微生物检验车的研制

2024-12-07

微生物检验车的研制（共4篇）

微生物检验车的研制篇1

伴随着国际贸易的迅猛发展,检疫性有害生物、生物污染物等也在各国间开始传播。危险生物媒介作为有害生物和物质的携带者突破了以往依靠自然环境和迁徙能力传播危害的途径,很多情况下随着国际贸易运输的货物、船只和人员、动植物等传播危害,给世界各国生物安全的保障带来极大威胁。各个国家都通过严格的检验检疫来阻断和防范外来生物安全致病因子的入侵和扩散。在开展检验检疫检测工作的同时,生物安全标准样品是不可缺少的重要对照物和质控物,而具有危害的活性物质的购买、传递、运输、保管、使用等环节都受到了生物安全防范工作的极大限制。这种矛盾导致检验检疫工作的难度和控制要求提高,阻碍了对不安全生物因子的监测和防控工作的有效发展。本文从检验检疫生物安全分子标准样品的主要类别和种类,生物安全管理要求与工作需求,分子标准样品的关键制备技术问题,我国分子标准样品研发状况,以及应用领域和应用前景等几个方面进行阐述,为我国检验检疫生物安全保障工作和分子标准样品的研制和发展提供参考。

1 检验检疫生物安全标准样品的主要类别和种类

检验检疫生物安全主要涉及动物检疫、植物检疫、卫生检疫、食品微生物检验、转基因产品检测等专业领域。

在动物检疫领域,主要包括禽流感、新城疫、口蹄疫、炭疽、蓝舌病、副结核猪繁殖和呼吸综合症等动物疫病病原,以及鲤春病毒、血症病毒、对虾白斑病毒等水生动物疫病病原。

在植物检疫领域,中国进境植物检疫性有害生物名录中包括了436种检疫性有害生物,其中,昆虫147种,杂草41种,软体动物6种,线虫20种,真菌125种,原核生物58种,病毒及类病毒39种。

在卫生检疫领域,针对蚊、蝇、鼠、蚤、蜚蠊检测对象,进行分类鉴定和病原检测。如:对蚊类、蝇类、鼠类、蚤类、蜚蠊等进行分类鉴定;病原检测则包括:登革病毒、流行性乙型脑炎病毒、疟原虫、丝虫、汉坦病毒、斑疹伤寒立克次体、莱姆病螺旋体、寄生虫虫卵、细菌等。

食品微生物检验主要包括指标菌和致病性病原菌。如:指标菌包括细菌总数、大肠菌群、金黄色葡萄球菌等;致病性病原菌包括霍乱弧菌、沙门氏菌、单增李氏菌、致泻大肠埃希氏菌、空肠弯曲菌等。

在转基因产品检测领域,主要包括转基因大豆、转基因玉米、转基因油菜、转基因大米、转基因棉花、转基因马铃薯等各种转基因产品。

2 我国生物安全管理要求与工作需求

2004年11月12日,国务院第424号令公布了《病原微生物实验室生物安全管理条例》,对于病原微生物菌(毒)种、样本的使用、运输、储存、检测、诊断等活动都有了严格的规定。国家对病原微生物和实验室实行四级分类管理。一级、二级实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动,如:口蹄疫病毒、高致病性禽流感病毒、霍乱弧菌、乙型脑炎病毒等。对于三级、四级实验室从事高致病性病原微生物实验活动,应当具备一定条件和通过实验室国家认可。

2006年,卫生部配套颁布了《人间传染的病原微生物名录》,与检验检疫密切相关的第二类病原微生物包括:口蹄疫病毒、高致病性禽流感病毒、新城疫病毒、布鲁氏菌属、结核分枝杆菌、乙型脑炎病毒、汉坦病毒、炭疽芽孢杆菌、霍乱弧菌等。

