共享單車自動清洗裝置

連凱莘 吳卓林 劉威辰 喬穌予

摘? 要：文章提供一種集共享單車輸送、清洗、水回收功能于一體的新型的共享單車自動清洗機器，涉及自動感應和電控裝置，屬于機械工程領域。此自動清洗裝置具有連續清洗、節能環保、水資源循環利用的特點，在工作中可以大量減少人力，增加清洗強度，同時可以大大提升工作效率，提高裝卸效率，節約時間。該設計裝置有助于提升行業的發展水平，促進共享單車清洗行業發展。

關鍵詞：共享單車;自動清洗;裝置

中圖分類號：F572? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）17-0029-03

Abstract： This paper provides a new type of automatic cleaning machine for the shared bicycle， which integrates the functions of conveying， cleaning and water recovery of the shared bicycle. This automatic cleaning device has the functions of continuous cleaning， energy saving and environmental protection， as well as water resource recycling. It can greatly reduce manpower， increase cleaning intensity， and greatly improve work efficiency， loading and unloading efficiency， and save time. The design device helps to improve the development level of the industry and promote the development of the shared bicycle cleaning industry.

Keywords： shared bicycle; automatic cleaning; device

1 概述

伴隨著社會進程的加快和我國經濟增長速度的加快，城市共享單車例如ofo等在全國各地快速發展。ofo 是全球第一個無樁共享單車出行平臺，也是國內共享單車行業的領先者，為全球20個國家提供了超過60億次高效綠色的出行，更是被國外青年和央視評為中國的“新四大發明”[1]。中國的城市公共自行車超過六百萬輛，越來越多的歐美國家也加入到了啟用城市公共自行車的行列當中來[2]。與此同時，城市公共自行車的清潔維護也成為了一個嚴峻的問題。在如此龐大的數量面前，如果繼續使用以往的人力清潔方法，不僅人力清潔效率低，費時費力，且由于個人水平不一，甚至有可能因操作不當對自行車產生損壞[3]。

因此，本文設計了一款能節省人力、物力及財力的城市公共自行車自動清潔裝置，該裝置能夠實現以下目標：（1）通過設置水循環系統，使清洗的水通過集水槽回收到水箱中，在水箱中設置自來水管來進行補充彌補清洗用水的不足，再通過水泵供給清潔液噴頭組和鏈條清洗噴頭進行清洗以實現水的循環，進而達到節約用水的目的;（2）實現共享單車的自動清洗，保證清洗強度的情況下能達到節省人力，提升工作效率的目的;（3）通過自動清洗，保證清洗均勻和一致性，進而保證共享單車的清洗質量。

2 整體裝置的構造圖

本文設計的新型共享單車自動清洗裝置的規格尺寸為長1米，寬0.8米，高1.5米。該裝置主要包括輸送機和清洗機兩大部分。輸送機上設有N（N為5-15的整數）組自行車固定裝置，每組自行車固定裝置分別固定一個車輪。清洗機設置在輸送機上方，清洗機包括清洗箱、烘干機、清潔液噴頭組、感應模塊、鏈條清洗噴頭、循環水系統和兩個電動毛刷。具體的裝置示意圖如圖1所示。

3 清洗裝置的工作流程說明

3.1 輸送機和清洗機

結合圖1至圖5來對清洗裝置進行說明，輸送機1上設有N組自行車固定裝置12，N為5-15的整數，每組自行車固定裝置12固定一個車輪;清洗機13設置在輸送機1上方，清洗機13包括清洗箱10、烘干機7、清潔液噴頭組5、感應模塊4、鏈條清洗噴頭9、循環水系統14和兩個電動毛刷11，清洗箱10的兩側分別設有進口和出口，在進口的正上方設有感應模塊4，出口的正上方設有烘干機7，在清潔箱10內設有滑動架15，滑動架15通過直線運動機構沿著輸送機長度方向能往復地運動，每個電動毛刷11的兩端各自和滑動架15的頂部和底部連接并能夠轉動，在電動毛刷11沿進口方向的一側和出口方向的一側各設置有兩個清潔液噴頭組5，在進口側的清潔液噴頭組5和電動毛刷11之間設有鏈條清洗噴頭9，循環水系統設置在清洗箱10內，循環水系統14供水給清潔液噴頭組5和鏈條清洗噴頭9。

每個電動毛刷11由電機II21驅動，每個電動毛刷11的高度低于車把，和自行車鏈條高度相近處所述電動毛刷11上的刷毛是有特殊的塑料軟毛制成，防止清洗過程夾鏈條;感應模塊4為接近開關。在輸送機的電機一側設有控制面板2，控制面板與控制柜相連，控制柜內設有PLC，控制面板2上設有輸送機1啟動開關、總開關和急停開關。

3.2 固定裝置

圖1和圖3每組自行車固定裝置12進行說明，包括兩個擋桿12-2和兩組夾板12-1;自行車的前輪的兩側和后輪的兩側各設置有一組夾板12-1，每組夾板12-1固接在所述鏈板1-1上，每組夾板12-1含有兩個夾板12-1，每組夾板12-1的兩個夾板之間各設置有一個擋桿12-2，每個擋桿12-2與自行車輪相貼。

3.3 鏈板輸送機

圖1說明對輸送機1為鏈板輸送機進行說明，每組所述自行車固定裝置12設置在鏈板輸送機的鏈板上，每組自行車固定裝置12中心的距離和自行車前后輪中心的距離相等。

3.4 清洗液噴頭

圖1和圖2對清潔液噴頭組5進行說明，包括鋼管和M個清潔液噴頭，M為3-10的整數，每個清潔液噴頭等間距的布置在鋼管上。靠近進口處的清潔液噴頭組5的鋼管上連通有清潔液罐，清潔液罐內盛裝有清潔液。

