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作品名称：城市道路落叶清扫机
学校名称：厦门大学嘉庚学院
参赛队伍：阴天快乐
队伍编号：220534
参赛学生：丁睿陈姝润
指导老师：邱玥
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

本设计针对“城市道路落叶清扫”这一典型环卫工况，提出一种手扶随行、电驱动、集成“扫—输—压—储”全工序的小型机组，以替代现行人工扫帚+垃圾袋的低效模式。开发背景数据：国内落叶密度约 0.79 g/cm³，秋季日均可落 35 N 枯叶/棵，人工清扫速度仅 0.4 m/s，作业强度 280 N，连续作业 2 h 即出现腰背损伤；而现有燃油清扫车转弯半径 ≥2.2 m，噪声 ≥82 dB，无法在 1.2 m 宽人行道、树阵间隙及校园支路施展。课题以“零排放、低噪声、可压缩、易转运”为指标，锁定 3.6 km/h（1 m/s）的步行随行速度，整机质量 ≤120 kg，目标作业幅宽 0.6 m，连续作业 3 h，落叶体积压缩比 ≥4∶1，储箱满载质量 ≤40 kg，单人可操作。

结构按“四轮底盘+三模块”布置：①清扫模块——一对垂直布置的扫叶轮，φ195 mm，扫叶板 6 片，板端线速度 1.1 m/s，对地倾角 35°，可将落叶集中扫入宽 0.18 m 的链板受料口；②输送模块——倾角 28°的套筒滚子链+φ8 mm 细铁棍栅格，链速 0.65 m/s，输送能力 2.5 kg/s，主动链轮 z1=17，从动 z2=34，节距 p=25.4 mm，中心距 1.018 m，采用滴油润滑；③压缩模块——偏心曲柄滑块机构，曲柄半径 45 mm，滑块行程 90 mm，压缩频率 6 次/min，最大压强 0.42 MPa，箱体有效容积 0.12 m³，压缩后块体尺寸 300 mm×300 mm×120 mm，密度提升至 0.32 g/cm³，单块质量 3.5 kg，箱内可叠放 10 块。整机轮廓 1.6 m×0.8 m×1.05 m，前桥固定、后桥万向，转弯半径 0.9 m；机架为 50×50×4 mm 方钢，焊缝长度 18 m，焊缝系数 0.85，静载安全系数 3.2。

动力与操纵：48 V 直流系统，行走为人力推行，作业由两台永磁直流电机独立驱动。电机 1（ZLC80-1，0.8 kW，3600 r/min，经 XLD 行星减速器 52 r/min 输出，T=250 N·m）负责清扫+输送，电机 2（同型号降功率运行 0.4 kW）负责压缩；能源为 6-DG-140 铅酸电池组，容量 140 A·h，一次充电 6 h，续航 3 h，理论耗电 0.56 kWh。控制面板上设总开关、电位器无级调速、LED 电量显示；箱体侧壁设 500 mm×400 mm 快卸舱门，舱门开启力 ≤30 N，卸料时间 ≤40 s。使用流程：人工推行→按下启动→扫叶轮聚叶→链板提升→落叶落入箱→上料位光电开关触发→压缩机构往复一次→扭矩传感器达 55 N·m 停机→亮灯提示卸料→人工抽出压块→继续作业。整机噪声 62 dB(A)，低于城市昼间 65 dB(A) 限值；制动距离 ≤0.5 m（干态），整车倾覆角 18°，满足 GB/T 21268-2007《非公路用电动车辆通用技术条件》。