多功能自動(dòng)刷鞋機(jī)

德州學(xué)院 王林祥 王志坤 楊淞淳

1 研究背景

隨時(shí)代進(jìn)步，人們生活水平提高了許多，人們手中的錢(qián)有一定的積累，對(duì)于物質(zhì)及精神方面享樂(lè)的要求越來(lái)越高。人們對(duì)衣著的清潔性也逐漸升高。普通的洗衣、做飯、刷鞋便早已不能滿(mǎn)足一個(gè)人的生活需求。隨著當(dāng)今社會(huì)人們工作和生活節(jié)奏的加快，刷鞋機(jī)的快速、方便越來(lái)越受到廣大人們的喜愛(ài)，因此，自動(dòng)刷鞋機(jī)的市場(chǎng)將會(huì)越來(lái)越大，越來(lái)越普及。生產(chǎn)一種能進(jìn)入普通家庭的刷鞋機(jī)是很有必要的。

雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多成品刷鞋機(jī)，但這種刷鞋機(jī)都是仿照洗衣機(jī)的外形和工作原理，采用滾動(dòng)的方式。這種改進(jìn)的刷鞋機(jī)對(duì)鞋子的外表及美觀都有很大破壞，而且容易使鞋子嚴(yán)重畸形，并且刷鞋時(shí)對(duì)鞋子的形狀、大小和材質(zhì)也有較高的要求，這對(duì)鞋子的耐穿性及舒適度有很大破壞。而當(dāng)我們用鞋刷刷鞋時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣粉及水資源的充分利用，這樣就造成了很大的浪費(fèi)。而且對(duì)于鞋子內(nèi)部的一些頑固角落，我們并不能實(shí)現(xiàn)有效清理。洗刷過(guò)程中還容易對(duì)鞋子造成不必要的損害。

2 刷鞋機(jī)的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)械系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)

這次我們?cè)O(shè)計(jì)的全自動(dòng)刷鞋機(jī)是由內(nèi)外桶組成基本框架。由多用電機(jī)提供動(dòng)力并實(shí)現(xiàn)供水和排水，通過(guò)傳動(dòng)裝置將電機(jī)提供的動(dòng)力傳送到洗刷裝置，使刷子前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)運(yùn)用變相繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)刷子運(yùn)動(dòng)方向的改動(dòng)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有刷鞋機(jī)的了解我們總結(jié)了一定經(jīng)驗(yàn)，最終確定了固定鞋子、運(yùn)動(dòng)刷子的方案。并且采用了兩種不同的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，一組實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋子表面及鞋底的清潔，另一組實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋子內(nèi)側(cè)的清潔，外部系統(tǒng)采用前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部采用旋轉(zhuǎn)清潔方式。通過(guò)帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)電動(dòng)機(jī)給兩組系統(tǒng)提供動(dòng)力。

2.2 控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)

該刷鞋機(jī)主要是運(yùn)用PLC編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定時(shí)控制，從注水、加洗衣液、洗刷、烘干到紫外線消毒，通過(guò)一次編程即可終身使用，也可以改變程序，只運(yùn)用刷鞋機(jī)的部分功能，例如消毒、烘干等。

2.3 運(yùn)行過(guò)程

刷鞋機(jī)的核心是PLC編程自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過(guò)改變程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的定點(diǎn)暫停、啟動(dòng)。通過(guò)水位自動(dòng)感應(yīng)報(bào)警裝置來(lái)控制刷鞋機(jī)內(nèi)水量，多退少補(bǔ)。水位、計(jì)時(shí)器、警報(bào)器產(chǎn)生信號(hào)并通過(guò)PLC將信號(hào)轉(zhuǎn)送到水閥、電機(jī)等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刷鞋機(jī)水面高度、時(shí)間、速度的控制。PLC編輯完成按下啟動(dòng)鍵，系統(tǒng)運(yùn)行通過(guò)改變刷子速度控制洗刷強(qiáng)度。電機(jī)運(yùn)作，抽水注入，當(dāng)水位過(guò)線后PLC發(fā)出信號(hào)停止注水，注入洗衣液，刷子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋子的反復(fù)清洗排水后系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)洗滌是否干凈，判斷是否需要二次清洗，電機(jī)正反轉(zhuǎn)交替最終實(shí)現(xiàn)無(wú)死角清洗。系統(tǒng)判定洗刷干凈后進(jìn)行控水，烘干系統(tǒng)開(kāi)始工作，紫外線消毒同時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋子污物及細(xì)菌的全方位清潔。清洗過(guò)程結(jié)束，鞋子推出刷鞋機(jī)，十秒后機(jī)器自動(dòng)關(guān)閉，避免對(duì)電力的浪費(fèi)。該刷鞋機(jī)和現(xiàn)有刷鞋機(jī)最大的區(qū)別在于其自主化程度高、方便快捷，而且不會(huì)對(duì)鞋子造成損傷。

3 前景分析

隨著時(shí)代的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)于溫飽問(wèn)題的重視程度降低，而對(duì)于更高水平的生活質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的生活方式已滿(mǎn)足不了人們的需求。為了提高生活質(zhì)量，人們樂(lè)于通過(guò)運(yùn)用一些自動(dòng)化器械來(lái)幫助自己完成一些必要的家庭工作。洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、絞肉機(jī)等等，這些早已成為人們生活中不可或缺的一部分，然而這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了人們對(duì)生活的需求。人們逐漸的對(duì)于鞋子的清潔越來(lái)越重視，每天都希望鞋子干凈整潔，但是又不可能每天下班去刷鞋。所以一臺(tái)方便簡(jiǎn)潔的自動(dòng)刷鞋機(jī)就很容易被人接受。通過(guò)平時(shí)的問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，周?chē)^(qū)30%的人覺(jué)得有必要買(mǎi)一臺(tái)家用刷鞋機(jī)，40%認(rèn)為浪費(fèi)錢(qián)，最后僅有30%左右的人認(rèn)為刷鞋機(jī)對(duì)于自己生活質(zhì)量的提高沒(méi)用。雖然市場(chǎng)已有很多的刷鞋機(jī)產(chǎn)品，但多數(shù)人不能正確了解它們的便捷性，因此只要做好宣傳工作，本產(chǎn)品必定可以彌補(bǔ)市場(chǎng)的現(xiàn)狀。不僅讓便捷進(jìn)入百姓家，還可以帶來(lái)可觀的利潤(rùn)。

在如今快速生活節(jié)奏的壓迫下，人們對(duì)于自己生活中的一些麻煩都想用一些簡(jiǎn)單的方式去解決，智能、高效率是他們對(duì)產(chǎn)品的最大要求，不僅可以節(jié)省他們的時(shí)間還可以有效地提高生活質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

這個(gè)產(chǎn)品采用了比較新穎的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用的是PLC編程控制核心技術(shù)，解決了普通刷鞋機(jī)無(wú)法克服的問(wèn)題，它實(shí)現(xiàn)了從手洗到全自動(dòng)化的過(guò)渡，避免了傳統(tǒng)刷鞋機(jī)需要人力幫忙的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋子的清洗烘干消毒的一體化，簡(jiǎn)單、方便、省事，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋子全面清洗，而且對(duì)鞋子進(jìn)行了相對(duì)應(yīng)的保護(hù)，過(guò)程更安全，為人們提供更好的服務(wù)，帶來(lái)了更多便捷與舒適。

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[3]孫衛(wèi)青.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社,2012.