創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：家用擦窗器的創(chuàng)新指導(dǎo)教師：摘要隨現(xiàn)代的居家用擦窗器往往不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跨過(guò)窗欄的功能，這樣在擦拭過(guò)程 中就很不連貫，往往很費(fèi)勁。而一般的專用擦窗機(jī)器人雖然實(shí)現(xiàn)了這種功能， 但 是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格不適宜于家居生活。我們?cè)O(shè)計(jì)出的擦窗器就是在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的指 導(dǎo)思想下對(duì)擦洗頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)， 然后整合市場(chǎng)上擦窗器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能， 針 對(duì)日常生活改進(jìn)出家用擦窗器。在大多數(shù)樓房的結(jié)構(gòu)中都有玻璃窗戶， 一般來(lái)說(shuō)擦窗有兩種情況，對(duì)于高樓 大廈擦洗高空中的玻璃，現(xiàn)在都有專門(mén)的機(jī)器， 它的側(cè)重點(diǎn)不同，由于允許體積 和價(jià)格比普通的擦窗器高，所以它的特點(diǎn)是在自動(dòng)化和其他方面， 比如新加坡一 家大學(xué)開(kāi)

2、發(fā)出的高空擦窗器就是利用水蒸氣。這種擦窗器利用水蒸氣沖洗污垢 后，不但清潔效果好，而且可以殺菌，水也可以循環(huán)利用。另外一種情況就是居 家用的擦窗器，在居家生活中窗玻璃的清潔始終是個(gè)讓人頭疼的問(wèn)題，其一是對(duì)于有窗欄的窗戶需要一次一次逐個(gè)擦洗，現(xiàn)在的擦洗如果不是高空作業(yè)往往都不 是用的機(jī)器人，特別是針對(duì)家居生活來(lái)說(shuō)，擦一次玻璃而買一臺(tái)專用的機(jī)器不太 合算，不僅價(jià)格高，并且機(jī)器所具有的優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)不出來(lái)。 但是如果用現(xiàn)在市場(chǎng) 上的擦窗器的話這樣效率也不太高，特別是在窗欄比較多時(shí)工作往往比較容易 累。記得自己上初中時(shí)有一回在家里幫媽媽打掃衛(wèi)生，我就是擦玻璃，這樣一塊一塊的擦非常累，所以我設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)新

3、穎簡(jiǎn)單的擦洗頭， 它可以自動(dòng)越過(guò)窗 欄或其他障礙物，這樣就能實(shí)現(xiàn)一次性擦到底，把效率提上去，人也輕松。并且 最重要的是它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，完全可以投入生產(chǎn)，在現(xiàn)在的國(guó)市場(chǎng)上所有的擦窗器 都沒(méi)有這個(gè)功能，所以它的應(yīng)用前景很大。其二在于站在室擦拭室外的一面相當(dāng) 麻煩，特別是當(dāng)沒(méi)有陽(yáng)臺(tái)的時(shí)候，距離一遠(yuǎn)就夠不著，又不能清理到死角，所以 不得不請(qǐng)專門(mén)的清潔人員，曾經(jīng)就看見(jiàn)學(xué)校西區(qū)教學(xué)樓窗戶外層擦洗時(shí)是把人用 繩子栓著站在外面的窗臺(tái)上擦玻璃， 這樣就不太安全也浪費(fèi)人力。如果能夠設(shè)計(jì) 出一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就可以讓人站在室對(duì)室外輕松的擦洗那無(wú)疑會(huì)帶來(lái)很多方便。所以一個(gè)既能解決上述問(wèn)題又高效簡(jiǎn)易的擦窗器將會(huì)受到很多人的歡

4、迎， 那將是 很大的一個(gè)市場(chǎng)。其三，現(xiàn)在大樓里的樓梯的護(hù)欄很多， 大部分的形狀是圓柱狀 的，一般是人工拿著抹布來(lái)回不停的擦洗， 這樣往往很累，擦洗頭很難一次性擦 干凈，我們就想設(shè)計(jì)出的擦窗器也能很好的利用到擦洗圓柱形物體中， 這樣就節(jié) 省了大量時(shí)間，提高了效率。目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document .創(chuàng)新的題目與名稱 4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document .創(chuàng)新的目的和意義 4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document .創(chuàng)新問(wèn)題

5、的現(xiàn)狀分析 4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document .創(chuàng)新方案 6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document .擦洗頭芯 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document .擦拭頭外層 8 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document .頸部設(shè)計(jì) 10 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document .裝拆結(jié)構(gòu) 11 HYPERLINK l bookmark20 o Current Docume

