本發(fā)明涉及路面除冰，具體涉及一種無損路面除冰裝置及控制方法。

背景技術：

1、在寒冷的冬季，受冰雪惡劣天氣的影響，道路路面會出現(xiàn)結冰的現(xiàn)象，而路面結冰是冬季發(fā)生交通事故的主要原因之一，路面冰層降低了路面的摩擦系統(tǒng)，導致機動車行駛過程中出現(xiàn)輪胎抓地不足、原地空轉、側滑等問題，因此，為了有效預防冬季交通事故，確保機動車駕駛員冰雪惡劣天氣的安全駕駛，需要對路面結冰及時清理；

2、目前，除路面冰層的主要措施是使用犁鏵除雪車、轉子式除雪車、掃刷式除雪車等各種大型設備。此類設備對積雪的清除效果較好，但對路面結冰的清除能力較為有限，而且在除冰過程中，有可能對路面造成二次破壞。因此，研究設計一種能夠高效地清除路面的冰層，且能夠避免對路面造成二次破壞的除冰裝置，十分必要。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種無損路面除冰裝置及控制方法，解決了現(xiàn)有的除冰車除冰效果不理想，效率低，且易對路面造成破壞的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、一種無損路面除冰裝置，包括：貨車型載具、一級碎冰輪組件、二級碎冰輪組件、超聲波厚度傳感器、伸縮式負壓收集裝置、控制單元、發(fā)電機、碎冰收集箱、加熱裝置、霍爾傳感器和連接臂，在所述載具前端通過連接臂連接一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件，在所述連接臂前端下方安裝有超聲波厚度傳感器，在所述載具車輪之間安裝有伸縮式負壓收集裝置，所述碎冰收集箱、控制單元、發(fā)電機安裝在載具上方，且所述伸縮式負壓收集裝置與所述碎冰收集箱連通；

4、所述一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件均由碎冰輪主體、碎冰輪刀頭組成，在碎冰輪主體的內(nèi)部安裝有多組液壓結構，多組液壓結構的輸出端與碎冰輪刀頭相連，在所述碎冰輪主體的表面對應碎冰輪刀頭的位置處設有刀頭伸出孔；

5、所述加熱裝置由若干個加熱板組成，若干個加熱板安裝在二級碎冰輪主體的表面，且位于二級碎冰輪刀頭之間；

6、在所述一級碎冰輪主體和二級碎冰輪主體的側面均安裝霍爾傳感器。

7、進一步的，所述連接臂安裝于載具的前側，由主臂、伸縮式副臂和液壓裝置組成，主臂底端連接一級碎冰輪組件，主臂的另一端與載具的前端連接，副臂底端連接二級碎冰輪組件，副臂的頂端通過旋轉動力軸與主臂連接；

8、所述液壓裝置的輸出端與主臂固定連接，另一端與載具的前端固定連接。

9、進一步的，所述超聲波厚度傳感器、加熱裝置、霍爾傳感器、負壓吸收裝置、發(fā)電機、一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件內(nèi)部的液壓結構以及連接臂的液壓裝置通過導線與控制單元相連；

10、進一步的，所述連接臂上及其內(nèi)部設有控制一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件運行的機械結構和線路；

11、所述連接臂為一對，呈對稱排列安裝在載具的兩側前端，在一側主臂和一側副臂的內(nèi)側安裝有電機，電機的輸出端分別一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件中心軸固定連接。

12、進一步的，所述發(fā)電機為本裝置提供電能。

13、進一步的，所述伸縮式負壓吸收裝置安裝于載具的下方，為兩組，分別位于載具的輪胎之間，并通過軟管與安裝在載具上方的碎冰收集箱連通。

14、一種無損路面除冰裝置的控制方法，包括如下步驟：

15、s1：載具行駛至結冰路面，啟動裝置，超聲波厚度傳感器檢測冰層厚度，將冰層厚度信息傳遞至控制單元；

16、s2：當超聲波厚度傳感器檢測的冰層厚度大于控制單元中設定的冰層厚度最小值，控制單元分析判斷需進行路面除冰，

17、控制單元控制一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件內(nèi)部的碎冰輪刀頭伸出預設長度，

