羅佳,陳豪,洪健友,李奕棟,王倩
(成都理工大學(xué),四川 成都 610059)
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,人們對居住環(huán)境的要求越來越高,市面上開始出現(xiàn)各種擦鞋機(jī),使人們更加方便清理鞋。但是,市面上的擦鞋機(jī)幾乎都是靠電力驅(qū)動,能源消耗高,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,產(chǎn)品體積大,造價(jià)成本高。本文探討了一款機(jī)械式家用擦鞋機(jī),結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,且無須電力驅(qū)動。下面,對該設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單的結(jié)構(gòu)分析以及設(shè)計(jì)分析。
該機(jī)械式家用擦鞋機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由底座組、擦鞋板組、傳動裝置組、滾輪組四大部件構(gòu)成。
(1)底座組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖2所示,底座組由基底、支架、支座、底座掛鉤、底座凸臺組成?;诪橐粋€(gè)矩形面板。四個(gè)支架對稱固定在基底兩側(cè);兩個(gè)支座對稱固定在基底上,每個(gè)支座上端有一定位孔1;一個(gè)底座掛鉤與兩個(gè)底座凸臺固定于基底中間。
(2)擦鞋板組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖1所示,擦鞋板由擦鞋板和踏板組成。擦鞋板與踏板均為長方體,擦鞋板尺寸小于踏板。擦鞋板上端面均勻分布若干方槽;下端面設(shè)置有兩個(gè)擦鞋板凸臺;兩個(gè)側(cè)面分別對稱設(shè)置有四個(gè)定位凸臺。踏板上均勻分布若干柵格;在踏板底部前端設(shè)置有一掛鉤;踏板兩側(cè)對稱設(shè)置有四個(gè)槽孔、兩個(gè)推桿止位槽以及兩個(gè)定位孔2。定位凸臺卡入槽孔,可將擦鞋板嵌套在踏板內(nèi),且擦鞋板的方槽與踏板的柵格錯(cuò)位嵌合,同時(shí),由于擦鞋板尺寸小于踏板,擦鞋板可在踏板內(nèi)前后移動。
圖1 擦鞋板組
(3)傳動裝置組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖2所示,齒輪組由主傳動軸、錐齒輪1、單向齒輪、齒條、錐齒輪2、滾輪軸組成。兩個(gè)主傳動軸上下兩端分別裝配錐齒輪1與單向齒輪,然后,裝于基座上。兩個(gè)齒條安放在基底的支座內(nèi)側(cè),其尾端與單向齒輪嚙合。兩個(gè)滾輪軸裝配有錐齒輪2,然后,安裝于支架上,且錐齒輪1與錐齒輪2嚙合。
(4)滾輪組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖3所示,滾輪組是由若干個(gè)大小不同的擦鞋滾輪串聯(lián)安裝于滾輪軸上,擦鞋滾輪包裹有毛刷,大小尺寸可選、可自由組合。
(5)各部件之間裝配關(guān)系。如圖2和圖3所示,將擦鞋板嵌合在踏板內(nèi),一根彈簧連接踏板的掛鉤與基底的底座掛鉤;推桿1連接擦鞋板的擦鞋板凸臺與基底的底座凸臺。兩個(gè)推桿2一端連接于擦鞋板的推桿止位槽,一端連接于齒條頂端。兩個(gè)錐齒輪2與若干個(gè)擦鞋滾輪同軸。外殼上端面有一個(gè)外殼踩踏口。
圖2 立體圖1
圖3 立體圖2
如圖4所示,使用該擦鞋器時(shí),將腳從外殼踩踏口向下踩踏直至接觸到踏板,此時(shí),大小不一的多個(gè)擦鞋滾輪包裹住鞋子;然后,繼續(xù)向下踩踏踏板,踏板向后下方運(yùn)動由推桿2帶動齒條向前移動,齒條帶動齒輪組,齒輪組又帶動同軸的滾輪組轉(zhuǎn)動。當(dāng)腳回縮時(shí),彈簧回彈,踏板受到彈簧的回彈力向前上方運(yùn)動帶動齒條向后移動,因單向齒輪只能單向旋轉(zhuǎn),所以這個(gè)過程傳動裝置組不運(yùn)動。腳踩踏和回縮過程循環(huán),使?jié)L輪持續(xù)運(yùn)動,滾輪接觸鞋子,達(dá)到清潔目的。
圖4 工作原理
該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單,僅使用齒輪組、滾輪組等機(jī)械結(jié)構(gòu),用簡單的踩踏操作就可以實(shí)現(xiàn)鞋面的清潔,無須電力驅(qū)動,使用安全,不消耗能源,且成本低廉,僅使用標(biāo)準(zhǔn)的常用零件即可加工組裝。
市面上擦鞋機(jī)大多靠電力驅(qū)動,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大、成本高,使人們更加便利的清潔鞋具是該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)。該設(shè)計(jì)占用空間小,成本低廉,采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),操作簡便,為家庭用戶也能擁有小型家用擦鞋機(jī)提供了可能。