新一代洗鞋機原理設計研究

劉孝林 蘇兵 于若男 巫小艷

摘 要：洗衣機的出現解決了人們洗衣服的問題，一定程度上提高了人們的生活質量，隨著科技發展和人們收入水平的增加，人們對美好生活的向往，迫切需要一款機器來解決人們洗鞋的問題，目前市面上雖然已有洗鞋機，但由于其在清洗鞋子的過程中并未固定鞋子，加上清洗方法過于單一，容易對鞋子造成傷害且對鞋子內部清洗程度很小，所以并沒有大規模的在市場上應用。本文提出了一種新的洗鞋機原理設計方案，皆在彌補傳統洗鞋機性能上的不足，利用小型洗衣機的原理并在此基礎上做出創新，從而使新一代洗鞋機能更加快速高效的清洗鞋子，滿足人們的生活需求。

關鍵詞：洗鞋機;高效清潔;小巧方便

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.320

1 整體組成結構設計方案

新一代洗鞋機主要由主刷系統，副刷系統，夾持系統，控制系統構成，總動力來源于單向異步電動機，使用交流電，整體結構如圖，下面具體對每個系統展開分析。

1.1 主刷系統

主刷系統沿用了市面上傳統洗鞋機的清洗毛刷，其作用在于在工作過程中對鞋子外表面進行清洗，同時帶動水流流動沖擊鞋面使得水中的清洗劑等成分能帶走鞋上的污漬，如圖，電動機通過皮帶將其動力傳遞給主刷，實現主刷動力供給。

1.2 副刷系統

副刷由固定在機箱后面的單獨的振動電機及高速馬達提供動力。振動電機通過旋轉依靠傳動軸帶動刷頭做左右兩向圓周運動，加強摩擦力清潔鞋內部，轉速控制在7000——9000r/s，同時高速馬達工作，驅動刷頭產生達到高頻率的垂直于刷柄高速往復振動，振動頻率控制在一分鐘4k——15k次內。這種設計靈感來源于混合型電動牙刷。這樣設計的目的在于使副刷在做圓周機械運動的同時進行聲波級的震動，使副刷工作時，單位時間內刷毛與鞋的接觸更大，多次數的作用于鞋內達到鞋內部的高效清潔。機箱壁上一共設置四個副刷，每個副刷分別有一個動力裝置提供動力，從而保證各副刷動力的穩定。

1.3 夾持系統

每一個副刷旁邊均布置一個固定裝置。如圖所示，一共在壁上是四個固定裝置，所有的固定裝置一起組成夾持系統。這樣設計的目的在于固定鞋子，從而保證副刷對鞋子內部的高效清潔。固定裝置采用強度高，耐磨性和抗腐蝕性良好的尼龍材料，經機械加工制作，鞋夾內部安裝彈簧，兩側鞋夾均可拉伸，從而保證對鞋有效的固定及洗鞋時鞋子安裝和取出的方便。兩鞋夾的豎向距離設置為150mm，鞋夾寬度設為140mm，固定裝置長度設置為260mm，寬度設置為180mm，從而確保該固定裝置能固定各種尺碼的鞋。

1.4 控制系統

由于本洗鞋機是基于目前市場上洗鞋機和洗衣機的創新。故控制系統采用“基于時間觸發的洗衣機嵌入式軟件控制系統”其控制的總體框圖如圖。

2 洗鞋機工作步驟

洗鞋機工作的第一步需要用戶通過固定裝置手動固定鞋子，其次，洗鞋機需要通過用戶選擇控制面板上的洗鞋程序，按下啟動開關，水閥打開，向桶內注水，當水位傳感器監測到水位已到時，關閉水閥。其中電動機使轉筒旋轉及副刷振動。到達預設時間時，電機停止工作，打開抽水泵排水，排水完畢后關閉抽水泵。過程如圖

3 結束語

本文設計研究了一種新的洗鞋機的設計方案，該方案的清洗裝置由主刷系統及副刷系統組成，綜合考慮了洗鞋機對鞋內部，外部的多方位高效清洗。創新的加入了固定裝置，從而大幅減少了洗鞋過程中由于未固定鞋從而使鞋發生損壞的情況。其次，該方案在目前已有的洗鞋機及洗衣機的基礎上進行創新設計，后續開發加工成本較低。此外，該洗鞋機適用于各種尺碼的鞋的清洗，使洗鞋更方便高效從而提高了人們的生活品質。

參考文獻

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作者簡介

劉孝林（1998-），男，漢族，四川涼山州人，本科在讀，四川文理學院建筑工程學院，研究方向：土木工程。

蘇兵（1997—），男，彝族，四川雅安人，本科在讀，四川文理學院建筑工程學院，研究方向：土木工程。

于若男，四川文理學院美術學院。

巫小艷，四川文理學院教師教育學院。