多功能清潔裝置設(shè)計說明

多功能清潔裝置設(shè)計說明設(shè)計者：喬海祥 劉源遠(yuǎn) 何友光 孫敏靖 孔秋 何欣 張宇舟 譚文鳳 李杏 劉日強(qiáng) 凌丹指導(dǎo)老師：郭克希 李榮軍（長沙理工大學(xué) 長沙 410076）作品內(nèi)容簡介“多功能清潔裝置”作品設(shè)計的目的是應(yīng)用于地面液體物質(zhì)的回收與處理和環(huán)衛(wèi)清潔工作。應(yīng)用于地面衛(wèi)生清潔工作，它是一種自動先掃后拖的掃拖一體化的裝置，由拖地機(jī)構(gòu)和清掃機(jī)構(gòu)兩部分組成，兩部分可以同步工作實(shí)現(xiàn)掃拖一體化，也可以單獨(dú)分離使用，滿足各種不同場地的使用?！岸喙δ芮鍧嵮b置”不同于現(xiàn)在市場上銷售的各類吸塵器產(chǎn)品，它是以清潔地面衛(wèi)生耗能較低，用水較少，效率較高，清潔效果較佳的要求來設(shè)計，以機(jī)械原理和控制原理來取代最原始的手工掃、擦勞動，可以實(shí)現(xiàn)輕松、高效清潔地面衛(wèi)生的目的。彌補(bǔ)了吸塵器產(chǎn)品耗能大，效率低，對粘性固、液垃圾無法清理的不足。“多功能清潔裝置”符合節(jié)能節(jié)水、實(shí)用環(huán)保等要求。它還可以根據(jù)不同需求制造出不同規(guī)格大小的產(chǎn)品，以滿足不同場合的需要，適當(dāng)改進(jìn)后可以推廣應(yīng)用到其它生產(chǎn)生活領(lǐng)域，有著廣闊的開發(fā)前景和市場應(yīng)用前景。已申請專利號：200820158899.X。1設(shè)計的背景及意義1.1背景傳統(tǒng)的清潔地面衛(wèi)生是一項(xiàng)比較繁重的勞動，特別是在一些大的公共場所，需要耗費(fèi)較多的人力和時間。比如說，一個拖地工人要花費(fèi)很長一段時間來拖干凈一個火車站候車大廳，中途還要不停的去清洗臟拖把并換水，要消耗掉很多寶貴的水資源。而目前正在研究和開發(fā)的一些智能吸塵器，由于瞄準(zhǔn)的都是高端家用市場，其制造成本和使用成本太高，難以推廣應(yīng)用。面對這些問題，我們設(shè)計一種新型的“多功能清潔裝置”產(chǎn)品 。設(shè)計主要目標(biāo)是符合節(jié)能、節(jié)水、實(shí)用、環(huán)保等要求，而且結(jié)構(gòu)簡潔，價廉物美。1.2意義隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，自動控制技術(shù)在環(huán)衛(wèi)清潔方面也越來越受到重視。但很多自動裝置和設(shè)備不但需要較大的投入，而且維護(hù)、保養(yǎng)等方面的消耗也比較大，使用場所有也非常有限；此外，這些自動設(shè)備往往對操作者的素質(zhì)要求也比較高，因此，在我國往往得不到普遍的推廣和應(yīng)用。目前，一些科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家正在研究和開發(fā)的一些“自動吸塵器”，它們的工作需要消耗較多的電能，清潔強(qiáng)度不高，而且它們的設(shè)計目標(biāo)也主要是用于室內(nèi)、家用場合，難以滿足實(shí)際需求。迄今為止，還沒有制造出一種真正環(huán)保節(jié)能節(jié)水滿足實(shí)際應(yīng)用的清潔地面衛(wèi)生的產(chǎn)品，因此，我們的設(shè)計具有較好的市場前景和現(xiàn)實(shí)意義。2設(shè)計原理（主要以環(huán)衛(wèi)裝置介紹）本裝置由拖地機(jī)構(gòu)和清掃機(jī)構(gòu)組成，兩機(jī)構(gòu)可組合使用，也可獨(dú)立使用。2.1拖地機(jī)構(gòu)電機(jī)或人推車，車輪轉(zhuǎn)動帶動吸水傳送帶（也稱帶毛傳送帶）轉(zhuǎn)動，壓力板向下壓，使吸水傳送帶與地面接觸清擦地面。擦過地的吸水傳送帶首先傳送到污水池進(jìn)行第一次刷洗，再傳到清水池，進(jìn)行第二次清洗，最后經(jīng)濕度控制壓桿傳出循環(huán)清擦地面。工作中，水泵將清水池的水抽到污水池上方?jīng)_洗剛出污水池的傳送帶，污水池的水可以過濾到清水池反復(fù)使用，可減少污水的排放。備用水池自動補(bǔ)充在拖地過程中水的損耗，拖地機(jī)構(gòu)原理見圖1。 圖1 拖地機(jī)構(gòu)原理（未工作狀態(tài)、工作狀態(tài)）拖地機(jī)構(gòu)外觀結(jié)構(gòu)見圖2。圖2 拖地機(jī)構(gòu)外觀結(jié)構(gòu)2.2清掃機(jī)構(gòu)滾刷和夾帶逆時針轉(zhuǎn)動，滾刷將固體垃圾物掃到傳送帶上，再通過傳送帶和夾帶一起將垃圾夾送到高處的垃圾箱中，清掃機(jī)構(gòu)原理見圖3。圖3 清掃機(jī)構(gòu)原理清掃機(jī)構(gòu)外觀結(jié)構(gòu)見圖4。