“活塞式”洗衣機的創(chuàng)新設(shè)計

任成高　寧朝陽　楊　紅

洗衣機作為一種常用電器，在家庭中被廣泛使用。目前洗衣機主要有三種，即波輪式洗衣機、攪拌式洗衣機和滾筒式洗衣機。我國最常見的是波輪式洗衣機，但它耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳，而且對衣物的磨損較大。為解決此類問題，我們開發(fā)出一種新型“活塞式”洗衣機，它無論從洗衣原理還是工作方式都有別于上述三種洗衣機，而且具有結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)水節(jié)電，造價低廉和洗衣效果優(yōu)異的特點。

1工作原理

“活塞式”洗衣機的運動是模擬用棒槌捶打衣服、用腳踩洗衣服和用手揉擠衣服等人工洗衣過程?！盎钊健毕匆聶C的工作原理是通過曲柄滑塊機構(gòu)將電動機的旋轉(zhuǎn)運動變成滑塊帶動“活塞”的上下往復(fù)直線運動。通過“活塞”帶動衣服在桶內(nèi)快速地上下運動，此過程中衣服被水強烈地沖刷；當(dāng)“活塞”運動到彈性活動桶底時，與桶底面板柔性地擠壓衣服，衣服內(nèi)的水在擠壓作用下穿過織孔，迅速沖擠出來并帶走污漬；再將衣服提起蓬松再次擠壓，在提起過程中，衣服表面在水流沖刷作用下，再一次洗滌并帶走污漬；在重力、活塞拉力或者壓力以及水的浮力作用下，此沖刷方式相當(dāng)均勻，衣服不易纏繞并能洗凈衣服每個角落。如此循環(huán)往復(fù)。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)上述工作原理，本創(chuàng)新作品結(jié)構(gòu)組成主要包含：支架、活動箱、洗衣桶、活塞、活塞傳動系統(tǒng)、脫水傳動系統(tǒng)和掛衣裝置，其中洗衣桶通過軸、端蓋、軸承、軸承座連接在活動箱上，活塞傳動系統(tǒng)和脫水傳動系統(tǒng)設(shè)置在支架上，活塞傳動系統(tǒng)與活塞相連，活塞上設(shè)有掛衣裝置。

本創(chuàng)新作品的總裝圖如圖1所示。其中洗衣桶3、通過軸21、端蓋30、軸承22、軸承座23連接在活動箱上；活塞電機5、曲柄6、連桿7、導(dǎo)桿8、滑塊9和活塞桿10構(gòu)成活塞傳動系統(tǒng)，導(dǎo)桿8固定在支架1上，曲柄6與連桿7活動連接，滑塊9套在導(dǎo)桿8上，滑塊9分別與連桿7和活塞桿10固定連接；脫水電機11、齒輪12、空心齒輪軸13、軸承座14、空心撥桿15和撥盤16構(gòu)成脫水傳動系統(tǒng)，空心齒輪軸13與支架1通過軸承座14相連，空心齒輪軸13上開有一段槽17，空心撥桿15位于空心齒輪軸13內(nèi)，空心撥桿15上有一凸塊18，凸塊18嵌入槽17內(nèi)，空心撥桿15的一端固定撥盤16，撥盤16可對應(yīng)嵌入洗衣桶3的缺口19，活塞桿10穿過空心撥桿15；掛衣裝置為設(shè)置在活塞4上的夾子20。

洗衣時，活塞電機5工作，帶動焊接在電機軸上的曲柄6運動，因為曲柄6和連桿7鉸接，連桿7與滑塊9也是鉸接，使得滑塊9沿著導(dǎo)桿8上下運動。活塞桿10的一端固定在滑塊9上，另一端固定在活塞4上。因此活塞4可實現(xiàn)往復(fù)運動?；钊?最低點可以擠壓洗衣桶3底部，最高點可以從桶中完全出來，便于洗衣和掛衣?；钊?上設(shè)有夾子20，可以掛衣。在桶底部有裝有彈簧的緩沖板24，可以與運動的活塞4實現(xiàn)擠壓，并模擬柔性搓揉。

洗衣機脫水時，脫水、電機11工作，通過齒輪12傳動，帶動與它過盈配合的空心齒輪軸13運動。該空心齒輪軸13上面開了一段槽17，空心齒輪軸13內(nèi)有一空心撥桿15，撥桿15上設(shè)有一小凸塊18。

空心齒輪軸13由此帶動撥桿15一起旋轉(zhuǎn)運動。同時撥桿15也可上下運動。撥桿15下面焊接一撥盤16，由于撥盤16可對應(yīng)嵌入洗衣桶3的缺口19，所以通過撥盤16可帶動洗衣桶3旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)脫水甩干。

3性能分析

(1)洗衣方式水流運動劇烈程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通洗衣機水流劇烈程度，并且其水流方式有兩種：第一是水流沖擊穿過布料織孔；第二是水流在衣服表面沖刷。而普通洗衣機只有第二種水流方式，第一種水流方式洗滌效果要更好。因此，此洗衣方式洗滌，漂洗更干凈。

(2)相比于傳統(tǒng)洗衣機，其機構(gòu)部件簡化，因而生產(chǎn)成本降低，價格方面利于推廣，尤其在學(xué)校及農(nóng)村。

(3)省水，省洗衣粉，其用水量只要淹沒衣服即可，由于用水量減少，因而洗衣粉用量相應(yīng)減少。

4創(chuàng)新點

在設(shè)計“活塞式”洗衣機的過程中，我們打破常規(guī)思維的慣例，追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型等，在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新，其創(chuàng)新點主要有：(1)采用“活塞”提起、擠壓原理，衣服不成團(tuán)、沖洗更干凈；(2)采用夾子自動夾緊放開衣服，使用更方便；(3)活動抽屜式提取衣服，外觀可做成像冰箱一樣，漂亮美觀；(4)用電量只相當(dāng)于普通洗衣機的60％左右。