一種便池清洗機的設計

陳鑫 郭奕辰

摘 要：本設計主要針對公公宿舍及公共場所的衛生間蹲式便池清洗不便，克服人工操作的缺陷而設計，本設計包括箱體部分，動力部分、水槽部分及傳動與清潔部分等組成。本設計具有效率高，操作簡單，方便使用，制造成本低等特點。

關鍵詞：自動化；清洗； 可移動

Abstract： the utility model is mainly designed for the inconvenience of squatting urinal cleaning in the students' dormitory and public places， overcoming the defects of manual operation. The utility model has the characteristics of high efficiency， simple operation and convenient use.

Key words： automation； Cleaning； mobile

1.設計背景

目前，抽水馬桶還未大量在公共場所普及，普遍存在的是蹲式便池。譬如：大學宿舍的單個型蹲式便池在長時間使用之后，就需要進行清洗消毒，一般目前都是保潔人員采用人工手動清洗，這樣的方式效率低下，人易厭倦疲勞，且不能全面進行清潔，因此設計一款便池清洗機是十分必要的。

2.產品方案及工作原理

下圖1和圖2是本設計的結構示意圖。其中，圖1是本設計整體結構示意圖，圖2是傳動及清潔部分結構示意圖。

如圖1、圖2所示，本設計包括箱體部分，動力部分、水槽部分及傳動與清潔部分等組成。其中箱體部分包括箱體2、設在箱體1底部的萬向輪1、設在箱體頂部的提手13以及設在箱體內部用于支撐與安放電機及各齒輪軸的支架。動力部分包括電機5、蓄電池15，連接電機及蓄電池的電線12及電清洗機開關14等，其中蓄電池上設有用于充電的充電孔。水槽部分包括水槽9、用于連接廁所水龍頭和水槽的進水管、用于攪拌混合清潔劑和水的攪拌器6、設在水槽底部的通水孔7，通水孔7通過水管連接至噴水槽19上的閥門，噴水槽四周設有若干噴水孔，以便水清洗便池之用。傳動及清洗部分包括裝在電機5主軸上的錐齒輪Ⅰ10、與錐齒輪Ⅰ10嚙合的錐齒輪Ⅱ11、齒輪系4、用于清洗便池的毛刷20、連接齒輪系中各齒輪軸與毛刷20的升降桿18以及裝在齒輪系周邊的清洗蹲臺用的清洗帶3等。其中，輪系4共有5個齒輪（齒輪Ⅰ41，齒輪Ⅱ42，齒輪Ⅲ43，齒輪Ⅳ44，齒輪Ⅳ45），安裝各齒輪的軸通過軸承安裝在箱體內部的支架上，每個齒輪的軸上通過升降桿18連接有一個毛刷20，以增加清潔效率，升降桿18用于調節毛刷20和清潔帶3的高度，適應不同便池高度所需，同時可通過調節高度控制清理力度的大小。

3.使用方法

本設計在使用時，首先，通過進水管將廁所水龍頭與水槽相連，將水通入水槽中，或將洗衣用水等裝入其中，將清潔劑通過攪拌器與水槽中水混合，接著，打開清洗機開關14，電機5轉動，帶動錐齒輪Ⅰ10轉動，通過錐齒輪11、齒輪系4的轉動，帶動毛刷20和清潔帶3轉動，從而實現對便池和蹲臺進行清潔，打開閥門17，可利用水箱中的水對便池進行沖洗。

蓄電池15上有充電孔16，對電力進行補充，水槽9上有蓋子，家用時可以把洗衣水倒入其中，達到節水的目的。箱體2上裝有的萬向輪1和提手13，在抬上臺階和便池上時，通過箱體2上的兩個對稱分布的提手13進行操作；在移動的過程中，推著箱體2即可，萬向輪1減輕阻力。

4本設計的優化

由于本設計停留在圖形建模上，并未生產出實物。因此還有待于優化設計，優化設計的方法很多，譬如進行受力分析，運用材料力學的知識找出受力最大的構建，對其加強改進。譬如，運用理論力學的知識對本設計運動分析。或者運用有限元的方法，進行應變分析。本設計給出的思路，也希望和廣大學者、研究人員進行交流，共同研究與設計。

5本設計的優點

1、由電力驅動，自動清洗，操作方便，效率高；

2、自帶水箱，可存貯洗衣水等，節約水資源，而且可方便缺水時使用；

3、箱體上裝有提手和萬向輪，方便移動到不同宿舍等場合清洗；

4、帶有攪拌器，可對添加的清潔劑攪拌，提高清洗效果；

5、清洗毛刷及清潔帶能夠調節高度，可適應不同高度便池清洗需要；

6總結與思考

機械創新設計就是要求我們利用已有的相關科學技術，進行創新設計，設計出具有新穎性、創造性及實用性的產品。 近年來，隨著中國夢的提出，隨著我國提出中國制造2025，我國專利申請量也不斷突破，科學技術也有飛躍式發展，使得機械創新設計有了新的發展前景。而更好的方法，更好的思路需要我們大膽思考，大膽創新。

參考文獻：

[1]溫兆麟.創新思維與機械創新設計[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]唐昌松.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2014.

[3]郭奕辰，唐昌松，李明明.便池清洗機.專利號：201520063368權公告日：20150701