出入境检验检疫机构、医疗卫生机构、动物防疫机构基层的绝大多数实验室都属于一级、二级实验室。而开展病原筛查检测、诊断工作都需要使用这些病原微生物,如:质控、培训、快速筛查技术研究、仪器设备校准核查等工作。这是一种检测需求与危害现实的矛盾。安全生物分子标准样品是一类无活性危害的、具备危害因子检测遗传特性的人工合成物质。安全生物分子标准样品的出现,彻底解决了这种矛盾关系,为不安全生物因子的监测和防控工作提供了可靠的技术保障。

3 安全生物分子标准样品关键制备技术

开展生物安全分子标准样品的研制工作,应关注和掌握几点关键技术。

首先,应确保该不安全生物因子具有或者可以建立相应的分子生物学检测方法。

如:霍乱弧菌具有ctxA,B、omp W、hlyA、rfb等多个毒力基因,采用分子生物学方法可以特异性鉴定霍乱弧菌,研制这类不安全生物因子的分子标准样品就有很好的应用价值。而对于无法从分子生物学角度可以鉴定的不安全生物因子,则开展分子标准样品的研制就毫无价值和意义。如:小麦叶疫病菌(Alternaria triticina)在NCBI上共有14个核酸序列,其中:ITS序列8个,gpd序列3个,tefla序列1个,18S rRNA序列1个,small subunit rRNA序列1个。但是,ITS序列虽然共8个菌株,但每个菌株之间都有几点不同的地方,这8个菌株的保守区域上网Blast发现与Altemaria和Lewia属(这两个属属于同一个科)下的多个菌种或菌株相近甚至相同(同源性99%以上)。而且,如果是小麦叶疫病菌新的菌株,即使是扩增ITS区域测序,用测序结果上网Blast出的结果也未必是小麦叶疫病菌同源性最高。因此,无法在ITS区域上设计引物进行PCR检测。gpd基因3个序列中有一个与其他两株有一些不同点,而且小麦叶疫病菌的这个基因与其他植物(如:拟南芥等)的这个基因同源性也很高,所以也不能用于设计PCR检测引物。而tefla基因、18S rRNA基因、small subunit rRNA基因,由于参考序列太少,所以不能用于设计PCR检测引物。综上所述,就目前网上所能查到的核酸序列来说,无法设计用于小麦叶疫病菌PCR检测的引物,即暂时无法从分子生物学角度鉴定小麦叶疫病菌。

其次,要确定分子基体是全基因组DNA或RNA,还是靶基因片断DNA或RNA。

例如:霍乱弧菌具有ctxA,B、ompW、hlyA、rfb等多个毒力基因,而不同的基因均可以分别建立相应的分子检测方法,为便于该分子标准样品能被广泛适用于多个毒力基因的检测,则可以全基因组DNA作为基体。而有的不安全生物因子的鉴定基因具有专一性或唯一性,如:转基因玉米MON 89034品系是一种我国尚未批准进境的转基因玉米品系,在无法大量、持续获得其粉状基体的情况下,就可以该品系鉴定的靶基因片断DNA为基体,研制其质粒分子标准样品,则具有更好的应用价值。

第三,所研制的分子标准样品的纯度和浓度应满足分子检测的要求,一般应使用核酸蛋白分析仪或紫外分光光度计测260nm和280nm处的光密度值。

OD230/OD260值小于0.7,OD260/OD280比值在1.7～1.9之间,表明所制备的分子标准样品的质量很好。此外,分子标准样品的均匀性和稳定性也是非常关键的技术环节,经比较发现,冻干粉状的分子标准样品可以低温稳定保存2～3年,而液态分子标准样品则仅能稳定保存1年左右。

4 我国目前已研发的生物安全分子标准样品

近几年,随着我国各部门对检验检疫生物安全的高度重视,以及对分子标准样品研发重要性认识程度的不断提高,辽宁出入境检验检疫局率先在全国研发了一系列的生物安全检验检疫分子标准样品,如:6种转基因产品分子标准样品(转基因玉米BT11品系、NK603品系、MON810品系、T25品系等),已取得了很好的经济效益和社会效益;20种食源微生物的分子标准样品,10种动物检疫性病毒分子标准样品等,均获得了国家标准样品证书,并在日常检验检疫工作中发挥了巨大作用。此外,卫生检疫性媒介生物核酸标准样品,植物检疫性病原体核酸标准样品等正在研制过程中。

