多功能破障车设计说明书.DOC

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引言

地震发生后，大面积的建筑物倒塌，城市道路交通严重堵塞。在山区，山体滑坡后，主要干道的路况也十分复杂（如图1）。如果不能及时清理路面，则很多过往车辆会受困于道路中，并且救援车辆及运送救灾物资的车辆也无法及时赶到救灾现场。自然灾害发生后，救援时间就是生命。能否以最快的速度到达救援现场，及时运送救灾物资，对于受灾人员来说非常重要。因此，快速地清理受堵路面显得至关紧要。

图1灾后复杂路况

图1灾后复杂路况

在救援实践中，救援现场往往需要多种救援作业交替进行，而大型设备往往功能比较单一或者功能较少，现场移动或转换作业面比较困难，不足以应对现场多种作业需求。那么能否采用增加只有单一功能的设备数量来解决这些问题？由于救援空间受限，难以使多种设备同时作业，并且还会产生现场混乱和设备彼此影响等问题。

为解决以上情况，目前多是依靠大型的工程机械来打通道路，但是由于地震后路面上的杂物很多，情况很复杂，通常有大型的石块、碎石、泥土和树枝等，也有在大型设备无法靠近或者是需要更多种类现场作业时，依靠人力（如我们的专业救援队，广大消防、武警和解放军官兵）携带一些专业的手持液压或者汽动工具甚至简易工具在现场进行救援（如图2）。但这样的作业方式，不仅仅救援效率较低，而且救援人员风险较大。所以亟需种集合了多种常用功能（挖、抓、剪、推、碎）并且能快速转换的的专用破障车。

图2人力救援

图2人力救援

以上就是设计多功能破障车的初衷。此项设计在现有的救援机械上进行改进和结构优化，实现“挖、抓、剪、碎和推”集合在一部车上，基本可以满足一般的破障作业和现场救援需求。

多功能破障车的设计

1基本组成与工作原理

图3多功能破障车

图3多功能破障车

1.1系统组成

多功能破障车主要由发动机、液压系统、工作装置、回转装置、行走装置和电气控制等部分组成。采用履带式底盘。工作装置的基本组成包括以下几个部分：集成了挖、抓、剪三种功能的前臂；拥有破碎功能的后臂；装在前端的推铲。

1.2基本工作原理

多功能破障车起动后，在柴油机的带动下起动液压系统。液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。

2多功能破障车的主要结构尺寸（mm）

A履带接地长度3830

B履带长度 4640

C配重离地间隙1115

D尾部回转半径2965

E上部宽度2840

F总高度 3000

G最小离地间隙480

H轨距2580

动臂长度5850

斗杆长度3050

I总长9920

J动臂高度3220

K履带板宽度680

L总宽度3180

3车身的整体布置

现在市场上的多功能装载机一般只配置了两个功能在一个车上，少有集成两个以上的功能的，少数的设计成可换头来实现多功能的变换。基于上述的现状，我们设计出了集多个功能为一体的多功能破障车。这种多功能破障车与传统的机械有着很大的不同。车身的前臂设计成集挖、抓、剪这三种功能为一臂。前臂的铲斗与设计的爪子配合使用正好可以实现挖与抓这两种功能的转化，而且也使空间更加紧凑。同时，前臂还设计了一个液压剪，大大提高了这种多功能破障车的工作效率。后臂的破碎装备不仅解决了车身整体的配重问题，而且还使得该机械能适应更加复杂多变的施工环境。把传统的装载机的一根臂延伸设计成相互交叉两个臂，不仅使工作效率大大提高，而且也可以使车的整体稳定性能更好。

图4三维效果图

4控制系统的选择与设计

考虑救援现场的环境仍然十分恶劣，得先保证救援人员的人身安全，才能更好的发挥救援作用。为此设计的控制系统为遥控操作和随车操控相结合。面对危险的作业环境，作业人员可以远程遥控破障车避免受到伤害。

5动力系统的选择与设计

考虑到整个机械上集成了多个功能，整个车身比较重，所以以液压为动力是比较合理的选择。液压不仅技术成熟，而且液压提供的动力大，适合用于需要大功率的机械上。履带式液压多功能破障车的传动路线是：

油缸（各种功能的实现）

发动机→离合机→油泵→控制阀油马达(回转)

油马达（行走）

6行走装置的选择与计算

6.1行走装置的选择

设计采用履带式行走装置。履带式行走装置的特点是牵引力大，接地比压小，因而越野性能好，爬坡能力大，且转弯半径小，机动灵活。目