節(jié)水型器皿自動清洗裝置

　　一、項目背景
　　
　　隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，針對各種器皿的自動清洗裝置誕生了，如高樓門窗清洗裝置、容器清洗裝置、汽車清洗裝置等。目前的容器清洗裝置，主要分為瓶類容器、弧形容器、方形容器清洗裝置等，這些裝置普遍采用的是高壓噴水方式進行清洗，因此存在耗水量大、成本高、污染嚴重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點。我國是一個水資源嚴重匱乏的國家，因此開發(fā)研制“節(jié)水節(jié)能”的器皿清洗裝置勢在必行。為此，我們設(shè)計出節(jié)水、體積小、成本低的器皿自動清洗裝置。
　　
　　二、設(shè)計方案
　　
　　1　系統(tǒng)組成
　　系統(tǒng)由步進電機、螺桿、托盤、清洗頭、水泵、噴頭、儲水罐、控制電路等組成。
　　為了實現(xiàn)清洗器皿的功能，對于機械結(jié)構(gòu)來說最好的運動形式為做上下往復(fù)的螺旋式運動。本方案通過單片機控制步進電機提供整個系統(tǒng)的動力；通過螺桿與螺母的相對運動實現(xiàn)清洗頭上下方向的位移；清洗頭與螺桿通過銷釘連接，由螺桿帶動清洗頭轉(zhuǎn)動。通過清洗頭彈簧使清洗頭緊貼器皿壁，并保護器皿不受到強力壓迫。
　　
　　2　工作機理
　　(1)旋轉(zhuǎn)運動的機理清洗頭和螺桿用銷釘連接，當電機帶動螺桿做圓周運動時，清洗頭可以做圓錐擺運動，這樣可以擴大清洗頭的清洗范圍并可以提供足夠的旋轉(zhuǎn)力矩。圓錐擺運動可以全面的清洗器皿的底部及側(cè)壁。
　　(2)上下位移的機理
　　采用螺桿與螺母相對旋轉(zhuǎn)，螺桿由電機帶動，螺母固定在托盤上，螺桿做旋轉(zhuǎn)運動不做上下往復(fù)運動，螺桿旋轉(zhuǎn)時螺母帶動托盤做上下往復(fù)運動。托盤上下移動時器皿也做上下運動，這樣可以方便的擦洗到器皿的內(nèi)壁，這對于擦洗諸如試管類的筒形容器提供了很大的方便。
　　(3)清洗頭的機理
　　清洗頭通過銷釘與套筒連接，螺桿旋轉(zhuǎn)由銷釘連帶清洗頭做旋轉(zhuǎn)運動。清洗頭的直桿上挖出長槽，這樣清洗頭可以和螺桿做相對上下位移。
　　3　設(shè)計實現(xiàn)
　　(1)螺桿與電動機連接的設(shè)計
　　為了保證螺桿可以自由的做圓錐擺運動。設(shè)計了如圖所示的連接方式。這樣可以大大減少螺桿在做圓錐擺運動時電動機所受到的阻力。
　　(2)螺桿與清洗頭連接的設(shè)計
　　螺桿與清洗頭用套筒連接，這樣方便清洗頭做圓錐擺運動，并且保證了向清洗頭提供足夠的旋轉(zhuǎn)力矩。
　　(3)水泵水流流量的設(shè)計
　　采用三通管，使過多的水回流到儲水罐中，這樣即節(jié)省了水資源又保證了在洗碗的過程中不會水花四濺。
　　
　　
　　
　　
　　三、創(chuàng)新點
　　
　　1　提出利用機器模擬手工洗碗這一想法；
　　2　節(jié)省大量的水資源；
　　3　采用螺桿與螺母在一個電機的帶動下實現(xiàn)上下與旋轉(zhuǎn)的二維運動；
　　4　圓錐擺可以根據(jù)容器的內(nèi)壁大小做緊貼內(nèi)壁的圓錐擺運動；
　　5　結(jié)構(gòu)簡單，成本低，有助于大規(guī)模生產(chǎn)，并形成生產(chǎn)