鞋內(nèi)鞋外一體式洗鞋機的研究

譚月森 王喜明 王世紀

摘?要：本文針對當前洗鞋機清洗問題存在費時、費力、洗刷不徹底、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點，提出了一套適應(yīng)學校大學生鞋內(nèi)鞋外一體式清洗解決方案的機械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，完成了洗鞋機的總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，得出機械系統(tǒng)運行各獨創(chuàng)設(shè)計的零件化實體對應(yīng)功能，解析了對應(yīng)的結(jié)構(gòu)流程。

關(guān)鍵詞：鞋內(nèi)鞋外一體式洗鞋機?機械系統(tǒng)?探討

一、引言

人人都離不開清洗鞋，因而解決此類問題的洗鞋機具有廣闊的市場潛力。隨著現(xiàn)代人工作和生活節(jié)奏的加快，全自動洗鞋機取代傳統(tǒng)的手工洗鞋應(yīng)運而生。人工洗鞋是一件比較煩瑣的事情，如果鞋子比較臟，只是稍微洗一下又洗不干凈，但如果仔仔細細地洗又很費時間，還容易弄臟自己的手和衣物。如何讓洗鞋變得既省時又省力，全自動家用洗鞋機就能解決這個問題。

二、總體分析方案

（一）技術(shù)路線研究

市面上通用的洗鞋機設(shè)計是基于洗衣機的工作原理之上的，利用在底部波輪中心加裝毛刷來達到清洗鞋子表面的目的，但是還是無法對鞋子內(nèi)部進行有效清洗，而且清洗、殺菌和烘干設(shè)備都是分離開的，這樣就增加了人力成本。根據(jù)市面上出現(xiàn)的多種洗鞋機和洗鞋店，有人對鞋類清洗行業(yè)問題進行了研究，在洗鞋機功能、結(jié)構(gòu)不理想的現(xiàn)狀下，想要普及家用還有很大的進步空間。本項目提出了一種新型多功能全自動洗鞋機，利用小型洗衣機的原型，通過多方位毛刷安裝設(shè)計，最大限度達到鞋子內(nèi)外清潔的目的，并通過甩干、烘干裝置、殺菌裝置、除臭劑噴灑裝置對鞋子進行烘干、殺菌、除臭，實現(xiàn)多功能一體的全自動洗鞋機，并因其體積小、造價低、功能全等優(yōu)點能夠廣泛應(yīng)用于家庭。

基于此種背景，本設(shè)備的研制將減輕人們洗鞋的勞動強度，保證鞋子快捷清洗，保證洗鞋的質(zhì)量，提高洗鞋的效率，實現(xiàn)洗鞋的自動化操作水平。在現(xiàn)有洗鞋機的基礎(chǔ)上，綜合其優(yōu)點，克服其缺點，對洗鞋機結(jié)構(gòu)和功能進行了以下幾點改進。

1.改變傳統(tǒng)洗鞋機多種功能分離的狀況，將多種功能集于一體，省時省力、體積小，便于使用;

2.基于傳統(tǒng)洗鞋機進行創(chuàng)新設(shè)計，加工成本低，便于批量生產(chǎn);

3.毛刷和固定鞋的裝置用于各種大小、類型的鞋子清洗，讓洗鞋更輕松、方便。

（二）工作流程

此洗鞋機可同時清洗鞋子內(nèi)部和外部。其解決方案步驟是：首先主要通過行星齒輪的自轉(zhuǎn)帶動行星桿件自轉(zhuǎn)，進而使桿件上的鞋子轉(zhuǎn)動，然后鞋子外部和中央毛刷摩擦產(chǎn)生清洗鞋子外表面的目的;通過在行星桿件的上部安裝毛刷和電機，從而達到清洗鞋子內(nèi)部的目的;為使鞋子更好地固定在鞋架上，專門設(shè)計了一款配套的鞋夾，此鞋夾可同時夾住鞋子的鞋幫和鞋底;在行星毛刷上還設(shè)置有噴口，用于噴水，從內(nèi)部對鞋子進行噴洗，同時可噴出消毒液，使鞋子更加衛(wèi)生。半爪仿生的鞋夾使中軸毛刷和內(nèi)刷能更加充分地對鞋幫及鞋內(nèi)進行清洗，使鞋子洗刷更徹底，更干凈;夾子毛刷選用適當?shù)牟牧?，在不傷鞋的同時起到清洗的作用;采用內(nèi)槽離心旋轉(zhuǎn)與烘干的方式能夠更好地使鞋子干透。

本洗鞋機主要由機殼、內(nèi)桶、中央底座、中央毛刷輥子、各種行星齒輪、電機、鞋子支架、電器元件、各部位毛刷和管道等組成。控制面板安裝在蓋板上，可通過觸摸控制。中央毛刷輥子安裝在中央底盤上方，并與電機相連，中央底盤固定在內(nèi)桶上，中央底盤上均勻分布著六個鞋固定支架，可放置三雙鞋同時清洗，鞋固定支架為半爪仿形，由于全仿形需要鞋模才能準確清洗各種類別的鞋子，半仿形更方便、實用。鞋支架分為鞋毛刷支架頭部和鞋毛刷支架底部，兩部分中間加工有結(jié)合槽，可以保證一定距離的滑移，通過中間放置彈簧保證整個鞋支架毛刷的彈性伸縮。鞋支架毛刷上下兩部分內(nèi)部中空，且加工有數(shù)個均勻分布的小孔。下面的電機帶動六個行星齒輪，從而帶動整個系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，達到清洗鞋的目的。設(shè)置需要的清洗程序或者直接選擇默認程序，蓋上機蓋。進水口開始進水，直到達到限位標識后，進水停止，電動機啟動并開始工作。電動機帶動中心軸在電路控制系統(tǒng)的作用下作正反方向的間斷性定時旋轉(zhuǎn)，帶動腔體內(nèi)的水在桶體內(nèi)受到水平方向和豎直方向的作用力。在桶體這一個小空間內(nèi)，不同方向的渦流作用力使得鞋子在桶體內(nèi)強烈翻滾，鞋子與鞋子之間，鞋子與刷子之間存在反復(fù)的機械運動，間接地達到了類似于人手工刷鞋時的效果和目的。電路控制系統(tǒng)采用Arduino開發(fā)板，編寫程序輔助洗鞋機進行定時工作、清洗、脫水、烘干等功能。桶體系統(tǒng)主要由盛裝水的腔體結(jié)構(gòu)、自動洗鞋機機蓋、內(nèi)部平衡環(huán)、四根位于中心位的毛刷輥子、傳動裝置（包括交流電動機、離合器、平衡塊和皮帶傳動部分）。

三、結(jié)語

本文提出了鞋內(nèi)鞋外一體式洗鞋機研制、設(shè)計的方案，研究了鞋內(nèi)鞋外一體式洗鞋機制造工工藝及其模型，搭建了鞋內(nèi)鞋外一體式洗鞋機的總體結(jié)構(gòu)，解析了鞋內(nèi)鞋外一體式洗鞋機性能的工作原理。

參考文獻

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