5 应用领域和应用前景

生物安全分子标准样品在日常检测、科研制标、新方法新项目验证、实验室质量控制、仪器设备期间核查和校准、人员培训、试剂验证等方面,均发挥着巨大作用。

在生物安全日常检测工作中,往往对不安全因子的检测缺乏和忽视了其标准样品的对照质控。人们很少使用标准样品做对照检测,这使得对生物项目的检测结果准确性缺乏一定的科学评价保障。使用分子标准样品与待测样品以相同条件同时接受测试,才能保证数据的准确、可靠。

在生物安全分子检测领域的科研制标工作中,协同性验证试验是考核课题和标准的科学性、可靠性和真实性等指标的重要依据。为3～5家实验室提供相应的分子标准样品作为盲样进行协同验证试验,将会使科研制标工作更加趋于符合实际和科学化。在开展生物安全检测新项目时,必须先使用分子标准样品对新方法新项目进行验证,在准确度和精密度等指标达到要求的情况下,实验室才可以采用该新方法开展该项目的检测。

在开展生物安全实验室质量控制活动中,可以每年定期地使用分子标准样品进行实验室内的比对试验等等。采用分子标准样品开展形式多样的质量控制活动,将会更有效地保证生物安全检测结果的准确性和可比性。

检测仪器作为实验室检测的重要手段和工具,是影响检测结果准确性最为重要的因素之一。对生物安全实验室某些使用频率特别高、对结果影响大的仪器,须进行期间核查,可以采用分子标准样品进行仪器灵敏度检查、工作曲线线性检查等。此外,生物安全分子标准样品在人员技术培训、考核、试剂质量验收和检测、校准分包评估等其他方面都可以发挥重要的作用。

医用石膏车的研制和使用篇2

1 结构和功能(见图1)

1-车体;2-带有刹车的万向轮;3-钢化玻璃台面;4-可移动的脚手固定架;5-脚手固定架的弧形凹陷;6-车体和钢化玻璃间刻度尺;7-抽屉盛放垃圾桶和贮水桶;8-5个抽屉。

1.1 石膏车的操作平台:

石膏车的操作平台长80 cm,宽45 cm,采用平整光滑的钢化玻璃,带有计量刻度,容易清洁。

1.2

石膏车车体采用冷轧板,整体简洁、大方、美观。

1.3 石膏车的脚手架:

石膏车的可移动脚手架,适合于卧位和坐位的病人,以固定脚或手,便于医务人员的操作。

1.4 石膏车贮藏区:

抽屉五个,其中一个大的抽屉,可以放石膏绷带或高分子石膏绷带,其余四个小的抽屉分别放置棉纸、棉垫、绷带、胶布和剪刀等,可贮存用于五个病人以上的量。

1.5 石膏车的贮水桶和垃圾桶:

石膏车的贮水桶和垃圾桶是拉开式的,在使用前贮水桶放置水,垃圾桶放置垃圾袋,不用时可关闭。

1.6 石膏车的高度:

石膏车的高度经查询国内资料,2006年4月国家体育总局、教育部、卫生部、国家计委等十一个部委联合监测,我国女性平均身高158.3 cm,男性平均身高169.7 cm,而目前临床使用的治疗车高度一般83 cm左右,由于骨伤科医生以男性为主,因此我们对以男性骨科医师为主进行了治疗车使用高度舒适性的调查,得出石膏车的高度88 cm是比较合适。

1.7 石膏车箱体下方四只脚轮:

石膏车箱体下方四只脚轮,安置四只静音万向刹车脚轮,使石膏车放置固定,推拉灵活。

2 使用和优点

2.1 石膏车的操作平台:

