一種改進型手壓式拖把的設計

吳釗++朱金寶

摘 要：本文重點研究了手壓式拖把桿、甩干桶的設計制作，對手壓式拖把各部分組成的原理及其特點進行闡述。

關鍵詞：手壓式拖把；拖把桿；拖把桶

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.194

1 引言

隨著人們生活水平不斷提高，大眾對生活質量有了更高的要求。現如今絕大多數家庭仍然在使用傳統的木桿布拖把，在使用中這類拖把容易滋生真菌和細菌等微生物，對家庭成員尤其是老人和孩子的健康有很大影響。市場調研結果表明：①市場上目前銷售的拖把75%都是普通型；②學校，醫院等公共場所使用的拖把基本是普通型拖把；③市場上的拖把除水工具或多或少都有不足。但是在拖地時，我們追求快捷高效、方便省力、經濟實惠，因此手壓式旋轉拖把便產生了，而且深受各類人士的喜愛。手壓式旋轉拖把，能夠方便我們清潔，不用太過勞累去洗拖把頭，操作簡易，不臟手，360度旋轉拖把頭，適合各種場合的擦、托、洗，大大減少了傳統拖地的時間和勞動強度。我們了解了國內外拖把的生產核心技術的研發動向、設備、技術運用以及未來趨勢，探討一種改進型手壓式旋轉拖把的設計思路。

2 手壓式拖把桿的設計

（1）手壓式拖把桿的結構組成和特征。一般的手壓式拖把桿由固定螺母、固定螺絲、上柄桿、調節螺母、雙插口、下柄口、軸、卡槽以及拖把頭組成。其主要洗甩拖把的功能部件是拖把桿，它由兩個內、外桿體相互嵌套而成，其中在內桿體內設計了帶有螺旋溝槽的轉動套、與外桿體固連的導向軸芯、可沿導向軸芯轉動的旋轉導件、用于阻擋旋轉導件脫出的擋部、可阻止旋轉導件旋轉的制動部。旋轉導件在擋部與制動部間可作上下小距離移動，且移動至最上端，其上端面與制動部下端面止轉配合，移動至最下端，其上端面與制動部下端面相脫離；旋轉導件外圍沿周向均布有與所述螺旋溝槽相配合的凸部，通過下壓外桿體，旋轉導件通過其凸旋溝槽相互配合下帶動轉動套旋轉；通過上拉外桿體，旋轉導件通過自身重力作用沿螺旋溝槽空轉。

所述凸表面為球面結構，而且導向軸芯上套設于有一彈簧，彈簧下端位于轉動套的上端部，再進一步說轉動套內壁的螺旋溝槽為由密到疏設置，或為由疏到密再到疏設置。制動部下端部設有上棘齒，旋轉導件上端部設有與上棘齒相配合的下棘齒，棘齒與下棘齒之間設有相互配合的嚙合面和滑動面。制動部為固設于導向軸芯上的塑料內套。所述制動部為與導向軸芯上一體結構的突出部。進一步的，導向軸芯的上端設有與外桿體可拆卸地連接一固定端。轉動套的上下兩端的外圍分別沿軸向設有凸筋，固定端與轉動套上端部之間設有緩沖件。

（2）手壓式拖把桿的工作原理。手壓式拖把桿采用點與面之間的傳動，即利用旋轉導件上的凸部沿螺旋溝槽運動來驅動旋轉導件旋轉，減小了兩傳動件之間的接觸的面積，減小了摩擦力，大大提高了轉動速度，脫水效果明顯提升。旋轉導件的凸部沿螺旋溝槽內轉動的靈活度較高，圓點與螺旋溝槽的配合順暢，沒有潤滑劑的情況下也不會出現卡死現象，上拉或下壓均十分省力輕松。旋轉導件的上端部與制動部的下端部單向止轉配合，上拉時，旋轉導件在自身重力作用和螺旋溝槽對凸部產生一個向下的摩擦力的雙重作用下，旋轉導件完全與制動部分離，形成空轉的同時不接觸制動部的任何部位，不會產生噪音和摩擦阻力，長時間使用也不會出現拖把頭空轉現象。而且導向軸芯的垂直運動直接驅動轉動套旋轉，整體損耗小，旋轉速度更快，脫水效果更好。

