朱引弟 王宴楓 石學(xué)磊 李佳瑜 顏宇豪 晁靜靜

摘要：鞋是生活中的必須品，人皆有之。但是鞋子的清洗及鞋子的保養(yǎng)卻成為生活中很大一部分人的難題。面臨人們生活節(jié)奏的加快，不想洗，洗不干凈鞋，洗完很難晾干等問題困繞著許多人。尤其大學(xué)生不能選擇自己的住宿環(huán)境，如果住在陰面晾曬鞋子更是生活一大問題，沒等鞋子晾干鞋子已經(jīng)臟了，如果是小白鞋也可能出現(xiàn)了泛黃等問題。鑒于這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款全自動(dòng)共享洗鞋機(jī)，既適合大學(xué)這個(gè)特殊的群體，也適合大學(xué)生低消費(fèi)能夠接受共享的理念。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)；洗鞋機(jī)

隨著生活品質(zhì)的提高，人們對(duì)室內(nèi)清潔程度的要求也越來越高，自己與客人進(jìn)出都需要擦鞋或者穿戴鞋套，然而擦鞋比較麻煩，鞋套的成分主要是甲苯醛，廢棄的鞋套埋在土里經(jīng)理10余年也不會(huì)降解，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，鞋套使用必然會(huì)逐漸減少。

全自動(dòng)洗鞋機(jī)主要的市場(chǎng)是在校大學(xué)生，因?yàn)榇髮W(xué)生是個(gè)特殊的群體，既沒有太大的消費(fèi)能力也不能夠在學(xué)校里面使用大功率用電器，同時(shí)又面臨工作和學(xué)習(xí)的交接時(shí)期，也可以為大學(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)壞境。當(dāng)然也可以是家用小型機(jī)器，別致的設(shè)計(jì)外觀可以為家里添加一絲風(fēng)景線，也可以讓你在忙碌的生活中享受到全自動(dòng)洗鞋機(jī)帶來的方便。

投幣洗鞋機(jī)是2008年出現(xiàn)在市場(chǎng)上的家用電器，顧名思義，就是用來洗鞋的機(jī)器，外型和洗衣機(jī)差不多，動(dòng)力也均來自電機(jī)，但是內(nèi)部設(shè)計(jì)不一樣，洗鞋機(jī)在內(nèi)部的波輪軸和內(nèi)筒都增加了毛刷，在機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)毛刷和機(jī)器通過摩擦來達(dá)到清洗的效果，但由于投幣需要專人定期管理不能夠達(dá)到控制，近幾年投幣洗鞋機(jī)已經(jīng)退出人們的視線。我們研究的洗鞋機(jī)主要包括殼體，裝在殼內(nèi)的洗滌桶，在洗滌桶內(nèi)裝有主軸，發(fā)動(dòng)機(jī)，電機(jī)，在波輪壁裝有毛刷，螺旋排水軸，全自動(dòng)控制系統(tǒng)板面，大小齒輪帶動(dòng)的大小毛刷，本產(chǎn)品自動(dòng)完成洗鞋過程，包括清洗、空水、擠水、烘干殺菌等功能，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，清洗快捷，小型化的刷洗，刷洗簡便、快捷，解決了現(xiàn)有洗鞋機(jī)清潔度不夠、鞋底污物形成污水對(duì)鞋子造成二次污染等問題，并且降低洗鞋機(jī)工作過程中對(duì)鞋子造成損壞的可 空水功能使刷洗過程中鞋內(nèi)的積水順利流出擠水機(jī)構(gòu)解，適合學(xué)校住宿學(xué)生使用，也適合家用。自動(dòng)洗鞋機(jī)采用鞋子靜止，刷子相對(duì)鞋子運(yùn)動(dòng)的刷洗方式，清洗部分由橫向刷洗機(jī)構(gòu)、豎向刷洗機(jī)構(gòu)、鞋底刷洗機(jī)構(gòu)、鞋內(nèi)刷洗機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)組成，對(duì)鞋子進(jìn)行全方位清洗。并且還有撐鞋機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⑿纹饋恚刂菩軌蚴芰鶆?，鞋子清洗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了專門的彈簧拉桿，能夠針對(duì)不同尺碼的鞋子。產(chǎn)品采用多層抽屜式能夠容納多人同時(shí)洗鞋的需求。鞋子針對(duì)腳踩地力度不同在鞋子內(nèi)部設(shè)計(jì)了不同的毛刷，滾筒外部也有毛刷能夠360度無死角清洗，用外部電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)部電機(jī)也可以減少能耗。

洗鞋機(jī)主控板系統(tǒng)設(shè)計(jì)由電網(wǎng)濾波器，電源，單片機(jī)，顯示器，傳感器，輸入設(shè)備和繼電器組成，在工業(yè)領(lǐng)域，有很多大型設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)會(huì)給電網(wǎng)帶來巨大的沖擊，這種沖擊足以讓工作芯片出現(xiàn)異常損壞。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，我們加入了電網(wǎng)濾波器將電網(wǎng)沖擊和干擾吸收，以提供給主控板一個(gè)平穩(wěn)的直電流。電網(wǎng)濾波后的電流經(jīng)過降壓，整流，濾波后提供給整個(gè)系統(tǒng)。洗鞋機(jī)底部安裝熱風(fēng)烘干系統(tǒng)和紅外線殺菌系統(tǒng)，以保證將鞋快速烘干和消滅細(xì)菌，達(dá)到保護(hù)腳的目的。烘干采用內(nèi)熱循環(huán)氣流，冷熱風(fēng)交替排除鞋子本身濕度。從而達(dá)到均勻烘干效果，有效避免了鞋子在陽光下晾曬或風(fēng)筒吹干對(duì)鞋子造成的傷害，解決了目前市場(chǎng)上一個(gè)筒內(nèi)洗鞋，鞋子混合一起洗造成鞋子破裂，也解決了因排水不暢對(duì)鞋造成的二次污染。防止了在校大學(xué)生鞋子數(shù)量少又不想和別人一起洗的弊端。滾筒內(nèi)部會(huì)有螺旋式毛刷，會(huì)將洗過的臟水不斷排除筒外，不斷用清水來沖掉鞋表面已經(jīng)分離的污垢，筒外設(shè)有小型鞋帶清洗機(jī)，再利用市面上現(xiàn)有的強(qiáng)力清洗劑清除鞋帶黑色印記，鞋帶清洗和鞋子清洗算一次消費(fèi)不在加收費(fèi)用。

