手推式微型清掃機(jī)的設(shè)計(jì)說明

【摘 要】手推式微型清掃機(jī)主要適用于車站、校園、廣場(chǎng)等人流較多，垃圾分布散亂的場(chǎng)所。動(dòng)力源不依靠汽油機(jī)、柴油機(jī)等耗能設(shè)備，工作時(shí)不產(chǎn)生噪音污染，自身具有垃圾收集及防塵裝置。本清掃機(jī)主要由清掃機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、垃圾收集機(jī)構(gòu)及機(jī)架四部分組成。由人推動(dòng)清掃機(jī)，使其主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)前置的滾筒掃刷轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)清掃。同時(shí)垃圾收集裝置將清掃到的垃圾全部集入垃圾箱，機(jī)殼也起到防塵罩的作用，保證清掃過程不會(huì)楊塵。當(dāng)?shù)怪瓌?dòng)清掃機(jī)時(shí)，由于滾筒掃刷與鏈傳動(dòng)中的飛輪同軸，所以不會(huì)發(fā)生掃刷倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，保證了已清掃的垃圾不會(huì)吐出清掃機(jī)外部。

【關(guān)鍵詞】清掃機(jī)；微型；鏈傳動(dòng)；滾筒掃刷

0.引言

手推式微型清掃機(jī)主要適用于車站、學(xué)校、廣場(chǎng)等人流聚集，垃圾分布散亂的場(chǎng)所。在這些場(chǎng)所里常見一些環(huán)衛(wèi)工人拿著掃把和簸箕進(jìn)行清掃，其工作量大，清掃一次垃圾通常要走很多步，在行走不需要清掃時(shí)兩只手都要提著清掃工具，這是一個(gè)十分耗力的過程，為了改善環(huán)衛(wèi)工人這種耗力的清掃現(xiàn)狀，筆者設(shè)計(jì)了手推式微型清掃機(jī)，它將掃把和垃圾收集裝置科學(xué)的組合在一起，降低環(huán)衛(wèi)工人不清掃時(shí)的體力消耗，也提高了清掃效率。

1.設(shè)計(jì)原理

1.1清掃原理

本清掃機(jī)的清掃原理是，如滾筒掃刷繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將進(jìn)入清掃范圍的垃圾掃入與掃刷有一定擠壓的簸箕內(nèi)，并保證垃圾沿簸箕隨掃刷轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入垃圾箱。

1.2傳動(dòng)原理

圖2傳動(dòng)原理圖

由人推動(dòng)清掃機(jī)使其主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)并與鏈輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鏈條將動(dòng)力傳輸?shù)斤w輪上，飛輪與滾筒掃刷同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。整個(gè)過程為加速傳動(dòng)。

2.清掃機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇

筆者設(shè)計(jì)原則是：以最簡(jiǎn)單的原理實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的要求動(dòng)作。在這個(gè)方向上，進(jìn)行齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及其實(shí)現(xiàn)難易程度的比較。最終選擇鏈傳動(dòng)，并定為小節(jié)距單排鏈傳動(dòng)。主要傳動(dòng)裝置定為鏈輪、鏈條。

2.2傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)

要想使清掃機(jī)在人體步速0.8m/s的情況下完成清掃過程，傳動(dòng)過程必須是加速傳動(dòng)，根據(jù)傳動(dòng)比計(jì)算公式：i==，考慮鏈輪齒數(shù)比，而一般鏈輪的設(shè)計(jì)齒數(shù)不能少于17齒，為達(dá)到更大的傳動(dòng)比，我們將小鏈輪定為16齒的飛輪，大鏈輪的齒數(shù)設(shè)計(jì)為57，這樣便得到傳動(dòng)比：i===3.56。

