一種改進(jìn)型手壓式拖把的設(shè)計

吳釗++朱金寶

摘 要：本文重點(diǎn)研究了手壓式拖把桿、甩干桶的設(shè)計制作，對手壓式拖把各部分組成的原理及其特點(diǎn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：手壓式拖把；拖把桿；拖把桶

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.194

1 引言

隨著人們生活水平不斷提高，大眾對生活質(zhì)量有了更高的要求?，F(xiàn)如今絕大多數(shù)家庭仍然在使用傳統(tǒng)的木桿布拖把，在使用中這類拖把容易滋生真菌和細(xì)菌等微生物，對家庭成員尤其是老人和孩子的健康有很大影響。市場調(diào)研結(jié)果表明：①市場上目前銷售的拖把75%都是普通型；②學(xué)校，醫(yī)院等公共場所使用的拖把基本是普通型拖把；③市場上的拖把除水工具或多或少都有不足。但是在拖地時，我們追求快捷高效、方便省力、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，因此手壓式旋轉(zhuǎn)拖把便產(chǎn)生了，而且深受各類人士的喜愛。手壓式旋轉(zhuǎn)拖把，能夠方便我們清潔，不用太過勞累去洗拖把頭，操作簡易，不臟手，360度旋轉(zhuǎn)拖把頭，適合各種場合的擦、托、洗，大大減少了傳統(tǒng)拖地的時間和勞動強(qiáng)度。我們了解了國內(nèi)外拖把的生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動向、設(shè)備、技術(shù)運(yùn)用以及未來趨勢，探討一種改進(jìn)型手壓式旋轉(zhuǎn)拖把的設(shè)計思路。

2 手壓式拖把桿的設(shè)計

（1）手壓式拖把桿的結(jié)構(gòu)組成和特征。一般的手壓式拖把桿由固定螺母、固定螺絲、上柄桿、調(diào)節(jié)螺母、雙插口、下柄口、軸、卡槽以及拖把頭組成。其主要洗甩拖把的功能部件是拖把桿，它由兩個內(nèi)、外桿體相互嵌套而成，其中在內(nèi)桿體內(nèi)設(shè)計了帶有螺旋溝槽的轉(zhuǎn)動套、與外桿體固連的導(dǎo)向軸芯、可沿導(dǎo)向軸芯轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件、用于阻擋旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件脫出的擋部、可阻止旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件旋轉(zhuǎn)的制動部。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件在擋部與制動部間可作上下小距離移動，且移動至最上端，其上端面與制動部下端面止轉(zhuǎn)配合，移動至最下端，其上端面與制動部下端面相脫離；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件外圍沿周向均布有與所述螺旋溝槽相配合的凸部，通過下壓外桿體，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件通過其凸旋溝槽相互配合下帶動轉(zhuǎn)動套旋轉(zhuǎn)；通過上拉外桿體，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件通過自身重力作用沿螺旋溝槽空轉(zhuǎn)。

所述凸表面為球面結(jié)構(gòu)，而且導(dǎo)向軸芯上套設(shè)于有一彈簧，彈簧下端位于轉(zhuǎn)動套的上端部，再進(jìn)一步說轉(zhuǎn)動套內(nèi)壁的螺旋溝槽為由密到疏設(shè)置，或?yàn)橛墒璧矫茉俚绞柙O(shè)置。制動部下端部設(shè)有上棘齒，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件上端部設(shè)有與上棘齒相配合的下棘齒，棘齒與下棘齒之間設(shè)有相互配合的嚙合面和滑動面。制動部為固設(shè)于導(dǎo)向軸芯上的塑料內(nèi)套。所述制動部為與導(dǎo)向軸芯上一體結(jié)構(gòu)的突出部。進(jìn)一步的，導(dǎo)向軸芯的上端設(shè)有與外桿體可拆卸地連接一固定端。轉(zhuǎn)動套的上下兩端的外圍分別沿軸向設(shè)有凸筋，固定端與轉(zhuǎn)動套上端部之間設(shè)有緩沖件。

（2）手壓式拖把桿的工作原理。手壓式拖把桿采用點(diǎn)與面之間的傳動，即利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件上的凸部沿螺旋溝槽運(yùn)動來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件旋轉(zhuǎn)，減小了兩傳動件之間的接觸的面積，減小了摩擦力，大大提高了轉(zhuǎn)動速度，脫水效果明顯提升。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件的凸部沿螺旋溝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動的靈活度較高，圓點(diǎn)與螺旋溝槽的配合順暢，沒有潤滑劑的情況下也不會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，上拉或下壓均十分省力輕松。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件的上端部與制動部的下端部單向止轉(zhuǎn)配合，上拉時，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件在自身重力作用和螺旋溝槽對凸部產(chǎn)生一個向下的摩擦力的雙重作用下，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)件完全與制動部分離，形成空轉(zhuǎn)的同時不接觸制動部的任何部位，不會產(chǎn)生噪音和摩擦阻力，長時間使用也不會出現(xiàn)拖把頭空轉(zhuǎn)現(xiàn)象。而且導(dǎo)向軸芯的垂直運(yùn)動直接驅(qū)動轉(zhuǎn)動套旋轉(zhuǎn)，整體損耗小，旋轉(zhuǎn)速度更快，脫水效果更好。

