基于電氣自動化控制的除塵裝置設計

金昕怡 何可瑞

(1.東北林業大學機電工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.東北林業大學信息與計算機工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

一直以來作為科技領域的核心學科之一，傳統電氣工程經常與“創造產生電氣”“電子系統”這些詞相關聯。但是隨著社會進步和科技發展，21世紀的電氣工程有著更廣闊的研究范圍和更長遠的發展前景。科技的發展使得人們更加注重生活品質的追求，將電氣工程與其他技術行業相結合則是其中重要途徑之一。結合生活經驗和調查研究發現，市場上現有的除塵裝置雖然種類多樣，但工作原理大同小異，大多數是利用引風機將灰塵含塵氣體吸入指定的容器中，長期使用吸入通道的內壁極易堆積大量灰塵，嚴重影響除塵器的正常工作；另一方面市場上現有的除塵裝置工作時不能自行移動，需要人工推動，因此大大降低了體驗好感度，存在著極大的不便之處。基于以上，本文將電氣工程與除塵器相結合，提出了一種電氣工程除塵裝置來解決上述兩大問題。改進后的除塵裝置可以解決內壁堆積灰塵問題，實現自行移動，解放雙手，提升生活品質，體驗科技發展帶來的幸福感。

1 電氣工程除塵的自動化裝置的整體布局

電氣工程除塵的自動化裝置的總體方案布局主要由滑軌，除塵箱和吸塵器三部分組成。

滑軌上連接有驅動輪與從動輪，除塵箱內設置吸塵腔和工作腔，吸塵腔與吸塵器的輸入端相通。吸塵腔上第一滑槽內轉動有轉動環,轉動環上固定有清理刷，清理刷與吸塵腔內壁相貼合。工作腔內電機的輸出端固定有第一轉軸，第一轉軸上固定有轉筒，轉筒通過第一摩擦帶與轉動環轉動相連，除塵箱頂部有第二轉軸和轉動座，驅動輪轉動在第二轉軸上，第一齒輪固定在第二轉軸上，轉動座上轉動有第三轉軸，第三轉軸的一端固定有第二齒輪，第二齒輪與第一齒輪相嚙合，轉筒通過第二摩擦帶與第三轉軸轉動相連。裝置可實現自行清理設備內部的工作，以及通過滑軌移動自動進行除塵的工作，電氣除塵的自動化裝置如圖1，圖2所示。

2 電氣工程除塵的自動化裝置的組件設計

2.1 吸塵器

吸塵器設置在除塵箱內，除塵箱內從左到右依次設有吸塵腔、工作腔，吸塵腔與吸塵器的輸入端相通，吸塵腔上開設有第一滑槽和第二滑槽。第一滑槽內轉動連接有轉動環,轉動環上固定連接有清理刷，清理刷與吸塵腔的內壁相貼合。清理刷遠離轉動環的一端固定連接有固定環，固定環轉動連接在第二滑槽內，清理刷的數量為兩組，具體示意圖如圖3，圖4所示。

2.2 工作腔

工作腔內固定連接有電機，電機的輸出端固定連接有第一轉軸，第一轉軸上固定連接有轉筒，轉筒通過第一摩擦帶與轉動環轉動相連，通過第二摩擦帶與第三轉軸轉動相連，主要提供整個裝置的動力驅動功能，并且作為主要紐帶，依托兩個摩擦帶將除塵箱上部的第二轉軸與吸塵器中轉動連接的轉動環連接，從而實現主要結構部分的連動。

2.3 除塵箱頂部(含滑軌)

滑軌處于除塵箱頂部，驅動輪和從動輪滾動連接在滑軌上。驅動輪數量為兩組，兩組驅動輪之間通過第一齒輪轉動相連。轉動連接有第二轉軸和第四轉軸，第二轉軸從上到下依次設有驅動輪和第一齒輪，驅動輪轉動連接在第二轉軸上，第一齒輪固定連接在第二轉軸上，第四轉軸上固定連接有從動輪，除塵箱頂部固定連接轉動座，轉動座上轉動連接有第三轉軸，第三轉軸的一端固定連接有第二齒輪，第二齒輪與第一齒輪相嚙合。

2.4 工作原理

首先規劃好滑軌的方向，再將裝置的驅動輪和從動輪滑動連接在滑軌上，通電開啟電機和吸塵器，吸塵器開始從吸塵腔處吸入灰塵，電機輸出端帶動第一轉軸轉動，第一轉軸帶動轉筒轉動，轉筒帶動第一摩擦帶和第二摩擦帶轉動，第一摩擦帶帶動轉動環轉動，轉動環帶動清理刷轉動，清理刷開始清理吸塵腔內壁，防止關閉裝置后吸塵腔內壁堆積的灰塵從吸塵腔中掉出，造成二次污染。第二摩擦帶帶動第三轉軸轉動，第三轉軸帶動第二齒輪轉動，第二齒輪帶動第一齒輪轉動，第一齒輪帶動第二轉軸轉動，第二轉軸帶動驅動輪轉動，驅動輪在軌道上滑動從而帶動從動輪轉動。

3 電氣工程除塵的自動化裝置的有益效果

本裝置采用驅動輪在軌道上滑動從而帶動從動輪轉動，通過自行清理裝置內部，依靠滑軌移動自動進行除塵工作，可實現穩定移動循環除塵的效果。

一方面本裝置通過吸塵腔上設有第二滑槽,清理刷遠離轉動環的一端固定連接有固定環，固定環轉動連接在第二滑槽內，起到固定清理刷的作用，并且解決了清理刷長時間使用而造成變形的問題；另一方面本裝置選擇兩組清理刷，實現對吸塵腔上下內壁的同時清理，大大提高了工作效率，節約了時間成本。在此基礎之上，本裝置選擇設置驅動輪的數量為兩組，兩組驅動輪之間通過第一齒輪轉動相連，使兩個驅動輪相對轉動帶動除塵箱沿滑軌移動的作用，解決了除塵裝置的人工推動問題，實現了自動除塵的目標。

綜上，本裝置可以有效解決長期吸入吸塵器內通道以及容器內壁堆積灰塵影響工作的問題，并且可以使除塵裝置自行移動，實現了自動除塵目標，大大減少人工成本。除此之外，本裝置還可以有效防止清理過程中灰塵散入空氣中的問題，從而減少生產過程中對于環境的污染，進而起到保護環境的作用。

4 結語

電子技術的巨大進步推動了以計算機網絡為基礎的信息時代的到來，并將改變人類的生活工作模式等等，從某種意義上講，電氣工程的發達程度代表著國家的科技進步水平。在經濟高速發展，科技技術不斷進步的今天, 電氣工程自動化除塵已經成為了一種必然的趨勢，既可以減少工廠除塵的人力成本，提升生活品質，也有利于減少環境污染，建設生態文明。科技改變未來，智慧造就生活，基于電氣工程自動化的除塵裝置有利于打造更加美好的智能家居。