林偉芬+顏軍+胡凌雪

摘 要：現(xiàn)有的公共場所直飲水機(jī)大部分造型落后，低端陳舊，僅具有簡單的供水功能，沒有足夠的飲水用具，不足以滿足公共場所飲水需求。此次設(shè)計(jì)的直飲水機(jī)，不僅造型簡單大方，且功能豐富，具有紙杯存儲(chǔ)裝置、自動(dòng)落杯裝置及自動(dòng)旋轉(zhuǎn)托盤等機(jī)構(gòu)，滿足了公共場所大量人群集中飲水的需求，同時(shí)提升了使用便利性和安全性。

關(guān)鍵詞：直飲水機(jī)；紙杯存儲(chǔ)；自動(dòng)落杯；旋轉(zhuǎn)托盤

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）31-0114-02

引言

現(xiàn)如今，公共場所的直飲水機(jī)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，在公園、廣場、會(huì)館等地方起到了重要作用，有效解決了出門在外的人們經(jīng)常遇到的口渴問題，同時(shí)也減少了瓶裝水的使用，有利于環(huán)境的保護(hù)。但現(xiàn)在大多直飲水機(jī)僅僅滿足了人們飲水的基本需求，缺少一些必要的一次性紙杯存儲(chǔ)裝置，或者紙杯存儲(chǔ)較少，因此如果在沒有攜帶水杯的情況下，人們大多只能通過直接用嘴接觸出水口的方式來喝水，會(huì)導(dǎo)致水資源浪費(fèi)和公共衛(wèi)生問題的出現(xiàn)。

針對以上問題，此次對公共場所的直飲水機(jī)進(jìn)行了外觀造型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使之能滿足大量人群集中飲水的需求，同時(shí)，紙杯存儲(chǔ)和拿取裝置以及新型紙杯的設(shè)計(jì)，也有效解決了缺少紙杯的飲水問題，進(jìn)一步提高了公共場所直飲水機(jī)的使用便利性和安全性。

1 直飲水機(jī)外觀造型及工作原理

此款直飲水機(jī)造型落落大方，線條流暢，主體顏色有兩種，可根據(jù)具體的應(yīng)用場所進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，具體造型及工作原理如圖1所示：

如圖所示，直飲水機(jī)的出水口與直飲水凈化裝置相通，出水方式可以選擇自動(dòng)或手動(dòng)，自動(dòng)出水可以實(shí)現(xiàn)一次操作接多杯水，手動(dòng)方式可為自帶水杯的人們提供直飲水。出水口出水方向?yàn)榇怪毕蛳拢嬎畽C(jī)出水口正下方為紙杯放置位置，通過轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)一次操作接裝多杯水，大大縮短了人群集中時(shí)接水花費(fèi)的時(shí)間；托盤右上方為紙杯存儲(chǔ)裝置，紙杯可自動(dòng)從出杯口落到托盤上，不會(huì)有其他人手接觸杯子，避免二次污染的發(fā)生，同時(shí)避免了紙杯的浪費(fèi)。

2 折疊紙杯設(shè)計(jì)

公共場所直飲水機(jī)常出現(xiàn)的問題是，受存儲(chǔ)空間所限，一次性水杯數(shù)量較少，飲水機(jī)的水杯經(jīng)常出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。而本設(shè)計(jì)所用的水杯，常態(tài)為一張平整的環(huán)保防水紙，在有限的空間內(nèi)，相比傳統(tǒng)的紙杯，存儲(chǔ)數(shù)量大大增加，非常適合公共場所使用。該環(huán)保紙經(jīng)過簡單的折疊，即可形成簡易的杯子，操作簡便，折疊后所占空間小，當(dāng)落杯裝置中水杯缺乏而又沒有及時(shí)補(bǔ)充時(shí)，人們可以把存儲(chǔ)在直飲水機(jī)的環(huán)保防水紙折疊成紙杯，用手動(dòng)方式接水。紙杯如圖2所示：

3 旋轉(zhuǎn)托盤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該公共直飲水機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中主要的問題是紙杯的托盤設(shè)計(jì)，要解決的問題首先是用什么機(jī)構(gòu)帶動(dòng)托盤才能保證托盤的運(yùn)轉(zhuǎn)，其次是如何用托盤卡住紙杯并且方便人們拿取，第三是如何讓托盤做間歇運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確地停留在接水的位置。

為解決上述問題，經(jīng)過多方商討，意見論證，對多個(gè)方案進(jìn)行篩選后，采用了單銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如圖3所示：

撥盤與槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，槽輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)一次，可轉(zhuǎn)過一定的角度；撥盤連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪可發(fā)生單向的間接轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上方的托盤做相似的運(yùn)動(dòng)，使托盤上的紙杯放置位置可以準(zhǔn)確對準(zhǔn)直飲水機(jī)出水口。該槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以提高公共飲水機(jī)的自動(dòng)化程度，提高飲水的便利性。

根據(jù)公共場所的日常飲水需求，在設(shè)計(jì)托盤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時(shí)，最為關(guān)鍵的是槽輪結(jié)構(gòu)的槽輪槽數(shù)z的設(shè)定。

為了使槽輪在開始和終止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)角速度為0，同時(shí)避免圓銷與槽輪發(fā)生撞擊，圓銷進(jìn)入或者脫出槽的瞬時(shí)，槽的中線應(yīng)當(dāng)與圓銷中心相切。

槽數(shù)越少，曹輪半徑r也相應(yīng)減小，可提高生產(chǎn)效率；槽數(shù)適當(dāng)增多，角速度減小，可減少震動(dòng)和沖擊；z>9時(shí)，運(yùn)動(dòng)系數(shù)t的變化不大，所以z應(yīng)當(dāng)取4-8。

4 結(jié)束語

公共場所直飲水機(jī)的造型簡單大方，結(jié)構(gòu)與功能并重。其折疊紙杯的設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)裝置解決了公共場所飲水機(jī)紙杯缺乏的問題，而槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)托盤做間歇運(yùn)動(dòng)，可以使紙杯準(zhǔn)確的停留在接水位置，一次接多杯水，大大提升了直飲水機(jī)使用的便利性。旋轉(zhuǎn)托盤機(jī)構(gòu)中槽輪的槽數(shù)可以根據(jù)具體使用場所的不同進(jìn)行改變，最大程度滿足經(jīng)濟(jì)性和便利性的需求。

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