石膏车的操作平台长、宽大,平整光滑的钢化玻璃不沾粘石膏,并带有计量刻度,使所做的石膏大小能符合病人的需要且优质完整准确,利于病人的治疗,石膏车台面石膏易擦去也能保持清洁。

2.2 石膏车可移动的脚手架:

石膏车可移动的脚手架,特别适合于门诊坐位的病人。门诊坐位病人四肢上石膏时往往没处放,而我们设计制作的石膏车可移动的脚手架可以放置、固定患者的脚或手,也便于医务人员的操作。

2.3 石膏车抽屉:

石膏车五个,物品放置齐全,固定有序,便于取拿,操作时方便,快捷,可同时贮藏五个病人以上上石膏的用量。

2.4 石膏车贮水桶和垃圾桶:

石膏车拉开式的贮水桶和垃圾桶,操作时方便,不用时保持整个石膏车整洁、美观,没有多余的物品。

2.5 石膏车高度:

结合统计资料及临床经验得出石膏车的高度88 cm是比较合适,使用中临床医师感觉高度合适,没增加医师的腰部和上肢的疲劳。

3 小结

石膏车制作简单,结构合理,功能齐全,操作方便,符合临床要求,深受医护人员的欢迎。医生在给病人上石膏时能按病人的尺寸要求准确的打石膏并用于病人,打石膏一次性到位,减少因反复取拿物品而增加医务人员的工作强度,特别是不沾石膏带有计量刻度的操作平台和固定患者四肢可移动的脚手架,开创了石膏车使用的新理念。本石膏车将广泛的用于手术室、急诊室、骨科、换药室和门诊,填补了目前临床上医疗器械设备的空白,为医疗事业的发展作出了一份贡献。

参考文献

[1]潘.中华现代护理学杂志,2006,3(3):282-283.

[2]陈小莲.护理学杂志,2006,4(21):29-30.

武警医疗设备装载车的研制篇3

在人类的发展历程中, 与大自然的抗争一直持续至今, 现代社会高科技的发展使人类战胜各种自然灾害的能力大大提升, 但是洪涝、火灾、地震、海啸等自然灾害和公共安全事件仍然严重威胁着人类的生存。武警部队国家紧急医疗救援队主要承担国家和武警部队的医疗救援任务, 2012年国家卫计委正式批准其为我国首批国家紧急医学救援卫生应急队伍。在执行多样化军事任务的过程中, 武警部队卫勤分队凭借其快速的反应能力、灵活的机动能力和高效的处置能力, 频频出现在各种复杂的突发事件医疗保障任务当中。提高部队反应能力的重点在于提高其机动能力, 而机动能力的核心要素是装备的便携化、集成化和模块化[1]。武警医疗设备装载车的研制, 改变了以往受命以后装车卸车的繁琐程序, 平时以车代库, 战时快速机动, 大大提高了卫勤分队的伴随保障能力。

1 设计总体要求

课题组对武警部队现有卫勤分队装备调查研究发现, 目前装备物资的投送主要依靠军用卡车运输[2], 而且需要在接到任务后临时调用车辆, 临时装车, 因此影响了卫勤分队的整体机动能力, 不仅效率低、速度慢而且容易出现遗漏物资装备的情况, 卫勤队员到达现场后还需要重新将装备卸车、分类, 再送往各治疗单元[3]。课题组围绕这些问题, 依照“便于装卸、便于机动、便于展开、便于救治”的原则, 以将目前卫勤分队配发的箱组化装备车载化为基本思路, 经过现场调研、反复论证, 研制出了能够遂行多样化任务的医疗设备装载车[4], 其外观如图1所示。

2 医疗设备装载车的研制

2.1 车辆结构和性能

医疗设备装载车选用东风EQ2102军用越野底盘改装, 采用标准的4.5 m大板方厢结构, 由左右承载抽屉 (共计21只) 、后部帐篷网架及后部升降平台构成。整车外形尺寸 (长×宽×高) :7 950 mm×2 460 mm×3 220 mm;内部储物空间尺寸 (长×宽×高) :4 384 mm×2 344 mm×1 884 mm;整备质量≤5 500 kg;载重总质量10 940 kg、轴距5 350 mm、最小转弯直径9.4 m、额定功率118 k W、最大扭矩546 N·m、最高时速90 km/h, 最大爬坡度60%, 传热系数:不大于2.5 W/ (m2·K) 。车辆外形结构如图2所示。

