張義勝 畢方淇 陳金利 侯心愛

摘要：針對桶裝水桶內(nèi)壁清理困難、效果不理想等問題，設(shè)計(jì)一種簡易的清理裝置。介紹清理裝置的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，探討升降拉桿、清洗頭伸縮調(diào)整拉桿、清洗頭、彈簧清潔桿等主要部件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，為水桶清潔提供一種勞動(dòng)強(qiáng)度低、清潔效果好的實(shí)用裝備。

關(guān)鍵詞：水桶內(nèi)壁;清理裝置;設(shè)計(jì);清洗頭

中圖分類號：S129??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A??? 文章編號：1674-1161（2021）04-0029-03

隨著生活水平的提高，桶裝飲用水日漸普及，約有76%的城市家庭選用桶裝飲水。水桶在使用一段時(shí)間后，其內(nèi)壁上會(huì)積攢污垢甚至出現(xiàn)青苔，并污染桶內(nèi)飲用水。由于水桶的上端接口較為細(xì)長，人的手臂無法伸入，所以即使借助刷子等工具，桶內(nèi)的大部分區(qū)域依然得不到有效清洗。特別是塑料水桶的內(nèi)壁不平整，清理難度更大。為解決此問題，設(shè)計(jì)一種桶裝水水桶內(nèi)壁清理裝置，旨在提供一種勞動(dòng)強(qiáng)度低、且清潔效果好的清潔裝備。

1 水桶內(nèi)壁清理裝置的結(jié)構(gòu)

水桶內(nèi)壁清理裝置主要由清洗頭、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)四大部分組成，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

1.1 清洗頭

清洗頭包括清洗球、連接桿、球架和銷軸，詳見圖2。清洗球采用塑料或橡膠材料，可以在球架內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證其任何部位都能夠與桶裝水水桶內(nèi)壁接觸，避免磨損不均勻。球架頂部設(shè)有連接桿，其外部套裝彈簧。依靠彈簧伸縮使清洗球緊緊靠在水水桶內(nèi)壁上，增強(qiáng)清洗效果。

清洗頭伸縮調(diào)整拉桿軸通過連桿機(jī)構(gòu)連接一組清洗頭。拉動(dòng)升降手輪，能使拉桿與清洗裝置升降桿發(fā)生軸向相對位移，并帶動(dòng)清洗頭張開或合攏，用來實(shí)現(xiàn)清洗頭對桶裝水水桶內(nèi)壁不同直徑和不同高度的清理。

用于清理桶內(nèi)邊角處的彈簧清潔桿主要用于清潔水桶的提手部位，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。清洗彈簧的一端插接插桿，用來固定清洗球。

1.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

如圖4所示，在清洗裝置升降桿上部的內(nèi)孔上開設(shè)鍵槽，導(dǎo)向銷兩端嵌入鍵槽內(nèi)，使升降桿與伸縮調(diào)整拉桿之間只存在軸向的相對移動(dòng)，不存在周向的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)確保只調(diào)節(jié)清洗頭高度，不改變清洗直徑。在清洗裝置升降桿的頂部還安裝有蝶形螺母。當(dāng)?shù)温菽告i緊時(shí)，清洗頭伸縮調(diào)整拉桿與清洗裝置升降桿之間相對固定，調(diào)整拉桿無法抽拉，此時(shí)清洗頭只在某個(gè)直徑上清洗桶裝水水桶內(nèi)壁，不能軸向移動(dòng)。

在升降套筒內(nèi)腔的上端口處設(shè)有上接頭，其軸心處設(shè)置與升降套筒內(nèi)腔同軸的內(nèi)腔，清洗頭伸縮調(diào)整拉桿從內(nèi)腔中穿過，大手輪位于升降套筒上接頭與升降套筒筒體結(jié)合處的根部。大手輪的作用是轉(zhuǎn)動(dòng)清洗頭，用于桶裝水水桶內(nèi)壁的清洗。升降手輪的作用是拉動(dòng)清洗頭上下位置，調(diào)整清洗頭的清洗直徑。

清洗主臂（圖5）的上端設(shè)置與清洗頭彈簧配合插接的彈簧安裝頭，在其下部徑向設(shè)有與主臂調(diào)整拉桿配合鉸接的清洗主臂上連接孔。連接孔的作用是插入插銷，固定清洗主臂外圓上的彈簧。在清洗主臂的底部設(shè)有開口向下的“匚”狀清洗主臂連接口，并在清洗主臂連接口的兩端開設(shè)與清洗裝置升降桿底部鉸接的連接孔，方便與清洗裝置升降桿底部鉸接。

在主臂調(diào)整拉桿A（圖6）的兩端分別設(shè)置有開口朝向外側(cè)的“匚”狀連接口，在連接口的兩端開設(shè)有連接孔。主臂調(diào)整拉桿B的結(jié)構(gòu)與A相同，只是連接口的開口寬度較大，可以套裝在主臂調(diào)整拉桿A連接口的外部，方便調(diào)節(jié)清洗直徑。

1.3 連桿機(jī)構(gòu)

