劉孝林 蘇兵 于若男 巫小艷

摘 要：洗衣機(jī)的出現(xiàn)解決了人們洗衣服的問(wèn)題，一定程度上提高了人們的生活質(zhì)量，隨著科技發(fā)展和人們收入水平的增加，人們對(duì)美好生活的向往，迫切需要一款機(jī)器來(lái)解決人們洗鞋的問(wèn)題，目前市面上雖然已有洗鞋機(jī)，但由于其在清洗鞋子的過(guò)程中并未固定鞋子，加上清洗方法過(guò)于單一，容易對(duì)鞋子造成傷害且對(duì)鞋子內(nèi)部清洗程度很小，所以并沒有大規(guī)模的在市場(chǎng)上應(yīng)用。本文提出了一種新的洗鞋機(jī)原理設(shè)計(jì)方案，皆在彌補(bǔ)傳統(tǒng)洗鞋機(jī)性能上的不足，利用小型洗衣機(jī)的原理并在此基礎(chǔ)上做出創(chuàng)新，從而使新一代洗鞋機(jī)能更加快速高效的清洗鞋子，滿足人們的生活需求。

關(guān)鍵詞：洗鞋機(jī);高效清潔;小巧方便

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.320

1 整體組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

新一代洗鞋機(jī)主要由主刷系統(tǒng)，副刷系統(tǒng)，夾持系統(tǒng)，控制系統(tǒng)構(gòu)成，總動(dòng)力來(lái)源于單向異步電動(dòng)機(jī)，使用交流電，整體結(jié)構(gòu)如圖，下面具體對(duì)每個(gè)系統(tǒng)展開分析。

1.1 主刷系統(tǒng)

主刷系統(tǒng)沿用了市面上傳統(tǒng)洗鞋機(jī)的清洗毛刷，其作用在于在工作過(guò)程中對(duì)鞋子外表面進(jìn)行清洗，同時(shí)帶動(dòng)水流流動(dòng)沖擊鞋面使得水中的清洗劑等成分能帶走鞋上的污漬，如圖，電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶將其動(dòng)力傳遞給主刷，實(shí)現(xiàn)主刷動(dòng)力供給。

1.2 副刷系統(tǒng)

副刷由固定在機(jī)箱后面的單獨(dú)的振動(dòng)電機(jī)及高速馬達(dá)提供動(dòng)力。振動(dòng)電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)依靠傳動(dòng)軸帶動(dòng)刷頭做左右兩向圓周運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)摩擦力清潔鞋內(nèi)部，轉(zhuǎn)速控制在7000——9000r/s，同時(shí)高速馬達(dá)工作，驅(qū)動(dòng)刷頭產(chǎn)生達(dá)到高頻率的垂直于刷柄高速往復(fù)振動(dòng)，振動(dòng)頻率控制在一分鐘4k——15k次內(nèi)。這種設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于混合型電動(dòng)牙刷。這樣設(shè)計(jì)的目的在于使副刷在做圓周機(jī)械運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行聲波級(jí)的震動(dòng)，使副刷工作時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)刷毛與鞋的接觸更大，多次數(shù)的作用于鞋內(nèi)達(dá)到鞋內(nèi)部的高效清潔。機(jī)箱壁上一共設(shè)置四個(gè)副刷，每個(gè)副刷分別有一個(gè)動(dòng)力裝置提供動(dòng)力，從而保證各副刷動(dòng)力的穩(wěn)定。

1.3 夾持系統(tǒng)

每一個(gè)副刷旁邊均布置一個(gè)固定裝置。如圖所示，一共在壁上是四個(gè)固定裝置，所有的固定裝置一起組成夾持系統(tǒng)。這樣設(shè)計(jì)的目的在于固定鞋子，從而保證副刷對(duì)鞋子內(nèi)部的高效清潔。固定裝置采用強(qiáng)度高，耐磨性和抗腐蝕性良好的尼龍材料，經(jīng)機(jī)械加工制作，鞋夾內(nèi)部安裝彈簧，兩側(cè)鞋夾均可拉伸，從而保證對(duì)鞋有效的固定及洗鞋時(shí)鞋子安裝和取出的方便。兩鞋夾的豎向距離設(shè)置為150mm，鞋夾寬度設(shè)為140mm，固定裝置長(zhǎng)度設(shè)置為260mm，寬度設(shè)置為180mm，從而確保該固定裝置能固定各種尺碼的鞋。

1.4 控制系統(tǒng)

由于本洗鞋機(jī)是基于目前市場(chǎng)上洗鞋機(jī)和洗衣機(jī)的創(chuàng)新。故控制系統(tǒng)采用“基于時(shí)間觸發(fā)的洗衣機(jī)嵌入式軟件控制系統(tǒng)”其控制的總體框圖如圖。

2 洗鞋機(jī)工作步驟

洗鞋機(jī)工作的第一步需要用戶通過(guò)固定裝置手動(dòng)固定鞋子，其次，洗鞋機(jī)需要通過(guò)用戶選擇控制面板上的洗鞋程序，按下啟動(dòng)開關(guān)，水閥打開，向桶內(nèi)注水，當(dāng)水位傳感器監(jiān)測(cè)到水位已到時(shí)，關(guān)閉水閥。其中電動(dòng)機(jī)使轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)及副刷振動(dòng)。到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，電機(jī)停止工作，打開抽水泵排水，排水完畢后關(guān)閉抽水泵。過(guò)程如圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)研究了一種新的洗鞋機(jī)的設(shè)計(jì)方案，該方案的清洗裝置由主刷系統(tǒng)及副刷系統(tǒng)組成，綜合考慮了洗鞋機(jī)對(duì)鞋內(nèi)部，外部的多方位高效清洗。創(chuàng)新的加入了固定裝置，從而大幅減少了洗鞋過(guò)程中由于未固定鞋從而使鞋發(fā)生損壞的情況。其次，該方案在目前已有的洗鞋機(jī)及洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，后續(xù)開發(fā)加工成本較低。此外，該洗鞋機(jī)適用于各種尺碼的鞋的清洗，使洗鞋更方便高效從而提高了人們的生活品質(zhì)。

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作者簡(jiǎn)介

劉孝林（1998-），男，漢族，四川涼山州人，本科在讀，四川文理學(xué)院建筑工程學(xué)院，研究方向：土木工程。

蘇兵（1997—），男，彝族，四川雅安人，本科在讀，四川文理學(xué)院建筑工程學(xué)院，研究方向：土木工程。

于若男，四川文理學(xué)院美術(shù)學(xué)院。

巫小艷，四川文理學(xué)院教師教育學(xué)院。