我們團(tuán)隊(duì)通過多實(shí)地調(diào)研，并結(jié)合市場(chǎng)上現(xiàn)有的洗鞋機(jī)，對(duì)產(chǎn)品做了創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部同時(shí)清洗，用變頻器矢量控制轉(zhuǎn)速，大小毛刷合理清洗污垢，內(nèi)污水采用螺旋式排除滾筒外，避免了污水二次污染，采用鞋子不動(dòng)，刷子動(dòng)的方式，解決鞋底污物形成污水對(duì)鞋子造成二次污染，鞋體翻轉(zhuǎn)損傷等問題。鞋子刷洗完成后需要進(jìn)行空水和擠干，我們加入了空水和擠水機(jī)構(gòu)，產(chǎn)品小型化，智能化，以適合家用，用彈簧式拉桿可以控制鞋子大小。對(duì)洗鞋機(jī)主控板設(shè)計(jì)，洗鞋機(jī)主控板系統(tǒng)設(shè)計(jì)由電網(wǎng)濾波器，電源，單片機(jī)，顯示器，傳感器，輸入設(shè)備和繼電器組成，在工業(yè)領(lǐng)域，有很多大型電器設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)會(huì)給電網(wǎng)帶來巨大沖擊，這種沖擊足以讓芯片工作出現(xiàn)異常損壞，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)用電網(wǎng)濾波器將電網(wǎng)沖擊和干擾吸收，以提供給主控板一個(gè)平滑穩(wěn)定的直電流。電網(wǎng)濾波后的市電經(jīng)電源進(jìn)行降壓，整流，濾波和穩(wěn)壓后供給整個(gè)系統(tǒng)。

我們?cè)O(shè)計(jì)的洗鞋機(jī)基本原理由以下幾部分構(gòu)成：橫向刷洗機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)對(duì)鞋子鞋面的刷洗。該機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過鏈條驅(qū)動(dòng)雙絲杠螺母進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，再帶動(dòng)橫向刷子做豎直方向的運(yùn)動(dòng)，使刷子能貼合鞋子傾斜的鞋面進(jìn)行刷洗。氣缸帶動(dòng)機(jī)構(gòu)沿導(dǎo)軌做橫向移動(dòng)，刷子在旋轉(zhuǎn)刷洗的同時(shí)做往復(fù)擺動(dòng)的刷洗，從而使刷洗更加干凈。工作完成后鞋面刷洗完成，橫向刷洗機(jī)構(gòu)復(fù)位，為下一次刷洗做準(zhǔn)備。

洗鞋機(jī)底部安裝熱風(fēng)烘干系統(tǒng)和紅外殺菌系統(tǒng)，以保證將鞋快速烘干和消滅細(xì)菌，達(dá)到保護(hù)腳的目的。烘干采用內(nèi)熱循環(huán)氣流，冷熱風(fēng)交替排除鞋子本身的濕度，從而達(dá)到均勻烘干效果，有效果避免了鞋子在陽光下晾曬或風(fēng)筒吹干對(duì)鞋子造成的損傷。殺菌采用臭氧發(fā)生器與內(nèi)循環(huán)氣液結(jié)合，對(duì)每個(gè)角落進(jìn)行全面殺菌。我們的設(shè)計(jì)的產(chǎn)品有如下特點(diǎn)，在于鞋子針對(duì)腳踩地力度不同在鞋子內(nèi)部設(shè)計(jì)了不同的毛刷，前后拉桿可以適合不同尺碼的鞋子，內(nèi)部毛刷根據(jù)不同鞋的尺度進(jìn)行了精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，滾筒外壁毛刷可以讓鞋子無死角清洗，用外部電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)部電機(jī)可以減少能耗，通過外部滾筒自傳帶動(dòng)水形成水力沖擊。此家用自動(dòng)洗鞋機(jī)旨在解決鞋子清洗難題，以簡便、實(shí)用、清潔為原則，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際，做到以人為本，結(jié)合慧魚構(gòu)件，對(duì)比論證，合理巧妙選用機(jī)構(gòu)，上突出自動(dòng)化，智能化以及功能的集成化。

解決了目前市場(chǎng)上一個(gè)筒內(nèi)洗鞋，鞋子混合一起洗產(chǎn)生沖擊造成鞋子破裂，解決了排水不流暢造成鞋子二次污染，防止了鞋子數(shù)量少但不想和別人混合一起洗的個(gè)人衛(wèi)生問題。當(dāng)然我們的設(shè)計(jì)并不完美還需要投入更多的精力去完善。

參考文獻(xiàn)

[1]徐媛媛，韓善朋. 一種新型多功能全自動(dòng)洗鞋機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 中國高新區(qū)，2017，（024）.

（作者單位：中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院）