自動灑水機構(gòu)在拖把上應(yīng)用的研究

武漢市洪山高級中學(xué) 王暐宇

自動灑水機構(gòu)在拖把上應(yīng)用的研究

武漢市洪山高級中學(xué) 王暐宇

針對現(xiàn)有拖把拖地時需不斷蘸水的復(fù)雜性以及不便性，本文設(shè)計了一種能夠自動噴水的拖把，通過巧妙的機構(gòu)設(shè)計，該種類型拖把不僅可以實現(xiàn)自動灑水，并且根據(jù)地面污漬的多少，人為的調(diào)整水量的多少。改進(jìn)的拖把不僅避免了不斷蘸水的繁復(fù)性，而且可以用最少的水量消耗來達(dá)到清潔地面的目的。

節(jié)水；自動灑水；拖把；改進(jìn)

1 引言

隨著經(jīng)濟的逐漸發(fā)展，環(huán)保清潔觀念深入人心，而拖把在如今生活的清潔過程中扮演著越來越重要的角色，它保證了室內(nèi)環(huán)境的清潔和舒適，成為人們生活的必需品。同時,為了讓拖地的過程更加高質(zhì)和高效,市場上創(chuàng)新型的拖把也是層出不窮,從第一代傳統(tǒng)的水拖到現(xiàn)在的多功能自動拖把等都出現(xiàn)在人們的視野。

拖把是通過蘸取適量水分將地面污物溶開后擦除的方式達(dá)到清潔作用的。傳統(tǒng)的水拖通過將棉型紡紗為原料制成條狀，再將若干條狀紡紗通過某種固定方式固定在拖把桿上；市場上普遍使用的還有平板拖把,這種拖把即將傳統(tǒng)水拖的布條固定在平板上,同時拖把桿與平板可以自由旋轉(zhuǎn),可以實現(xiàn)桌底等狹小空間的清掃；此外還有吸水海綿拖把也漸漸被市場所接受,這種拖把通過PVC吸水膠棉頭代替了傳統(tǒng)的棉型紡紗材料,這種拖把的優(yōu)點是通過某種機械結(jié)構(gòu),可以達(dá)到免手洗免手?jǐn)Q就可以將拖把的水分?jǐn)D出的目的。然而現(xiàn)有的拖把基本都沒有儲水功能，在開始拖地之前需要到水池等地方將拖把沾濕,拖地一段時間之后,拖把水分減少又需往復(fù)蘸水,如此往復(fù)比較繁瑣不便,造成水資源浪費的同時又讓地面不同的地區(qū)干濕度差異較大。如何實現(xiàn)拖把高質(zhì)高效的拖地功能成為亟待解決的問題。

基于現(xiàn)有拖把的弊端，本設(shè)計目的在于通過機構(gòu)及檢測系統(tǒng)，利用拖把的前進(jìn)和后退實現(xiàn)自動噴水和自動停水，這樣就可以極大地提高使用者的效率。在拖把往前推動時，滾輪檢測機構(gòu)將噴水機構(gòu)開啟，水泵灑水到拖把前方，使拖把前方的地面有一定的水量來浸濕污漬，當(dāng)拖把的海綿或者棉條經(jīng)過污漬時就可以起到清潔污漬的作用；同時拖把需要變更方向或者停止工作而后退的時候，需要拖把停止噴水來避免地面濕潤，這時通過滾輪檢測機構(gòu)將噴水機構(gòu)的開關(guān)關(guān)閉，停止噴水。

2 噴水拖把的技術(shù)方案

對于噴水拖把的設(shè)計過程， 研究方案如下：

1)市場調(diào)研與文獻(xiàn)查詢：通過對人員拖地時的勞動強度和拖地效果進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有拖把存在如下不足：a、人們每次拖地至少要兩遍（一次濕拖把拖地、一次干拖把拖地），拖地時勞動強度較大；b、拖地時需要來回往復(fù)蘸水，非常不便；c、拖地后地上水漬很多，分布不均，效果不是很理想。

2)針對性設(shè)計：鑒于上述拖把拖地存在的幾個問題，進(jìn)行針對性的改善，為了減少拖地的次數(shù)和防止拖地后水漬過多的問題，巧妙采用隨噴水隨拖地的方式。此外，還根據(jù)地面的污漬多少調(diào)節(jié)噴水量的多少。針對往復(fù)蘸水的問題，采用外加儲水罐的方式來解決。

3)結(jié)構(gòu)設(shè)計與實驗：有了上述想法，就設(shè)計出了噴水式拖把各個模塊，并通過實驗探究，反饋修改，完善優(yōu)化結(jié)構(gòu)，完美的解決了現(xiàn)有拖把的不足之處。

3 水拖把的構(gòu)成

所設(shè)計的能夠自動噴水的拖把，其結(jié)構(gòu)主要由拖把頭、拖把桿、微型水泵（可調(diào)節(jié)流量）、噴頭、噴水開關(guān)裝置等部分組成。

1)拖把頭、拖把桿：拖把頭與拖把桿與現(xiàn)有的拖把類似，沒有什么差別，具體材質(zhì)可以視具體情況來選擇。

2)微型水泵：采用的水泵為流量可調(diào)節(jié)的水泵，使用者可根據(jù)地面污漬的多少手動調(diào)節(jié)其流量，污漬越多可將流量開得越大，另外水泵較小，不會增加太多的重負(fù)。