3 拖把桶的設計

（1）拖把桶的結構。拖把桶是由提手、防水擋板、洗滌槽、離心力脫水藍、內置傳動機構以及防滑腳組成。桶體底部一個半桶中安裝了一個可以通過垂直傳動軸旋轉的甩干籃，另一個半桶底部安裝了同樣可以旋轉的洗滌攪動盤，它的中間安裝了一個凸出的驅動軸，驅動軸通過減速裝置與洗滌攪動盤連接，轉動的驅動軸即可減速帶動洗滌攪動盤轉動。減速裝置使用行星齒輪機構減速，由多個行星支架、行星齒輪以及限位底座構成，銷軸和上下端蓋共同構成了行星支架，安裝在銷軸上行星齒輪與限位底座上的內齒圈和中心齒輪同時嚙合，行星支架的上端蓋和洗滌攪動盤固定連接，而且它們之間加裝了可以彈出的聯動銷，并且在聯動銷之下安裝了彈簧。

（2）拖把桶的工作減速及原理。在洗拖把頭時，拖把頭的中間旋轉體底部凹槽和洗滌攪動盤的驅動軸頂端結合在一起，以此來使洗滌攪動盤的驅動軸聯合旋轉，然后行星齒輪、中心齒輪等組成的齒輪組開始轉動，然后帶動洗滌攪動盤減速轉動，一般的減速比能夠達到3∶1，最后洗滌攪動盤帶動拖把底盤轉動，為使它們能夠牢固的結合，它們之間安裝了可以彈出的聯動銷，并且在拖把線盤上設計了能與聯動銷相配合的孔，聯動銷可彈出插入孔，以此來達到洗滌拖把頭的功能。通過設置行星減速裝置，降低了拖把頭沖洗時的轉動速度，能避免水濺到桶外，當然主要是同時減小了驅動洗滌攪動盤的三分之二的扭力，使我們只要提供不多的壓力就能達到洗滌效果。

甩干的時候，拖把的中間旋轉體底部凹槽與甩干籃的中間凸起結合，在下壓力的作用下甩水籃同時旋轉，通過聯動效應使得圓盤旋轉，從而達成了手壓式拖把的脫水效果，它的工作原理與洗滌時的相一致。這種減速裝置使得拖把在脫水的時候更加省力，從而能夠得到優秀的脫水效果，與此同時還可以實現洗滌功能，對于廣大用戶來說這是一個很好地使用操作體驗。

4 研究結果及分析

手壓式旋轉拖把包括手壓旋轉拖把桿、傳動齒輪盤和拖把盤。手壓旋轉拖把桿和傳動齒輪盤之間設有驅動套和旋轉件，旋轉件通過卡件與傳動齒輪盤活動連接，傳動齒輪盤包括基座和上蓋，基座上設有中心主動輪和兩側被動輪，兩側被動輪的輪軸底端連接拖把盤，中心主動輪的輪軸頂端設有驅動頭；基座上設有定位凸頭；拖把桶上設定位凸臺，定位凸臺上設有定位槽。我們的技術優點是：直接減輕了拖把桶的重量，簡化了拖把桶的生產工藝，實現了手壓驅動拖把桿，設計合理，結構簡單，操作便捷。

參考文獻：

[1]孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理[M].第8版.高等教育出版社，2013.

[2]成大先主編.機械設計手冊（第5版）[M].北京：化學工業出版社，2008.

[3]李兵.小型除垢拖把設計探討[J].科技創新與應用，2014（01）.

大學生創新創業訓練項目2015DC15