6、nt .伸縮機(jī)構(gòu) 11 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document .彎曲結(jié)構(gòu) 12 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document .設(shè)計(jì)大致參數(shù) 13 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document .參考文獻(xiàn) 16.創(chuàng)新的題目與名稱：家用擦窗器的創(chuàng)新.創(chuàng)新的目的和意義：我們?cè)O(shè)計(jì)的這款多功能擦玻璃器就是針對(duì)這些問(wèn)題， 站在室可以輕松自如清潔玻璃的外表面，特別是遇到兩塊玻璃間的窗棱還可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向和縱向翻越，在擦洗平面的時(shí)候機(jī)器能夠自鎖； 考慮到各個(gè)角度的插洗，擦洗頭可以再旋轉(zhuǎn)，

7、總共有五個(gè)方向，這樣能夠把各個(gè)角度都擦洗到；考慮到距離的問(wèn)題，還設(shè)計(jì)了伸縮結(jié)構(gòu)；并且各個(gè)部件之間是組裝而成便于拆裝。.創(chuàng)新問(wèn)題的現(xiàn)狀分析：現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)存在多種擦拭窗戶或者地板的設(shè)備。它們大多小異，包括一 個(gè)海綿擦拭頭和擰水裝置，比較有代表性的是明朗牌的“巧合”擦窗王（如圖1） 和折合桿2合1多功能擦窗器等等。他們的結(jié)構(gòu)也實(shí)現(xiàn)了伸縮和折合功能， 而且 還有掛擦裝置，雖然可以達(dá)到刮除水漬的效果，可是也帶來(lái)了擦窗時(shí)會(huì)有死角的 問(wèn)題，所以我設(shè)計(jì)了這種十字型的擦頭，也可以保證在擦拭的過(guò)程中有兩個(gè)布?jí)K 一前一后在擦拭，后面的布?jí)K就可以起到第二次擦拭和吸收水漬的作用。另外不足之處還在于對(duì)有窗欄時(shí)便不能一次

8、性的從頭到尾擦拭，擦拭不連貫；還有他們大都對(duì)于圓柱形的東西難以擦拭， 比如欄桿等。所以在現(xiàn)有的基礎(chǔ) 上對(duì)擦洗頭的改進(jìn)是個(gè)創(chuàng)新之舉，在市場(chǎng)上也很有潛力。對(duì)于功能的改進(jìn)之處， 由于芯的直徑小，我設(shè)計(jì)出的擦洗頭的布?jí)K的直徑相對(duì)來(lái)說(shuō)是大的， 在市場(chǎng)上有 自動(dòng)濟(jì)水的機(jī)構(gòu)，所以還可以在頭部加上方便在桿上可以擠水的裝置，增加工作效率。圖1明朗牌的“巧合”擦窗王市面上另外一種較常見(jiàn)的是雙面磁鐵擦窗器（如圖 2）,其包括支桿，擦窗 器和外擦窗器，支桿支撐連接在擦窗器上，所述擦窗器和外擦窗器可以磁性相吸 地夾住窗玻璃從而貼附于窗玻璃的外表面。 可以在室操作，另一半靠磁性在另一 側(cè)同時(shí)工作，不過(guò)這種擦窗器是采用的另

9、一種原理，與本品沒(méi)有可比性。.創(chuàng)新方案：下面是主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：.擦洗頭芯十字剛體滾動(dòng)芯：它的形狀如同滾動(dòng)的齒輪，不同的是它僅采用四個(gè)齒，這是設(shè)計(jì)的核心，可以讓擦拭頭遇到障礙輕松滾過(guò)， 并且來(lái)回運(yùn)動(dòng)后可以把所有的死角，包括窗欄擦干凈，使擦拭過(guò)程一氣呵成。一般結(jié)構(gòu)直徑比較小，大概為50mm其中間是一個(gè)圓筒形的空心裝置，桿架會(huì)在空心圓筒兩端有與之配合的圓筒，用來(lái)固定擦洗頭和桿架。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候在空心圓筒外端面向里一段距離有東西擋住連接圓筒，功能類似軸肩。這樣固定和拆卸都沒(méi)有問(wèn)題。為了在擦洗過(guò)程中當(dāng)擦洗平面時(shí)避免機(jī)器翻轉(zhuǎn)，在空心圓筒壁應(yīng)有均勻分布的四個(gè)凹槽，與之配合的圓筒對(duì)應(yīng)有四個(gè)突起，兩者之間的配

10、合不用緊密，保證在沒(méi)有遇到窗欄時(shí)不會(huì)翻轉(zhuǎn)，相當(dāng)于一個(gè)自鎖機(jī)構(gòu)。由于兩種情況下受力差別比 較大所以這是可以實(shí)現(xiàn)的。右圖為芯的簡(jiǎn)圖表示芯與布?jí)K的配合原理布?jí)K十字性芯空心圓筒由于為了設(shè)計(jì)的更省力，擦窗器在帶水后重量會(huì)加大，所以我覺(jué)得十字性芯的材料應(yīng)采用重量輕的塑料，由于布?jí)K之間會(huì)相互擠壓，而擦洗時(shí)力不會(huì)太大， 所以對(duì)芯的強(qiáng)度要求不高，用塑料就可以了。.擦拭頭外層在剛體嵌進(jìn)四塊厚布?jí)K，材料是密度比較高的海綿，這樣韌性保持了，并且避免了吸水過(guò)多。布?jí)K之間形成圓弧形過(guò)渡， 保證運(yùn)動(dòng)的柔韌性，并且由于布?jí)K 有很好的變形性能，所以在擦拭平面的過(guò)程中當(dāng)有徑向分力作用的時(shí)候角會(huì)增 加，同時(shí)由于有自鎖機(jī)構(gòu)，這樣就保