18、控制一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件旋轉，

19、控制啟動二級碎冰輪主體表面的加熱裝置，

20、控制伸縮式負壓吸收裝置達到所需高度?，并延時啟動負壓吸收裝置，

21、控制一級碎冰輪組件下壓，此時超聲波厚度傳感器持續(xù)監(jiān)測冰層厚度。

22、s3：當超聲波厚度傳感器持續(xù)監(jiān)測冰層厚度小于等于控制單元中設定的冰層厚度最小值時，一級碎冰輪組件停止下壓，載具前行時，延時控制二級碎冰輪組件達到所需高度。位于一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件側面的霍爾傳感器監(jiān)測一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的轉速，并將轉速信息傳遞至控制單元；

23、s4：載具前行時，二級碎冰輪組件與加熱裝置產(chǎn)生的熱量將碎冰塊進一步粉碎、融化；

24、載具前行時，負壓吸收裝置移動至由二級碎冰輪組件與其上的加熱裝置粉碎、融化而形成的以液態(tài)水為主體的冰水混合物之中，將其通過軟管吸入至碎冰收集箱；

25、此時，若超聲波厚度傳感器監(jiān)測的冰層厚度值出現(xiàn)變化，則需調(diào)整一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件高度，以保證剩余冰層厚度等于控制單元中設定的冰層厚度最小值，確保除冰效果和路面無損傷；

26、s5：控制單元時刻比對實際轉速信息與空載轉速值，若一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件實際轉速均小于控制單元內(nèi)記錄的空載轉速值，除冰工作繼續(xù)；

27、若一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的實際轉速均大于等于控制單元內(nèi)記錄的空載轉速值，控制單元發(fā)出停止一級碎冰輪組件和二級碎輪組件旋轉指令、刀頭收起指令、延時停止加熱裝置工作指令、并控制連接臂的液壓裝置抬起、伸縮式負壓吸收裝置延時停止工作，并恢復到初始高度，除冰工作結束；

28、進一步的，載具前行除冰過程中，能夠通過霍爾傳感器監(jiān)測一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的旋轉速度，通過對比實際轉速與給定轉速，控制一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的除冰工作啟停，還能夠通過手動操控的方式啟停除冰工作。

29、進一步的，控制單元中冰層厚度設定的最小值能夠根據(jù)實際情況進行調(diào)整、預設。

30、有益效果

31、本發(fā)明的上述技術方案至少具有如下有益效果之一：

32、1、本發(fā)明先通過一級碎冰輪組件將路面大面積的冰層破碎成大尺寸的冰塊，再通過二級碎冰輪組件將大尺寸的冰塊破碎成小尺寸的冰塊，同時通過加熱裝置對小尺寸冰塊和路面薄冰層進行融化，最后通過兩個負壓吸收裝置，將融化后的冰水混合物吸收至收納箱集中存放，在路面的除冰工作中，既能夠保證路面的整潔無冰水殘留，又能夠提高了除冰工作的效率。

33、2、本發(fā)明通過超聲波厚度傳感器監(jiān)測路面冰層的厚度，并以此為觸發(fā)條件控制一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的高度，避免碎冰輪刀頭切削冰層、冰塊的時候切削到路面，避免對路面形成損壞。

34、3、本發(fā)明通過一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件上的霍爾傳感器監(jiān)測的轉速信息作為啟動一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的工作條件，解決了目前的除冰車等除冰用具在使用時，需要依靠人工進行判斷，精準度差、效率低的問題。

