毛刷应用：高速公路护栏清洗装置

      高速公路两侧都安装有护栏，护栏的主要作用之一是诱导驾驶员视线，防止运行中失控车辆驶出路外，护栏的维护除日常巡回检查有无异常情况外，还需要定期清洁清洗。

      目前，国内高速公路的清洁清洗方式通常有人工清洁和机械清洗两种。人工清洁的成本低，但需要人员多，且清洁效率低，对交通的干扰大，事故风险高。目前采用较多的是护栏清洗车，利用旋转毛刷刷洗护栏。本文介绍一种清洗装置，结合护栏的结构特点而设计，以护栏本身为导轨，工作时，清洗装置直接安放在护栏上，由电机驱动可以在护栏上自由滑动，清洗过程中依靠装置本身的重力所产生的力矩来施加清洗过程中所需要的压力施均匀，清洗效果好。

      一、清洗装置方案设计的原理

      1、护栏清洗装置以护栏本身为导轨，通过槽轮直接安放在护栏上，装置具备独立驱动设备，可以自行的在护栏上前进。

      2、适应公路的波形梁护栏结构标准工作时同时实现高压水洗，毛刷刷洗和抹布擦洗。抹布采用插补原理设计，能够始终使抹布与栏面保持良好接触，增强清洗效果。

     3、依靠装置本身重力所产生的力矩来施加清洗过程中所需要的压力，施力均匀，清洗效果好。

     二、清洗装置的结构

     新型高速公路护栏清洗装置由水箱、机架、电机、水泵、喷嘴、毛刷、抹布、挂轮架、槽轮和电路系统等组成。挂轮架和机架通过螺丝刚性连接，电机通过减速箱带动槽轮转动，电机通过同步带带动毛刷转动，喷水架上有多个喷嘴，喷水架通过乳胶水管与水泵出水口相联接，水泵的入水口与水箱相通。作业时，只要将槽轮对准高速公路护栏的上缘，开启电机和即可以实现护栏的自动清洗。

     1、水箱

    水箱通过简易夹紧设备安装在挂轮架上，其尺寸为300mm×100mm，在其上部有进水口，通过软水管与水车相连，水车向水箱供水。水箱主要起过渡储存水的作用。

     2、机架和挂轮架

     所有的零件均装配在机架和挂轮架上。机架和挂轮架通过螺丝刚性联结，二者联结角度为，当草槽轮卡住护栏时，机架近似处于铅垂面上。机架沿栏面方向上的中部分别安装前后两个导轮，其中前导轮通过减振与机架相联结。正常工作时前后导轮均与栏面接触。

     3、喷水架和喷嘴

     喷水架固定在机架的前端，其长度比栏面略短，其上有一系列喷嘴。喷水架通过乳胶管与水泵出水口相联结，当泵工作时，喷嘴能喷射出高压水流，实现对栏面的润湿和第一道清洗。

     4、毛刷

     由直径为1mm左右的尼龙丝做成尼龙束，并将尼龙束固定在刚片上，钢片再套在毛刷轴上，分为上下两个毛刷，两毛刷之间安装有一个小同步带轮，毛刷轴装配在位于机架上下两边缘中部的轴承上。小同步带轮通过同步带和大同步带轮相连接，电机带动大带轮工作时，毛刷能以300r/min的速度旋转对栏面进行刷洗，完成第二道清洗。实践表明，毛刷对护栏板具有最佳作业力矩时，毛刷的回转中心到护栏板表面的垂直距离H大约为毛刷旋转伸开半径的1/3~1/2，因此，毛刷的直径为取200mm。

     5、抹布

    采用插补的原理进行设计。用螺丝将抹布架固定在机架上，抹布架朝向护栏的一面安装有一系列小减挣，在减振的另一端连接有弹性抹布(可以拉伸)。减振的长度设计是使其无论在与栏面的何处接触时均处于压缩状态。在擦洗波形(W)栏面时，波峰(栏面的高处)将减振大量压缩，处于而波谷处的减振被少量压缩，使弹性抹布在栏面上也成波形(W)分布，始终和栏面保持良好的接触，从而增强擦洗的效果，完成第三道清洗。

     6、槽轮

     安装在挂轮架上，使其槽能卡在护栏的上缘上。槽抡通过减速箱与电机相连接，电机工作时带动槽轮沿护栏方向前进。

     7、电路系统

    由于装置用于野外作业，因此，采用蓄电池作动力源，不工作时可以进行充电。为了提高清洗护栏的作业功能，柱刷的旋转方向与清洗车的行驶方向应是顺洗(即柱刷旋转的切线方向与车驶方向相同)，此时，毛刷只要进行单向旋转即可以。