11、證了擦拭頭在沒(méi)碰到窗欄時(shí)不會(huì)翻轉(zhuǎn)。下圖為擦拭頭的立體圖布?jí)K可以有很多種形狀，上圖是一種，我在設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)由于機(jī)器是方便拆裝 的，所以為了擦洗別的東西，也為了機(jī)器具有一定的通用性就另外設(shè)計(jì)了一種形狀，也可以滿足要求。實(shí)際上由于布?jí)K可以拆卸下來(lái)所以形狀的多變對(duì)設(shè)計(jì)沒(méi)有什么影響，他們的原理是一樣的,比如我們實(shí)際的形狀對(duì)圓柱形物體的擦洗就很方便，上圖對(duì)跨越障礙更方便。另一種實(shí)際形狀如下圖:擦洗平面的時(shí)候擦洗頭的布?jí)K會(huì)向下展開(kāi)，方便擦洗平面，而起本身的形狀 又適合擦洗圓柱形。如果在擦洗平面的時(shí)候偶爾會(huì)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，可能是因?yàn)閷?shí)物的圓弧結(jié)構(gòu)半徑太 大，這樣對(duì)鄰近的布?jí)K會(huì)有影響；還有就是弧度應(yīng)該大點(diǎn)。.頸部設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)

12、動(dòng)頸部：擦拭頭可以在擦拭平面旋轉(zhuǎn)，總共形成五個(gè)方向，讓水平和垂直擦拭都一樣簡(jiǎn)單，并且可以用多種握姿擦拭。這樣擦洗的時(shí)候力氣都用在了地方, 這也是更人性化的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)動(dòng)頸部的原理和裝拆結(jié)構(gòu)類似，是突起和凹槽的配合，.裝拆結(jié)構(gòu)裝拆結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，突起物與筒在一起，突起物有彈簧連接可以上下移動(dòng)，外筒有一凹槽剛好和突起物配合。當(dāng)按下按鈕時(shí)，由于彈簧的伸縮性能，這樣外筒和筒就相互分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了分離。.伸縮機(jī)構(gòu)擦洗的時(shí)候有時(shí)是近的地方，有時(shí)是擦洗比較遠(yuǎn)的地方，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了伸 縮機(jī)構(gòu)伸縮管的放松與固定采用錐形螺紋， 外套一個(gè)有螺紋的帶開(kāi)口的塑料套色），塑料套與外管可以配合在一起，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，塑料套會(huì)越來(lái)越緊，產(chǎn)生足

13、夠 的摩擦力阻止外管滑動(dòng)。（黑.彎曲結(jié)構(gòu)如上圖，為了方便的擦洗窗戶外面，桿身可以兩次彎曲。各個(gè)關(guān)節(jié)之間的連 接是過(guò)盈的，這樣摩擦力就比較大，在關(guān)節(jié)處加一個(gè)可以移動(dòng)的卡片這樣就保證了彎曲后的緊固性。在現(xiàn)代的有些擦窗器的設(shè)計(jì)中，為了擦洗外面窗戶，有一種拉繩式雙面擦窗裝置，她主要是兩組洗鋼絲繞過(guò)兩組定滑輪來(lái)控制外面兩根掛擦桿聯(lián)動(dòng)。雖然他也能實(shí)現(xiàn)，但是他要求在窗戶上安裝固定的裝置， 這樣靈活性不 高。.設(shè)計(jì)大致參數(shù)1、桿的長(zhǎng)度（縮短伸長(zhǎng)）：700*1050 mm；2、擦洗頭長(zhǎng)度：長(zhǎng) 270 mm ;直徑150 mm ;這種擦窗器實(shí)現(xiàn)了擦拭窗體的快速便捷，可以把擦拭器直接放置在窗戶上，一擦到底，克服了窗檔等阻礙。同時(shí)頸部的旋轉(zhuǎn)可以讓水平方向也一樣能實(shí)現(xiàn)。并且適合曲面的擦洗，也可以應(yīng)用于欄桿的擦洗。桿身便于裝拆，調(diào)換擦頭方便。下圖就是預(yù)期的效果圖五.參考文獻(xiàn)J，工業(yè)1懷德，柴奇勇；液體容積式流量計(jì)的誤差特性及