一種機(jī)械式家用擦鞋機(jī)設(shè)計(jì)

羅佳，陳豪，洪健友，李奕棟，王倩

（成都理工大學(xué)，四川 成都 610059）

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)居住環(huán)境的要求越來(lái)越高，市面上開始出現(xiàn)各種擦鞋機(jī)，使人們更加方便清理鞋。但是，市面上的擦鞋機(jī)幾乎都是靠電力驅(qū)動(dòng)，能源消耗高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品體積大，造價(jià)成本高。本文探討了一款機(jī)械式家用擦鞋機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，且無(wú)須電力驅(qū)動(dòng)。下面，對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分析以及設(shè)計(jì)分析。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該機(jī)械式家用擦鞋機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由底座組、擦鞋板組、傳動(dòng)裝置組、滾輪組四大部件構(gòu)成。

（1）底座組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖2所示，底座組由基底、支架、支座、底座掛鉤、底座凸臺(tái)組成?；诪橐粋€(gè)矩形面板。四個(gè)支架對(duì)稱固定在基底兩側(cè)；兩個(gè)支座對(duì)稱固定在基底上，每個(gè)支座上端有一定位孔1；一個(gè)底座掛鉤與兩個(gè)底座凸臺(tái)固定于基底中間。

（2）擦鞋板組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖1所示，擦鞋板由擦鞋板和踏板組成。擦鞋板與踏板均為長(zhǎng)方體，擦鞋板尺寸小于踏板。擦鞋板上端面均勻分布若干方槽；下端面設(shè)置有兩個(gè)擦鞋板凸臺(tái)；兩個(gè)側(cè)面分別對(duì)稱設(shè)置有四個(gè)定位凸臺(tái)。踏板上均勻分布若干柵格；在踏板底部前端設(shè)置有一掛鉤；踏板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有四個(gè)槽孔、兩個(gè)推桿止位槽以及兩個(gè)定位孔2。定位凸臺(tái)卡入槽孔，可將擦鞋板嵌套在踏板內(nèi)，且擦鞋板的方槽與踏板的柵格錯(cuò)位嵌合，同時(shí)，由于擦鞋板尺寸小于踏板，擦鞋板可在踏板內(nèi)前后移動(dòng)。

圖1 擦鞋板組

（3）傳動(dòng)裝置組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖2所示，齒輪組由主傳動(dòng)軸、錐齒輪1、單向齒輪、齒條、錐齒輪2、滾輪軸組成。兩個(gè)主傳動(dòng)軸上下兩端分別裝配錐齒輪1與單向齒輪，然后，裝于基座上。兩個(gè)齒條安放在基底的支座內(nèi)側(cè)，其尾端與單向齒輪嚙合。兩個(gè)滾輪軸裝配有錐齒輪2，然后，安裝于支架上，且錐齒輪1與錐齒輪2嚙合。

（4）滾輪組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖3所示，滾輪組是由若干個(gè)大小不同的擦鞋滾輪串聯(lián)安裝于滾輪軸上，擦鞋滾輪包裹有毛刷，大小尺寸可選、可自由組合。

（5）各部件之間裝配關(guān)系。如圖2和圖3所示，將擦鞋板嵌合在踏板內(nèi)，一根彈簧連接踏板的掛鉤與基底的底座掛鉤；推桿1連接擦鞋板的擦鞋板凸臺(tái)與基底的底座凸臺(tái)。兩個(gè)推桿2一端連接于擦鞋板的推桿止位槽，一端連接于齒條頂端。兩個(gè)錐齒輪2與若干個(gè)擦鞋滾輪同軸。外殼上端面有一個(gè)外殼踩踏口。

圖2 立體圖1

圖3 立體圖2

2 工作原理

如圖4所示，使用該擦鞋器時(shí)，將腳從外殼踩踏口向下踩踏直至接觸到踏板，此時(shí)，大小不一的多個(gè)擦鞋滾輪包裹住鞋子；然后，繼續(xù)向下踩踏踏板，踏板向后下方運(yùn)動(dòng)由推桿2帶動(dòng)齒條向前移動(dòng)，齒條帶動(dòng)齒輪組，齒輪組又帶動(dòng)同軸的滾輪組轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)腳回縮時(shí)，彈簧回彈，踏板受到彈簧的回彈力向前上方運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)齒條向后移動(dòng)，因單向齒輪只能單向旋轉(zhuǎn)，所以這個(gè)過(guò)程傳動(dòng)裝置組不運(yùn)動(dòng)。腳踩踏和回縮過(guò)程循環(huán)，使?jié)L輪持續(xù)運(yùn)動(dòng)，滾輪接觸鞋子，達(dá)到清潔目的。

圖4 工作原理

3 產(chǎn)品特點(diǎn)

該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅使用齒輪組、滾輪組等機(jī)械結(jié)構(gòu)，用簡(jiǎn)單的踩踏操作就可以實(shí)現(xiàn)鞋面的清潔，無(wú)須電力驅(qū)動(dòng)，使用安全，不消耗能源，且成本低廉，僅使用標(biāo)準(zhǔn)的常用零件即可加工組裝。

4 結(jié)語(yǔ)

市面上擦鞋機(jī)大多靠電力驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、成本高，使人們更加便利的清潔鞋具是該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)。該設(shè)計(jì)占用空間小，成本低廉，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)便，為家庭用戶也能擁有小型家用擦鞋機(jī)提供了可能。