3 拖把桶的設(shè)計

（1）拖把桶的結(jié)構(gòu)。拖把桶是由提手、防水擋板、洗滌槽、離心力脫水藍(lán)、內(nèi)置傳動機(jī)構(gòu)以及防滑腳組成。桶體底部一個半桶中安裝了一個可以通過垂直傳動軸旋轉(zhuǎn)的甩干籃，另一個半桶底部安裝了同樣可以旋轉(zhuǎn)的洗滌攪動盤，它的中間安裝了一個凸出的驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過減速裝置與洗滌攪動盤連接，轉(zhuǎn)動的驅(qū)動軸即可減速帶動洗滌攪動盤轉(zhuǎn)動。減速裝置使用行星齒輪機(jī)構(gòu)減速，由多個行星支架、行星齒輪以及限位底座構(gòu)成，銷軸和上下端蓋共同構(gòu)成了行星支架，安裝在銷軸上行星齒輪與限位底座上的內(nèi)齒圈和中心齒輪同時嚙合，行星支架的上端蓋和洗滌攪動盤固定連接，而且它們之間加裝了可以彈出的聯(lián)動銷，并且在聯(lián)動銷之下安裝了彈簧。

（2）拖把桶的工作減速及原理。在洗拖把頭時，拖把頭的中間旋轉(zhuǎn)體底部凹槽和洗滌攪動盤的驅(qū)動軸頂端結(jié)合在一起，以此來使洗滌攪動盤的驅(qū)動軸聯(lián)合旋轉(zhuǎn)，然后行星齒輪、中心齒輪等組成的齒輪組開始轉(zhuǎn)動，然后帶動洗滌攪動盤減速轉(zhuǎn)動，一般的減速比能夠達(dá)到3∶1，最后洗滌攪動盤帶動拖把底盤轉(zhuǎn)動，為使它們能夠牢固的結(jié)合，它們之間安裝了可以彈出的聯(lián)動銷，并且在拖把線盤上設(shè)計了能與聯(lián)動銷相配合的孔，聯(lián)動銷可彈出插入孔，以此來達(dá)到洗滌拖把頭的功能。通過設(shè)置行星減速裝置，降低了拖把頭沖洗時的轉(zhuǎn)動速度，能避免水濺到桶外，當(dāng)然主要是同時減小了驅(qū)動洗滌攪動盤的三分之二的扭力，使我們只要提供不多的壓力就能達(dá)到洗滌效果。

甩干的時候，拖把的中間旋轉(zhuǎn)體底部凹槽與甩干籃的中間凸起結(jié)合，在下壓力的作用下甩水籃同時旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)動效應(yīng)使得圓盤旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)成了手壓式拖把的脫水效果，它的工作原理與洗滌時的相一致。這種減速裝置使得拖把在脫水的時候更加省力，從而能夠得到優(yōu)秀的脫水效果，與此同時還可以實(shí)現(xiàn)洗滌功能，對于廣大用戶來說這是一個很好地使用操作體驗(yàn)。

4 研究結(jié)果及分析

手壓式旋轉(zhuǎn)拖把包括手壓旋轉(zhuǎn)拖把桿、傳動齒輪盤和拖把盤。手壓旋轉(zhuǎn)拖把桿和傳動齒輪盤之間設(shè)有驅(qū)動套和旋轉(zhuǎn)件，旋轉(zhuǎn)件通過卡件與傳動齒輪盤活動連接，傳動齒輪盤包括基座和上蓋，基座上設(shè)有中心主動輪和兩側(cè)被動輪，兩側(cè)被動輪的輪軸底端連接拖把盤，中心主動輪的輪軸頂端設(shè)有驅(qū)動頭；基座上設(shè)有定位凸頭；拖把桶上設(shè)定位凸臺，定位凸臺上設(shè)有定位槽。我們的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：直接減輕了拖把桶的重量，簡化了拖把桶的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)了手壓驅(qū)動拖把桿，設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].第8版.高等教育出版社，2013.

[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計手冊（第5版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]李兵.小型除垢拖把設(shè)計探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（01）.

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目2015DC15