基于微處理器的自動餐桌清潔器的研究

蔣永輝++嚴楠彬++馮飛

摘要：本研究項目根據電子和機械、物理與通信的不同特點，設計出自動餐桌清潔器。研究利用微處理器和自動化控制技術，結合汽車工藝和灌溉技術理念，打破了傳統手工清洗桌面的舊模式，并迎合人們對餐飲領域快捷、高效的要求，使研究具有現實可行的意義。

關鍵詞：微處理器；自動化設計；餐飲領域

0引言

目前，餐桌的清洗大都是靠人力擦洗，不能徹底的去污和去水，而且在當前快節奏的生活時代，設計一種快捷、方便和高效的產品來代替人工清洗的舊方式是當前社會的迫切需求。本產品的設計使人們在清洗餐桌上不僅減少了勞動時間，減輕了勞動強度，還提高了衛生條件。

經調查發現，在餐桌自動清洗方面，國內外市場尚屬空白，具有自動清洗功能的清潔工具將會有很大的潛力和市場。且隨著社會生活的發展，企業對生產效益化和低成本的要求，以及目前中國國內星級餐館眾多，產品上市后需求量很大。而且本產品可廣泛應用于快餐店，學校和家庭，產品的發展空間和利潤不言而喻。

1研究內容

1.1背景技術

隨著社會的發展，人們迫切需要在餐桌清理上減少時間、減輕勞動強度，設計一種快捷方便和高效的產品來代替人工清洗以滿足當前社會的需求。本研究涉及到微處理器、供水供電裝置、自動洗擦二合一裝置和垃圾回收等幾項技術，不僅滿足了人們對快節奏生活的要求，提高了衛生條件，還達到了經濟環保的指標，且伴隨的智能化、個性化的中高端水平的設計，將取得較好的經濟效益。

1.2模塊構成

餐桌清潔器由微處理器控制部分、紅外檢測部分、舵機部分、電機驅動部分及繼電器部分構成。微處理器控制部分主要是代碼的編寫、輸入輸出口的選擇、控制芯片的選擇等；紅外檢測部分主要包括兩個紅外傳感器，分別位于裝置的前方和左側，并與微處理器相連接；舵機部分包括正反轉電機、舵機、機械臂、螺紋絲桿及旁帶海綿的膠板，位于裝置的后半部分。正反轉電機與絲桿相連，用于控制清洗的范圍，舵機用于控制機械臂，從而間接控制絲桿與桌面的接觸程度，而帶有海綿的長膠板與絲桿以長方形的方式連接；電機驅動部分用于驅動電機，控制裝置的轉向，位置位于兩輪胎中間偏后；繼電器部分由繼電器和三極管組成，用作開關來控制水泵噴清洗液。本餐桌自動清潔器通過紅外傳感器控制裝置的轉向，通過繼電器控制水泵的工作，通過正反轉電機控制絲桿的左右運動，從而實現自動清洗的功能。

1.3 實施過程

自動清潔器主要用于室內桌面，而且桌面的可選擇性大，不局限于一些公共餐桌，家用的一些精美餐桌亦可使用，因體積和精美的要求和限制，人為只需提供一個垃圾桶裝垃圾且只需放在桌腿附近即可。

清潔器控制系統用到藍牙模塊，只要手機開啟藍牙，打開清潔器開關后，即可迅速連接。連接成功后，通過傳輸給微處理器不同的命令，清潔器即可完成相應的指令，因系統內部提前進行設定了命令指示，比如進行定時設置，只需發送數字6即可。

清潔器開始工作時，外部控制的清洗裝置自動工作，包括噴水和清除桌面垃圾，噴水主要是繼電器控制的水泵部分，噴出的液體是人為調制好的、用于去污清潔的調制液，環保高效；桌面垃圾清理主要是靠兩個絲桿的左右運動進行摩擦清除，緊接其后是一個膠皮刮板和條形海綿，用于垃圾匯集和桌面水分的吸收。清洗過程中，檢測部分一直處于工作狀態，防止清潔器與桌面失去接觸，并保證清潔器的正常運行。而且，用戶可通過發送不同的數字、字母對清潔器進行控制，可調速，可加大清洗力度。而且當清洗過程中出現清洗液不足時，清潔器會有報警提示，微處理器并反饋信息給手機，防止清潔器處于運行但無效工作狀態。

目前市場出現的清潔方式，只是對桌子進行改造處理，雖有清洗桌面的功能，但桌子樣式比較單一化，而且全部由商家決定樣式，用戶選擇性差。而本設計沒有此局限性，針對部分人們對精美桌子的選擇，本設計因主要針對餐桌的清洗，而滿足各類人群對桌子的需求，應用范圍廣泛，有很好的市場前景。

2技術可行性分析

1、本產品主要用于室內餐桌，且人為接觸少，外部影響較少；

2、生產材料價格較低，容易找尋和大量購買，不僅質量有保障，而且可實現工廠化設計，提高經濟效益

3、技術涉及到的微處理器，運用范圍廣，控制系統容易設計和實現，可以穩定地控制各部分的機械結構；

4、裝置在結構上設計巧妙，外觀可視性高，而且低污染，經濟環保，符合大眾需求，響應政府的號召；

5、根據市場調查的數據分析，人們對此類電子的需求量較大，但供給不足，在供不應求的情況下，發展空間巨大，投資性強；

6、餐桌是現在人們的生活必備的物品，適用范圍廣，滿足各類人群的需要，有較大的市場。

3市場前景

經過對目前市場相關信息量的詳細分析，得出人們對此類實用電子產品需求量較大，有較好的投資前景。隨著國家勞動力成本的不斷提高和科技的快速發展，以及自動化清洗市場在國內外的空白，眾多企業和投資家對此類自動化的商用領域越來越重視，對餐桌的衛生和清潔的效率問題也越來越重視。本產品智能化、個性化的的設計，以及使用的中高端水平技術將會影響人們的生活。

參考文獻：

[1]李利霞，《多功能集成餐桌及產業化的研究》，中國土木工程學會燃氣分會應用專業委員會、燃氣供熱專業委員會年會，2014

[2]文棋，《全自動自清洗過濾器過濾機理分析及控制系統研究》，浙江大學2004年

[3]宋貞坤，金光秀，高將然，《自動清潔器及其系統和控制方法》，來自Google Patents

[4]劉學敏，周軍超，《新型智能旋轉餐桌的設計與分析》，機械管理開發2010年

[5]徐堅，《自清潔功能的高分子仿生表面研究取得新進展》，中國科學院院刊2005年endprint