圖4 清掃機(jī)構(gòu)外觀結(jié)構(gòu)組合剖視圖見圖5。圖5 組合剖視3設(shè)計過程及性能分析3.1可調(diào)壓力板可調(diào)壓力板主要是利用彈簧的自動調(diào)節(jié)能力和拉線的無級控制，使拖布接觸地面 ，并產(chǎn)生一定壓力，使清擦地面的效果更佳。工作時，拉線拉緊，壓力板整體下移，調(diào)節(jié)彈簧壓緊到最大，壓滾將拖布壓至接觸地面，使拖布與地面產(chǎn)生適宜彈力，若地板不平，水平調(diào)節(jié)彈簧將發(fā)揮作用，使拖布以適宜角度 圖6 可調(diào)壓力板結(jié)構(gòu)接觸地面，達(dá)到最佳拖地效果。 未工作時，拉線放松，壓力調(diào)節(jié)彈簧自動調(diào)整，使壓力板整體上移，壓滾、拖布與地面分離，小車運(yùn)動也不影響已拖過地面，結(jié)構(gòu)見圖6。3.2導(dǎo)向軸導(dǎo)向軸的設(shè)計采用表面正螺紋結(jié)構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)測定，飽和濕度的傳送帶通過正螺紋的導(dǎo)向軸時，濕度可以保留到飽和度的78，通過光面導(dǎo)向軸，濕度達(dá)不到飽和度的15；傳送帶在工作時吸水量一般是濕度飽和度的65左右。所以導(dǎo)向軸表面正螺紋結(jié)構(gòu)增加了機(jī)構(gòu)對地面污水的吸收功能，導(dǎo)向軸部分結(jié)構(gòu)見圖7。 圖7 導(dǎo)向軸結(jié)構(gòu)3.3水箱設(shè)計水箱設(shè)計采用循環(huán)過濾裝置，分隔為清水池和污水池，對擦過地的傳送帶進(jìn)行兩次刷洗，導(dǎo)出時再沖洗一次，保證清洗效果，也很好地節(jié)約拖地用水。水箱外觀圖見圖8。 圖8 水箱結(jié)構(gòu)3.4性能分析1） 功能特點(diǎn)“多功能清潔裝置”設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，功能較強(qiáng)， 具有清潔（固體垃圾、灰塵、污液）一體化功能，彌補(bǔ)了吸器對粘性固、液垃圾無法清除的不足。使用方便，拖、掃機(jī)構(gòu)可單獨(dú)使用，在無電動力情況下，人推著也能工作，實(shí)物外照片見圖9。2） 工作效率工作時，有效清掃寬度為0.5m，有效擦地寬度 圖9 實(shí)物照片為0.4m；在正常的工作速度下，每小時清潔地面面積為800。工作效率是吸塵器的3倍,人工清掃的7倍，提高了環(huán)衛(wèi)工人的工作效率。3） 節(jié)能環(huán)保分析采用36V直流電機(jī)為動力源，蓄電池提供電能，輸入功率為250W，變頻調(diào)速控制，操作安全。電機(jī)的動力是用于機(jī)械的傳動，機(jī)械的傳動主是軸的轉(zhuǎn)動，阻力小，耗能較少，在完成相同工作量的前提下，比吸塵器節(jié)約電能65%左右。采用水循環(huán)過濾裝置，大大節(jié)約擦地用水。在一般情況下，換一次水可以連續(xù)使用一個小時左右，比傳統(tǒng)的擦地要節(jié)約90%以上的用水。4主要創(chuàng)新點(diǎn)1）利用正螺紋導(dǎo)向軸結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了裝置吸水功能；可調(diào)壓力板采用拉線控制上下行程，易于實(shí)現(xiàn)對傳送帶工作狀態(tài)控制和對地壓力調(diào)節(jié)。2）本裝置應(yīng)用于環(huán)衛(wèi)，將垃圾清掃與運(yùn)輸集成于一體，具有固體垃圾掃、運(yùn)連續(xù)進(jìn)行功能，實(shí)現(xiàn)了對固體垃圾、灰塵、污液同時清潔功能，彌補(bǔ)了其它清潔機(jī)器不能一步完成清潔工作的不足。3）采用水泵和過濾機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用，節(jié)約了清潔衛(wèi)生用水。5應(yīng)用前景1）“多功能清潔裝置”可以應(yīng)用于特殊場地的液體回收與處理裝置，也可以應(yīng)用于地面衛(wèi)生的清潔工作。使用方便，節(jié)能節(jié)水，且批量生產(chǎn)成本低廉，有著廣闊的市場應(yīng)用前景。 2）“多功能清潔裝置”的設(shè)計理念貼近生活，適當(dāng)改進(jìn)可以推廣應(yīng)用到其它生產(chǎn)生活領(lǐng)域，如特殊場地地面清潔消毒、地板的打蠟等，有較強(qiáng)的應(yīng)用開發(fā)前景。參考文獻(xiàn)1 孫恒，陳作摸機(jī)械原理M第六版，北京：高等教育出版社20052 濮良貴，紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計M第七版，北京：高等教育出