技術特征：

1.一種無損路面除冰裝置，包括：貨車型載具(1)、一級碎冰輪組件(2)、二級碎冰輪組件(3)、超聲波厚度傳感器(4)、伸縮式負壓收集裝置(5)、控制單元(6)、發(fā)電機(7)、碎冰收集箱(8)、加熱裝置(9)、霍爾傳感器(10)和連接臂(11)，其特征在于：在所述載具(1)前端通過連接臂(11)連接一級碎冰輪組件(2)和二級碎冰輪組件(3)，在所述連接臂(11)前端下方安裝有超聲波厚度傳感器(4)，在所述載具(1)車輪之間安裝有伸縮式負壓收集裝置(5)，所述碎冰收集箱(8)、控制單元(6)、發(fā)電機(7)安裝在載具(1)上方，且所述伸縮式負壓收集裝置(5)與所述碎冰收集箱(8)連通；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種無損路面除冰裝置，其特征在于：所述連接臂(11)安裝于載具(1)的前側，由主臂(111)、伸縮式副臂(112)和液壓裝置(113)組成，主臂(111)底端連接一級碎冰輪組件(2)，主臂(111)的另一端與載具(1)的前端連接，副臂(112)底端連接二級碎冰輪組件(3)，副臂(112)的頂端通過旋轉動力軸(1121)與主臂(111)連接；

3.根據(jù)權利要求1所述的一種無損路面除冰裝置，其特征在于：所述超聲波厚度傳感器(4)、加熱裝置(9)、霍爾傳感器(10)、負壓吸收裝置(5)、發(fā)電機(7)、一級碎冰輪組件(2)和二級碎冰輪組件(3)內(nèi)部的液壓結構以及連接臂的液壓裝置(113)通過導線與控制單元(6)相連。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種無損路面除冰裝置，其特征在于：所述連接臂(11)上及其內(nèi)部設有控制一級碎冰輪組件(2)和二級碎冰輪組件(3)運行的機械結構和線路；

5.根據(jù)權利要求1所述的一種無損路面除冰裝置，其特征在于：所述發(fā)電機(7)為本裝置提供電能。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種無損路面除冰裝置，其特征在于：所述伸縮式負壓吸收裝置(5)安裝于載具(1)的下方，為兩組，分別位于載具(1)的輪胎之間，并通過軟管與安裝在載具(1)上方的碎冰收集箱(8)連通。

7.一種無損路面除冰裝置的控制方法，包括如下步驟：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種無損路面除冰裝置的控制方法，其特征在于：載具(1)前行除冰過程中，能夠通過霍爾傳感器(10)監(jiān)測一級碎冰輪組件(2)和二級碎冰輪組件(3)的旋轉速度，通過對比實際轉速與給定的空載轉速，控制一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件的除冰工作啟停，還能夠通過手動操控的方式啟停除冰工作。

9.根據(jù)權利要求7所述的一種無損路面除冰裝置的控制方法，其特征在于：控制單元(6)中冰層厚度設定的最小值能夠根據(jù)實際情況進行調(diào)整、預設。

技術總結
一種無損路面除冰裝置及其控制方法，包括貨車型載具、一級碎冰輪組件、二級碎冰輪組件、超聲波厚度傳感器、伸縮式負壓收集裝置、控制單元、發(fā)電機、碎冰收集箱、加熱裝置、霍爾傳感器和連接臂，在載具前端通過連接臂連接一級碎冰輪組件和二級碎冰輪組件，在載具車輪之間安裝有伸縮式負壓收集裝置，碎冰收集箱、控制單元、發(fā)電機安裝在載具上方；本發(fā)明的有益效果：通過控制單元接收超聲波厚度傳感器監(jiān)測的路面冰層厚度和霍爾傳感器監(jiān)測一、二級碎冰輪轉速，控制一、二級碎冰輪進行除冰操作，并利用負壓吸收裝置吸收加熱裝置融化的冰雪混合物，保證了路面的整潔，提高了除冰的工作效率。

技術研發(fā)人員：劉劍英
受保護的技術使用者：大連職業(yè)技術學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/28