3.5 循環水系統

圖2和圖4對循環水系統進行說明，包括水箱14-2、水泵14-1和集水槽14-6，水箱14-2設置在輸送機1的下方。

集水槽14-6的槽底部設置有漏水孔且集水槽14-6上設置有過濾網，集水槽14-6設置在水箱14-2的頂部，水箱14-2內設置有自來水管14-5和浮動機構，浮動機構與自來水管14-5相連能使自來水開閉，水箱14-2的底部通過管道與水泵的進水口14-1相連通，水泵14-1的出水口、清潔液噴頭組5和鏈條清洗噴頭9三者之間通過管道相連通且管道之間的交匯處設有三通，清潔液噴頭組5與三通出水口之間、鏈條清洗噴頭9與三通出水口之間各設有電動閥門，電動閥門為常開狀態。

水箱中的自來水管14-5自動出水，當水量達到一定的量后，浮動機構將自來水管14-5關閉，當水量少于設定的水量時，自來水自動出水，水箱中的水通過泵送入的清潔液噴頭組5和鏈條清洗噴頭9進行共享單車清洗的清洗工作，清洗后的水流入的水箱上的集水槽14-6，集水槽14-6的水通過漏水孔并經過過濾流入到水箱中。

通過自來水和收集水相結合供水來實現清洗，實現水的循環利用，進而實現節約用水，更加的經濟。

3.6 浮動機構

圖4對浮動機構進行說明，包括浮動球14-3和支撐桿14-7，浮動球14-3上設有連桿，連桿的端部設有密封活塞，密封活塞與自來水管14-5的出水口相對，連桿的中間與支撐桿14-7的一端鉸接，支撐桿14-7的另一端固接在水箱14-2的底部。浮動球14-3通過自身重力下沉，將密封活塞打開，自來水管14-5出水，水箱的水達到一定量后，浮動球14-3浮起來后帶動浮動球14-3上的連桿，使密封活塞將自來水關閉，從而保證水箱的水充足，進而保證清洗供水。

3.7 直線運動機構

圖5對直線運動機構進行說明，包括四個齒輪19、四個齒條18、四個滑塊17和四個直線導軌16，滑動架15的兩側的上端和下端各固接有兩個滑塊17，每個滑塊17在每個直線導軌16上滑動，每個直線導軌16固定在清洗箱10上，滑動架15的頂部和底部各設有兩個齒輪19，且滑動架15頂部和底部的齒輪19通過傳動軸22連接，傳動軸22通過軸承座固定在滑動架15上，每個齒輪19與每根齒條18嚙合，滑動架15上的兩個傳動軸22分別通過電機I20驅動。電機工作，帶動齒輪在齒條上直線運動，進而帶動滑動架15沿著直線導軌16做直線運動。

4 整體工作裝置的工作流程原理

共享單車固定在自行車固定裝置上后，按下控制面板上的輸送機啟動開關，將共享單車送入清洗機的清洗箱后，清洗箱上方的感應模塊感應到共享單車后產生信號并對PLC發出指令，PLC通過繼電器開啟水泵使各噴頭工作，開啟電機II21和電機I20帶動電動毛刷工作，同時PLC對輸送機發出延時斷電指令，當輸送機將共享單車送入到清洗機的清洗位置時停止，共享單車入口側的清潔液噴頭組將噴出高壓水霧（含自行車專用清潔劑），同時滑動架在電機I20的驅動下帶動電動毛刷做往復直線運動，對車身灰塵及油污進行清洗，車身灰塵及油污的清洗時間通過PLC進行設定，車身灰塵及油污的清洗結束后，PLC通過繼電器使共享單車在輸送機帶動下繼續行進，出口側的清潔液噴頭組噴出清水水霧，對車身清洗液及鏈條上殘留的清洗液進行清洗，單臺共享單車清洗完畢后，通過輸送機送出清洗箱，烘干機的感應開關感應到共享單車產生信號傳遞給PLC，PLC通過繼電器使烘干機工作，完成清洗烘后的烘干工作，最終人將共享單車推出。

5 結束語

本文設計的城市共享單車自動清洗機裝置，計劃將目前人工清洗單車形式研制成為共享單車自動清洗機設備，結合履帶系統、自動感應和電控裝置為一體，實現大規模單車高效自動清洗的便捷功能。通過設置水循環系統，使清洗的水通過集水槽回收到水箱中，在水箱中設置自來水管來進行補充彌補清洗用水的不足，再通過水泵供給清潔液噴頭組和鏈條清洗噴頭進行清洗以實現水的循環，進而達到節約用水的目的的同時，保證清洗強度的情況下能達到節省人力，提升工作效率的目的，從而保證清洗均勻和一致性，進而保證共享單車的清洗質量。優于傳統的人工清洗，改善了技術人員人工操控的限制，利用機械清洗來減少因人工操作不當對單車本身的損傷，使得清洗流程更加科學、規范和方便，提升作業效率，節約資源，提高操作專業化。

參考文獻：

[1]周子晗.共享經濟商業模式的風險與盈利方式研究--以共享單車ofo為例[J].江蘇商論，2018（12）：68-72.

[2]周國光，張冬月.共享經濟模式下的財務問題-以共享單車行業為例[J].會計之友，2018（01）：153-155.

[3]趙鐵.共享經濟催生的商業模式變革研究[D].重慶：重慶大學，2015.