1.工作门;2.EQ2102军用越野底盘;3.液压升降平台;4.电缆盘箱;5.土木工具箱;6.液压站;7.控制箱

该车可在-41~+46℃的环境温度下正常作业, 储存极限温度为-55~+70℃;具备在相对湿度95% (40℃) 条件下的持续工作能力;能在低于风速9.4 m/s (相当于5级风力) 条件下展开、收拢, 在低于风速20.7 m/s (相当于8级风力) 条件下作业;能够抵抗沿海地区或使用中的盐雾腐蚀环境条件的有害影响;在太阳辐射强度1 120 W/m2的条件下, 装备不发生变形以及发黏、龟裂、损坏等情况;可以耐受降雨强度6 mm/min、持续时间1 h的淋雨;能够承载不小于200 mm厚度的舱顶未融松散积雪;能防止各类霉菌、真菌、白蚁和啮齿类动物的有害影响。

2.2 车辆功能

该车在行进中可以运输卫勤分队的所有医疗设备以及展开流动医院时所需的药品耗材。舱体左右两侧采取上下翻板模式, 下翻板装有脚踏板, 便于取放位置较高的仪器设备, 上翻板装有工作行灯, 可以为夜间操作提供光源。车舱后部设置左右对开的工作门, 设置有自动升降载物台, 通过操作载物台实现对舱内网架帐篷和医疗补给箱的取放, 解决了部分重物装卸困难的问题。厢体右前部设置土木工具箱, 内部固定土木工具包以及接地桩;平台左部固定自动升降装置的液压站和控制箱;平台右部固定1根市电电缆、1根油机转接电缆[5]。

医疗设备车内部布置按照左右对称的原则进行合理布置, 采用抽屉和帐篷专用轨道箱的形式装载设备, 所有设备均采用快速棘轮夹带固定, 取用方便, 固定可靠。舱内医疗设备和药品耗材按照上轻下重的顺序进行合理摆放, 抽屉面板粘接编号铭牌以及设备铭牌。厢内放置的设备主要有:急救背囊、诊疗背囊、综合急救箱、采血箱、运血箱、除颤监护仪、输液泵、外科处置箱A/B、手术补给箱A/B、医疗器械箱、医用洗手装置、高频电刀、高压消毒器、B超、心电图机、五官科检查器材箱、便携式担架、野战病床、污物筒、折叠式医疗推车、氧气瓶、动力喷雾器背囊、卫勤耗材箱、工作行灯、发电机、灭火器等;网架帐篷固定于特制的专用轨道箱内[6,7,8,9]。全体左侧、右侧装备布置如图3、图4所示。

1.耗材;2.急救设备;3.外科设备;4.检验设备;5.防疫设备;6.后勤保障设备

1.耗材;2.外科手术设备;3.急救设备;4.检查设备

3 设计创新点

3.1 车辆整体设计

医疗设备装载车的研制是参照了目前军地各种设备运输车后, 结合卫勤分队实际需求设计的。课题组通过实地调研, 深入基层了解一线使用情况, 发现目前装备运输效率低的主要原因是装车前装备需要分类, 物资上车时只能打开尾门从里往外依次堆放, 基本上只能由2~3名队员操作, 卸车后再分类搬运, 即使是流水作业, 整车装备分配完毕也需要30 min以上[10]。本研究设计的医疗设备装载车可以实现3面同时取物, 所有队员同时行动, 按照预先存放位置直接在固定抽屉卸下本组所需仪器, 卸车分类作业可在10 min内全部完成, 大大优化了野战医院展收流程。

