝置的支撐部分上，上銷座46與下銷座47與裝載機大臂的上銷座、下銷座通過銷連接，實現(xiàn)前進動力的傳輸；

如圖2所示的支撐側(cè)板19起到軸承套的作用，將左半軸11、右半軸13與其配套的軸承鑲嵌在支撐側(cè)板19內(nèi)的孔中，支撐側(cè)板19與銑刨鼓12之間保持一定距離，支撐側(cè)板19內(nèi)、外側(cè)有軸承端蓋，保證潤滑脂不會變質(zhì)。

如圖3所示的兩個左半軸11、右半軸13同心布置，與左半軸11、右半軸13配合的軸承鑲嵌在支撐側(cè)板19中，通過軸承端蓋密封。法蘭盤Ⅰ與銑刨鼓12焊接，法蘭盤Ⅱ與左半軸11、右半軸13焊接，法蘭盤Ⅰ與法蘭盤Ⅱ通過螺栓連接，將左半軸11的旋轉(zhuǎn)動力傳遞給銑刨鼓12。

如圖1所示的除冰裝置為銑刨鼓12，采用銑刨鼓12除冰的原因是其高強度和合金刀頭可以把堅硬的冰雪剝離地面，再用推鏟式除雪車將其清除到路邊。銑刨鼓12由軸承安裝在支撐側(cè)板19上，利用重力及大帶輪Ⅰ10帶動銑刨鼓12的滾筒滾動產(chǎn)生的銑削力破碎冰雪并使其從地面上剝離。

如圖2所示的油箱Ⅱ24，分別設有吸油管26、回油管27，油箱Ⅱ24內(nèi)部設有隔板，保證回油管27內(nèi)的雜質(zhì)可以迅速沉降。油箱24頂部設有空氣濾清器，對進入油箱24的空氣進行過濾，防止大氣中的雜質(zhì)污染油液。

如圖2所示的液壓泵25，其泵油所需的動力由小帶輪Ⅱ41、大帶輪Ⅱ42提供，充分利用輸出軸7的動力。由于液壓泵25不是時刻工作，只是在冰層厚度檢測時起作用，所以其動力的接合由液壓裝置離合器8控制，當厚度檢測完畢時液壓裝置離合器8就可以切斷動力。

如圖2、圖4所示的液壓缸Ⅰ33與尾氣導入管35相連接。發(fā)動機1排放的尾氣一部分通過尾氣排放裝置6排放出去，另一部分當需要檢測冰層厚度時開啟尾氣控制開關(guān)，尾氣進入尾氣導入管29；當開啟電磁閥Ⅰ28，液壓泵25進行泵油，向液壓缸Ⅰ33注入液壓油，液壓缸Ⅰ33受到液壓力的作用下降時，高溫尾氣通過尾氣排放管37融化冰面上的冰層，直至達到極限壓力35MP時，溢流閥29開始工作，液壓油流回油箱Ⅱ24，液壓缸Ⅰ33不再繼續(xù)伸長。拉線位移傳感器Ⅰ記錄冰層厚度參數(shù)為H毫米。

如圖2、圖4所示的液壓缸Ⅱ34，在液壓缸Ⅰ30停止工作時，將電磁閥Ⅱ30的A檔位打開，此時液壓泵25將液壓油通過單相閥32注入液壓缸Ⅱ34中，限位輪38初始狀態(tài)與地面平齊，受到液壓作用限位輪38上升。當拉線位移傳感器Ⅱ40達到位移達到H毫米時，將電磁閥Ⅱ30移到中位，限位輪25保持位置不變，此時距離地面的距離為H毫米，除冰結(jié)束后打開電磁閥Ⅲ34，液壓油回到油箱Ⅱ24。

限位輪38底端初始狀態(tài)緊貼冰面并隨著冰層融化向上收縮冰厚H毫米，起到實時檢測道路冰層厚度并且保護地面的目的。冰層厚度檢測及限位裝置的機械運動通過液壓裝置自動控制，實現(xiàn)了道路結(jié)冰厚度智能化測量。

如圖6一種適用于裝載機的道路除冰裝置工作的示意圖，具體該除冰裝置的除冰方法，其特征是：包括以下操作步驟，

步驟一、將除冰裝置通過銷軸與裝載機大臂連接；

步驟二、通過所述裝載機大臂調(diào)節(jié)除冰裝置離地高度，銑刨鼓12底端與冰層貼合時保持除冰裝置不動，獲取冰層厚度參數(shù)，操作步驟如下：

d、開啟尾氣控制開關(guān)36、液壓裝置離合器8，并將電磁閥Ⅱ30的開關(guān)調(diào)至電磁閥ⅡB檔位3002；

e、液壓泵25開始泵油，尾氣通過尾氣排放管37融化冰層，冰層被尾氣的熱量融化，液壓缸Ⅰ33位置逐漸下降，直至露出地面；

f、所述液壓泵25繼續(xù)泵油，所述液壓缸Ⅰ33內(nèi)部壓力逐漸增加，其中內(nèi)部壓力達到溢流閥29的極限壓力時，其中極限壓力值為35MP，所述溢流閥29開啟，拉線位移傳感器Ⅰ39采集冰層厚度值，并將所得冰層厚度采集信息傳送到冰層厚度顯示屏23；

步驟三、限位輪38初始狀態(tài)其底端與冰面齊平，調(diào)節(jié)所述電磁閥Ⅱ30的開關(guān)至電磁閥ⅡA檔位3001，并將電磁閥Ⅲ31調(diào)至電磁閥ⅢB檔位3102，此時所述液壓泵25將液壓油通過單相閥31注入液壓缸Ⅱ34中，限位輪38上升，拉線位移傳感器Ⅱ40向步進電機16反饋的數(shù)值等于所述冰層厚度值時，將電磁閥Ⅱ30開關(guān)移到中位，保持限位輪38位置不變；

步驟四、根據(jù)所述步驟二所得的冰層厚度值設定裝載機行進速度及除冰裝置的轉(zhuǎn)速，進行除冰。