3.清掃機(jī)前后軸距離的確定

前后軸的距離主要是根據(jù)鏈傳動(dòng)裝置的中心距來確定。

鏈傳動(dòng)中心距的計(jì)算：

4.清掃機(jī)掃刷運(yùn)動(dòng)軌跡的分析

手推式微型清掃機(jī)工作時(shí)，滾筒掃刷一面旋轉(zhuǎn)，一面隨清掃機(jī)前進(jìn)，因此掃刷的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是滾筒掃刷的旋轉(zhuǎn)和清掃機(jī)前進(jìn)兩種運(yùn)動(dòng)的合成，其運(yùn)動(dòng)軌跡是擺線。而擺線的形狀主要由清掃機(jī)的清掃速比λq決定。

結(jié)論：如果λq<1，即V<λq，則不論掃刷運(yùn)動(dòng)到什么位置，掃刷端點(diǎn)的水平分速度vx始終與清掃機(jī)前進(jìn)方向相同，其運(yùn)動(dòng)軌跡是短擺線，這時(shí)掃刷不能向后推垃圾，而出現(xiàn)掃刷向前推垃圾的現(xiàn)象，使清掃機(jī)不能正常工作。

如果λq>1，則當(dāng)掃刷運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)vx<0的情況，即掃刷端點(diǎn)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的水平分速度與清掃機(jī)前進(jìn)方向相反，其運(yùn)動(dòng)軌跡為余擺線，掃刷能夠向后推動(dòng)垃圾。

5.總體方案圖的設(shè)計(jì)

5.1 掃刷

5.2垃圾收集裝置

5.3總裝圖

6.本清掃機(jī)的性能

7.手推式微型清掃機(jī)的創(chuàng)新和優(yōu)勢(shì)

7.1手推式微型清掃機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)

與其他清掃類機(jī)器相比，本清掃機(jī)的創(chuàng)新之處有以下幾點(diǎn)：

（1）手推式微型清掃機(jī)只需人力推動(dòng)即可完成清掃工作。與腳踏車式清掃機(jī)相比，本清掃機(jī)不需要承載人體重量，操作更省力。

（2）本清掃機(jī)完成所有清掃及垃圾收集等工作的同時(shí)不造成揚(yáng)塵污染以及噪音污染，不需要任何燃料，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，也符合現(xiàn)代人低碳生活的理念。

（3）本清掃機(jī)利用最簡(jiǎn)單的原理實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的目標(biāo)動(dòng)作。

（4）清掃機(jī)整體結(jié)構(gòu)易拆卸，使用方便，容易保養(yǎng)和維修。

7.2手推式微型清掃機(jī)的優(yōu)勢(shì)

與人工清掃相比較，筆者設(shè)計(jì)的這款清掃機(jī)的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

清掃機(jī)所有的設(shè)計(jì)均以選取最安全有效又實(shí)用的材料為基礎(chǔ)的原則上繪制設(shè)計(jì)圖，材料容易購(gòu)買且廉價(jià)實(shí)惠。

8.結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)手推式微型清掃機(jī)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析，在理論方面驗(yàn)證了其可行性和可靠性，為其制造提供了科學(xué)依據(jù)。若經(jīng)過實(shí)際制造和實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際再進(jìn)行機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，將更加保證清掃機(jī)的良好性能。在完成本文章的撰寫時(shí)，手推式微型清掃機(jī)各機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始進(jìn)行實(shí)際制作材料的選定。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］魏崇斌，王文靜，王海紅.新型清掃車的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師，2006，(4)：135.

［２］李志紅，林又紅，但斌斌，周鼎，陸錫佳.特種微型路面清掃車[J].工程機(jī)械，2009，(1)：17-19.

［３］趙丕玉，劉仁杰，周浩，左有為，陳豐峰.多功能智能環(huán)保型清掃車的研制[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010，(5)：131-133.

［４］張桂豐.電機(jī)驅(qū)動(dòng)清掃裝置的環(huán)保型清掃車總體設(shè)計(jì)[J].福建農(nóng)機(jī)，2008，(3)：65-67.

［５］李根，謝子巖.腳踏環(huán)保清掃車設(shè)計(jì)說明書[DB/OL]．