3.2 滑轨抽屉及下翻踏板设计

该车内部储物空间主要由抽屉组成, 每个抽屉都贴有标签, 这种设计可以使车内的设备整齐有序的排列, 取用方便而且相互之间不会出现磕碰, 抽屉底部采用高密度海绵按照所放置的设备大小制作模型, 减少了运输途中对设备的冲击, 抽屉两侧安装有锁扣, 利用快速棘轮夹固定带将设备与抽屉固定[11], 使设备与抽屉形成一个整体。设备的存放遵循上轻下重的原则, 重而大的设备存放于下部抽屉, 轻而小的设备存放于上部抽屉。为解决上部抽屉取放困难的问题, 我们主要采取了2种方式: (1) 在舱体两侧的下翻板门内设计了脚踏板, 脚踏板与门同宽, 在车体两侧形成2个小平台, 可以多人同时站在踏板上操作, 对比以往利用梯子取放物品而言, 操作简便, 实用性更强; (2) 舱体上部抽屉采用向下倾斜的设计方式, 抽屉拉出后可以向下倾斜30°角, 这样在取放抽屉中的设备时, 只需松开棘轮夹固定带, 借助设备自身向下滑动的力量便能很轻松将设备卸下。

3.3 网架帐篷专用轨道及升降平台设计

车辆后部空间用于存放网架式医疗帐篷, 网架帐篷具有体积大、质量大 (300 kg) 的特点, 而且车辆载物平台距离地面约有1 300 mm的高度, 不便于上下车。课题组利用滚动滑轨和液压升降台的方式解决了这一问题, 首先, 为网架帐篷设计一个专用箱, 长×宽×高为1 500 mm×1 000 mm×1 100 mm, 箱子底部安装滚动滑轨以便其顺利滑出车舱, 车尾安装液压自动升降台, 台面按照帐篷箱宽度设置滚轮, 当帐篷箱滑至升降平台时, 将平台降于地面, 即可轻松抬走帐篷。该装卸流程实现了半自动化, 整个过程只需2名工作人员即可完成, 降至地面后由8名工作人员抬走, 整个过程用时约3 min, 轻便快速。

4 应用及其效果

武警部队卫勤分队车载式野战医院在执行任务的过程中, 不仅要保证灵活的反应速度, 更重要的是到达任务地点后及时完整地开展救治工作, 在以往的任务当中曾经出现过由于灾区道路断裂导致运输车队被迫分流, 致使卫勤分队到达灾区后因缺少部分装备而无法开展工作的情况。本研究充分考虑到这一情况, 在设计运输装备时考虑了野战医院的功能完整性, 将医疗帐篷、医疗设备、药品耗材以及发电机和工作行灯等全部集成在一辆车上, 即使只有医疗设备车单独到达灾区, 救援人员也可以利用车内装载的物质搭建一所简易的医疗救护所开展工作, 在实际应用中得到了官兵的一致好评。

5 结语

医疗设备装载车就是一座可以移动的设备库房, 平时以车代库, 装备直接存放于车内, 由库管员定期维护保养, 战时直接拉动, 反应迅速, 既省去了受领任务后整理装备的时间, 又不会出现装备遗漏的情况, 为紧急情况下完成快速到位、精准投放的伴随保障任务提供了有力的支撑。

摘要：目的:研制一种武警部队遂行多样化卫勤任务时专用的医疗设备装载车, 实现集成度高、机动性强、装载设备齐全、操作方便等功能。方法:选用东风EQ2102军用越野底盘, 大板方厢结构。采用抽拉式设备框架, 车辆尾部配备升降装置, 便于大型装备的取放。结果:医疗设备装载车集成了武警卫勤分队的全部医疗设备、器材、病床、防疫设备医疗背囊、药品耗材、网架式卫生帐篷等, 所有装备按照功能、体积、质量分类存放, 有效解决了目前机动性差、装备耗材不集中的问题。结论:医疗设备装载车的研制成功, 缩短了遂行多样化军事任务时的卫勤准备时间, 提高了卫勤分队的快速反应能力和现场救治质量, 具有很高的军事价值。

关键词：医疗设备,装载车,救援

参考文献

[1]张璐璐.非战争军事行动卫勤保障预案[M].北京:人民军医出版社, 2009.

