清洁机的创新设计

1清洁机的设计

1．1清洁机总体设计

该清洁机的总体设计框图如图所示。清洁机的正常运转需驱动元件来驱动，也就是指电动机。为了尽量减小清洁机的体积和质量，故采用微型电动机。电动机的输出通过传动部分同时传递给执行装置和喷水装置，喷水装置将蓄水装置中的水喷到执行装置上，与执行装置共同完成清洁功能。

1．2清洁机结构设计

多功能清洁机的结构设计是从紧凑、简易的特点出发，实现传动装置、执行装置和喷水装置的完美结合。清洁机的结构如图2所示，主要包括工作轴杆、传动齿轮和凸轮、微型电动机、活塞、进出水管、开关和电源。微型电动机的选用是清洁机设计的关键。电动机选用要满足体积小、重量轻的特点，还要求能够实现其功能，所以选用的微型电动机的额定电压为12V，转速为110r/min。工作轴杆由轴承支撑，具体工作时，根据工作场所的不同，其外部应配有相应的清洁介质，例如钢丝、海绵、毛毡等。设计轴杆的直径时，应根据实际工作载荷，并满足强度和刚度经验设计公式。齿轮和凸轮的设计与制造对清洁机功能的实现也非常重要。为了减轻重量，清洁机的齿轮和凸轮的材料选用的是聚甲醛(POM)。塑料齿轮的结构设计可查阅相关文献，在此不再赘述。凸轮的结构如图所示，如此设计可增加喷射装置的喷水频率，从而起到更好的清除效果。

1．3清洁机工作原理

此清洁机原理简单易懂，其工作原理为:合上开关，接通电源，电动机进入工作状态。电动机的输出通过啮合的齿轮一方面传递给工作轴杆，使其旋转，完成主功能;另一方面传给凸轮，拉动活塞杆使活塞前移，从水箱中吸水，然后活塞在弹簧的作用下复位，将水注入出水管。在两者的相互配合下，共同完成清洁功能。

2结语

笔者设计的清洁机能有效去除张贴面积小、比较分散的户外小广告，在一定程度上降低了清洁工人的劳动强度、成本较低、便于推广。虽然本清洁机有许多优点，但是由于是初步设计，为了使清洁机更加完善，仍有许多工作有待后续进行。对于本清洁机，可以从以下方面进行改进:

(1)研究多种能套在工作轴杆上的工作介质。

因为不同材质的平面需用不同材质的工作介质才能起到良好的清洁效果，所以研究多种工作介质可有效清除墙面上的小广告、玻璃上的灰尘、黑板上的粉笔字等，从而进一步实现清洁机的多功能。

(2)研制一种绿色化学试剂。

本清洁机工作时是用水将广告润湿，然后靠摩擦力将其去除。若是研制出一种能与粘贴剂相互反应的绿色化学试剂，将会更好地完成清洁机的功能。

(3)研究多工作轴杆的清洁机。

设计时，使各个轴杆工作时的运转方式不同;清洁时，根据需要进行轴杆间的切换，达到最佳清洁效果。

(4)研究带有收集装置的清洁机。

收集装置的作用是收集工作时的废水、废纸，实现废水的回收再利用，同时保护环境卫生。

(5)研究可实现修补功能的清洁机。

对于一些在摩擦力作用下易受损的墙面，具有修补功能的清洁机可在清除广告后对墙面进行修补，去除广告的同时又不失美观。

作者：姜亮良 单位：青岛理工大学