連桿機(jī)構(gòu)包括兩條清洗主臂、調(diào)整拉桿A和調(diào)整拉桿B。2條清洗主臂對稱設(shè)置，方便清洗頭升降和清洗直徑調(diào)整。當(dāng)清洗頭伸縮調(diào)整拉桿的向上移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)主臂調(diào)整拉桿A和主臂調(diào)整拉桿B的一端上移，分別帶動(dòng)2條清洗主臂靠近;當(dāng)清洗頭伸縮調(diào)整拉桿向下移動(dòng)時(shí)，2條清洗主臂遠(yuǎn)離，達(dá)到調(diào)整清洗頭清洗直徑的目的。清洗器固定螺母將桶裝水水桶內(nèi)壁清理裝置固定在桶口處。

在清洗頭伸縮調(diào)整拉桿（圖7）的中部設(shè)置圓形的升降拉桿凸臺，利用彈簧防止其軸向串動(dòng)。清洗頭伸縮調(diào)整拉桿的頂部開設(shè)通孔，用來固定升降手輪。通過清洗頭伸縮實(shí)現(xiàn)清洗頭的張開或合攏，拉伸距離在升降拉桿上接頭的長度范圍內(nèi)。

1.4 定位機(jī)構(gòu)

在清洗器固定螺母的上部徑向?qū)ΨQ開設(shè)2個(gè)定位機(jī)構(gòu)容納槽，分別放入一組定位機(jī)構(gòu)。定位機(jī)構(gòu)包括定位球、定位彈簧和固定螺釘，詳見圖8。在升降拉桿的外圓上加工若干組球型定位槽。當(dāng)升降拉桿沿清洗器固定螺母軸向移動(dòng)時(shí)，定位球卡入相應(yīng)的定位槽中，實(shí)現(xiàn)水桶內(nèi)壁不同高度的清理。

2 水桶內(nèi)壁清理裝置的工作過程

清洗帶有提手的水桶時(shí)，松開鎖緊螺母并向外拉出清洗頭伸縮桿，拉桿使清洗頭并攏;將清洗頭和清洗裝置升降桿送入桶內(nèi)，利用固定螺母卡在桶口處，降下清洗頭伸縮桿使清洗頭張開并接觸到水桶內(nèi)壁，然后鎖緊螺母;軸向移動(dòng)清洗裝置升降拉桿，實(shí)現(xiàn)清洗頭軸向位置移動(dòng)。

轉(zhuǎn)動(dòng)大手輪，帶動(dòng)清洗裝置升降拉桿、伸縮桿、清洗頭轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗球與水桶內(nèi)壁發(fā)生摩擦，清潔水桶底部和提手處下部的內(nèi)壁，見圖9中a的b;繼續(xù)下壓清洗頭伸縮桿使清洗頭上揚(yáng)，清洗提手底部和上部內(nèi)壁，見圖9中的c和d;拆掉一側(cè)的清洗頭和連桿機(jī)構(gòu)，可以清洗提手處的相對內(nèi)壁，見圖9e;利用清洗彈簧可彎折的特性，對提手處進(jìn)行清洗，見圖9中的f和g。通過以上步驟，可以完成對無提手的水桶內(nèi)壁清洗，見圖9h。

3 結(jié)論

針對桶裝水水桶內(nèi)壁污垢的清理困難、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、清理效果不理想等問題，設(shè)計(jì)一種可以方便對桶裝水水桶內(nèi)壁進(jìn)行清理的裝置，并申請實(shí)用新型專利，專利號為ZL 2009 2 0538822. 3。使用該裝置方清理桶裝水桶內(nèi)壁，省時(shí)省力，清理效率高，且能避免用清洗劑造成的種種危害。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳德根，朱澤清，田金，等.飲水機(jī)使用現(xiàn)狀分析[J].科技與創(chuàng)新，2019（18）：120-121.

[2] 張圣澤，曹宇杰，朱利，等.鹽城高校學(xué)生飲用桶裝水及飲水機(jī)細(xì)菌污染情況調(diào)查研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，13（26）：65-66.

[3] 丁婷. 福建A山泉有限公司差異化競爭戰(zhàn)略研究[D].泉州：華僑大學(xué)，2020.

[4] 李峰.王曉聞.山西省桶裝水的質(zhì)量調(diào)查研究[D].晉中：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

Design of Internal Wall Cleaning Device for Bucket of Bottled Water

ZHANG Yisheng，Bi Fangqi， CHEN Jinli， HOU Xinai

（Zibo Institute of Agricultural Mechanization， Zibo Shandong 255086， China ）

Abstract： A simple cleaning device is designed to solve the problems such as the difficulty in cleaning the internal wall of the bucket and the unsatisfactory effect.This paper introduces the structural composition and working principle of the cleaning device， discusses the design and optimization of the main components， such as the lifting rod， the telescopic adjusting rod of the cleaning head， the cleaning head and the spring cleaning rod， in order to provide a practical equipment with low labor intensity and good cleaning effect for the cleaning of the bucket.

Key words： internal wall of bucket; cleaning device; design; cleaning head

收稿日期：2021-06-12

作者簡介：張義勝（1962—），男，正高級工程師，從事糧食種植及收獲機(jī)械的研究。