[2]呼文亮.救援管理学[M].天津:天津科学技术出版社, 2009.

[3]李金年, 张颖.灾害医疗救援中应急车辆的装备[J].医疗卫生装备, 2011, 32 (2) :75-77.

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[6]王玲, 李明凤, 王晓红.灾害救援物资的配置与管理[J].中华急诊医学杂志, 2008, 17 (9) :914-916.

[7]邵继风, 孙冰, 张恩科.应急医疗装备配置的特点与对策[J].中国医学装备, 2011, 8 (10) :51-52.

[8]张志强, 李忠, 杨轶.灾害医疗救援队医疗装备配置方案的研究[J].中国医学装备, 2012, 9 (5) :19-21.

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[10]唐钧, 刘瞳.车载应急后勤装备技术亟待发展完善[J].中国减灾, 2013, 14 (3) :54-56.

堤顶防护墩自动清洗车的研制篇4

(1) 项目研制背景

惠金河段自2006年开始黄河堤防工程标准段建设, 2007年全线形成了堤防工程标准段, 堤顶防护墩设置全部到位。在日常的养护管理工作中, 随处可见堤顶防护墩上厚厚的尘土和泥点子, 红白漆线都被遮住, 在顺直的柏油路面两侧显得很不协调, 很大程度上影响了工程管理形象。堤防养护人员不得不采用抹布, 提着水桶一个一个进行清洗, 耗费大量的人力物力。为解决上述问题, “堤顶防护墩自动清洗车”应运而生。

(2) 项目研制的必要性和可行性

自动清洗车主要用于堤顶防护墩的清洗工作。堤顶防护墩设置在堤顶路缘石外侧, 尺寸为0.20m×0.20m×0.25m, 用红白条反光漆涂饰。人工清洗防护墩是低效的, 并伴有大量悬浮颗粒物产生, 对养护工人本身的健康危害极大。因此, 防护墩自动清洗车的创新运行势在必行, 此车能自动清洗防护墩, 并有效减少悬浮颗粒物的产生, 保持路面清洁, 进而保护大堤的环境。

1 项目工作原理

自动清洗车采用普遍应用于工程维修养护的机动三轮车为主体进行改造, 主要包括三个部分:液压操作系统;、动力传动系统、自动清洗系统。以液压操作系统带动自动清洗装置到固定位置, 开启动力传递系统, 启动自动清洗装置, 完成防护墩的自动清洗。具体工作原理如下:维修养护人员操纵安装在机动三轮车上的操作杆, 带动活动支架, 使自动清洗装置移动到防护墩位置;通过发电机带动电动机, 使清洗装置运转工作, 同时高压喷水设备同时喷水, 完成防护墩的自动清洗;操纵操作杆, 抬起自动清洗装置回到固定位置, 开动机动三轮车到下一防护墩进行清洗工作。以下对各个系统详细进行阐述与分析。

1.1 液压操作系统

防护墩自动清洗车的液压操作系统利用了机动三轮车原有的液压系统。在原来的液压油路上加装双向分配阀, 液压缸, 连接活动支架, 使该车既能作为普通机动三轮车进行运输自卸, 又能作为自动清洗车进行防护墩清洗作业。具体作业情况如下:在机动三轮车进行清洗工作的时候, 关闭通往升降支撑的液压油路, 保证液压控制系统带动活动支架至固定位置进行清洗操作;在该车不进行清洗工作时, 卸除水箱, 通过关闭通往清洗支撑的液压油路, 实现机动三轮车的运输自卸功能。在关闭通往升降支撑的液压油路时, 自动清洗的液压油路同时开启, 通过操纵操作杆, 使液压操作系统工作, 从而带动活动支架, 使自动清洗装置落下并使防护罩套住防护墩进行清洗作业, 作业完成后, 液压系统带动活动支架, 使自动清洗装置升起。即可移动清洗车到下一位置进行作业。