3)噴頭：采用市場上的含有過濾芯的防堵塞噴頭，避免因水質(zhì)較臟所引起的噴頭堵塞，影響使用。

4)噴水開關(guān)裝置：由于通常的拖地動作涉及到前進(jìn)與后退兩個動作，前進(jìn)時噴水可以使地面更加干凈，但是后退時噴水只會留下水漬，為了避免這個問題，設(shè)計了一種開關(guān)裝置，使其能夠保證拖把前進(jìn)噴水而后退不噴水。

4 噴水拖把的結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)拖地時，保證前進(jìn)噴水，后退不噴水，設(shè)計了如圖1所示的機構(gòu)：

圖1 噴水開關(guān)裝置設(shè)計圖

通過上述設(shè)計圖可以看出，該結(jié)構(gòu)由本體、橡膠輪、軸（四根）、聯(lián)軸器、皮帶輪、皮帶、進(jìn)水口、出水口等幾個部分組成。

總體來說，該種自動噴水的拖把主要由三個模塊組成：配水模塊、運動模塊和水流開關(guān)模塊，下面對這幾個模塊進(jìn)行分開論述：

4.1 配水裝置

1)進(jìn)水口：進(jìn)水口與拖把上的儲水罐相連，中間輔以水泵連接，實際操作時，可以根據(jù)地面的實際情況通過手動調(diào)節(jié)來決定水閥開口的大小，進(jìn)而決定水流量的大小，達(dá)到因地制宜的效果。

2)出水口：出水口與噴頭相連，保證有水流能夠從噴頭灑出，噴頭根據(jù)流量的不同，可以采取不同的噴灑方式。

4.2 運動裝置

該裝置中運動的傳遞路線為下述所示：

1)橡膠輪采用合理的紋路設(shè)計，在與地面接觸時，由于摩擦力的原因，驅(qū)動橡膠輪旋轉(zhuǎn)起來，產(chǎn)生動力。

2)橡膠輪通過套在輪轂上的軸來帶動該軸上的皮帶輪旋轉(zhuǎn)。3)下方的皮帶輪通過皮帶傳動的形式來帶動上面的皮帶輪旋轉(zhuǎn)。4)皮帶輪通過軸連接聯(lián)軸器，然后聯(lián)軸器帶動起開關(guān)作用的軸運動。通過上述四個步驟，即可實現(xiàn)動力的傳遞，將帶動起開關(guān)作用的軸旋轉(zhuǎn)起來。

4.3 水流通斷部分的設(shè)計

基于水龍頭原理、安全聯(lián)軸器的過載保護(hù)原理，我們設(shè)計了合理的結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)了拖把前進(jìn)噴水，后退不噴水這一功能。

當(dāng)帶動拖把前進(jìn)時，橡膠輪轉(zhuǎn)動，最終帶動起開關(guān)作用的軸轉(zhuǎn)動，此時帶開關(guān)的軸上擋塊與本體上的擋塊正好接觸，軸不能轉(zhuǎn)動，此時力過大，為了保證軸不損壞，這個時候安全聯(lián)軸器起作用，使安全聯(lián)軸器兩端的軸分離開來，這個時候動力將不會傳遞到起開關(guān)作用的軸，同時，軸轉(zhuǎn)過恰當(dāng)?shù)慕嵌?，使得軸上的孔正好對準(zhǔn)進(jìn)出水口，使得有水能夠流出，起到了拖把前進(jìn)時能夠自動噴水的目的。

當(dāng)帶動拖把后退時，橡膠輪反轉(zhuǎn)，最終帶動起開關(guān)作用的軸反向轉(zhuǎn)動，當(dāng)該軸反向轉(zhuǎn)動90度后，軸上的擋塊正好與本體上的擋塊接觸，此時軸不能轉(zhuǎn)動，與正轉(zhuǎn)時類似，安全聯(lián)軸器起作用，使軸分離，動力不將再傳遞到該軸上，此時，軸上的孔正好被堵住，不能有水通過，起到了拖把后退時不能噴水的目的。

通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)拖把前進(jìn)噴水，后退不噴水，來達(dá)到前進(jìn)利用水清洗污漬，后退利用拖把來拖干地面的目的，減少干濕拖把兩用的繁瑣步驟。

5 總結(jié)

通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，此種拖把可以因地制宜，根據(jù)污漬的多少，手動調(diào)節(jié)水流量的多少，用最少的水量達(dá)到最優(yōu)的拖地效果。此外，該種拖把前進(jìn)噴水后退不噴水的效果能夠很好地解決我們?nèi)粘Ｉ钪型系匦枰蓾裰貜?fù)進(jìn)行兩次工作以及拖地后水漬較多、分布不均勻的問題，因為噴水水量少，且后退拖地可以在一定程度上達(dá)到干拖把拖地的效果，所以此種拖把一次拖地就可以達(dá)到地面既清潔又較為干燥的目的。綜合上述分析討論，此種拖把結(jié)構(gòu)新穎，功能完善，成本不高，可以較大地改進(jìn)人們的生活質(zhì)量，具有較好的運用前景。

王暐宇（2000—），男，湖北武漢人，高中生。