1.2 动力传动系统

防护墩自动清洗车的动力传动系统包括发电机、变频减速器、电源总开关、电动机、轴承、主动轮、被动轮等。发电机带动电动机, 带动动力输出轴, 动力输出轴又带动主动轮和被动轮, 使清洗装置里的毛刷按着设计转速转动, 完成防护墩的清洗。

该车动力传动系统采用了采用了YL8024双值电容异步电动机, 转速1400r/min, 并通过电源总开关控制进行正倒双向清洗。清洗毛刷高速运转, 清洗效果理想。

1.3 自动清洗系统

自动清洗系统主要包括水箱、高压管道泵、喷水设备、清洗装置、防护围网及顶面固定平台。根据车厢体积及清洗工作量确定水箱容积为1.4m3。水箱里的水经由高压管道泵加压后, 通过高压水管、以及设置在防护围网上的喷头进行高压喷洗。根据防护墩形状和尺寸, 设4个立式毛刷, 安装在被动轮下。毛刷高度为300mm, 长度为250mm。

顶面固定平台上布置减速发电机, 内部通过动力输出轴, 连接主动轮、被动轮。顶面固定平台及防护围网作为动力传动系统和自动清洗装置的安装载体, 同时固定了清洗作业的范围, 使高速运转的清洗刷所带出的污水, 顺防护围网内壁流出, 最后流入排水沟, 保持了周边环境的清洁。

在动力系统的带动下, 清洗毛刷及高压水流高速运转, 通过试验, 其毛刷转动速度、水流压力及流量完全能够满足清洗泥污、灰尘等需要, 清洗效率可达98%, 清洗速度为120个/h, 远远高于人工清洗。

2 项目主要创新点

该“堤顶防护墩自动清洗车”的研究做到了理论联系实际, 以应用为目的, 紧密结合当前黄河大堤维修养护的工作内容, 开展技术研究与应用, 选题恰当, 目标明确, 资料详实。其主要创新点如下:

2.1 独有的自动化清洗装置的研发, 首次实现了堤顶防护墩清洗的自动化作业。

通过在机动三轮车上加装自主研发的自动清洗装置, 首次实现了堤顶防护墩清洗的自动化作业。

2.2 独特合理的自动清洗装置, 保证了堤顶防护墩的清洗质量。

该自动清洗装置采用了电动机带动主动轮、被动轮, 从而驱动四个立式毛刷进行清洗作业, 其尺寸设计保证了防护墩顶面及四个立面均能清洗到位。并在防护围网上设置高压喷头, 通过高压喷洗保证清洗效果。独特的设计, 结合了工作面实际, 并通过试验, 调配出了最适宜的动力和运转速度, 保证了堤顶防护墩的清洗质量。

2.3 防护围网及顶面固定平台的设置, 固定了作业范围, 保持了周边环境清洁。

作为动力传动系统和自动清洗装置的安装载体, 防护围网及顶面固定平台同时具有保护功能, 并固定了清洗作业的范围, 保持了周边环境的清洁。

2.4 通过标志杆和反光镜的有机配合, 保障了清洗装置的有效定位, 提高了清洗效果。

司机在驾驶室内通过标志杆进行粗略定位, 在接近待洗目标后, 再通过反光镜进行准确定位。

2.5 通过在机动三轮车原有液压系统上加装分配阀, 实现了三轮车自卸功能和清洗装置升降功能的转换。

利用液压分配阀的调整, 来控制液压油流向, 从而实现三轮车自卸功能和清洗装置升降功能的转换。

2.6

清洗装置为模块式组装, 拆卸、安装便捷, 易于维修, 便于推广应用。

3 项目效益分析

3.1 经济效益分析

在使用传统的人工方式清洗防护墩时, 每人每天一般清洗96个防护墩, 而该清洗车每30秒就可清洗一个防护墩, 每天即可清洗防护墩960个, 10倍于人工效率。

3.2 社会效益分析