基于電氣自動(dòng)化控制的除塵裝置設(shè)計(jì)

金昕怡 何可瑞

(1.東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.東北林業(yè)大學(xué)信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

一直以來(lái)作為科技領(lǐng)域的核心學(xué)科之一，傳統(tǒng)電氣工程經(jīng)常與“創(chuàng)造產(chǎn)生電氣”“電子系統(tǒng)”這些詞相關(guān)聯(lián)。但是隨著社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展，21世紀(jì)的電氣工程有著更廣闊的研究范圍和更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。科技的發(fā)展使得人們更加注重生活品質(zhì)的追求，將電氣工程與其他技術(shù)行業(yè)相結(jié)合則是其中重要途徑之一。結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)上現(xiàn)有的除塵裝置雖然種類(lèi)多樣，但工作原理大同小異，大多數(shù)是利用引風(fēng)機(jī)將灰塵含塵氣體吸入指定的容器中，長(zhǎng)期使用吸入通道的內(nèi)壁極易堆積大量灰塵，嚴(yán)重影響除塵器的正常工作；另一方面市場(chǎng)上現(xiàn)有的除塵裝置工作時(shí)不能自行移動(dòng)，需要人工推動(dòng)，因此大大降低了體驗(yàn)好感度，存在著極大的不便之處。基于以上，本文將電氣工程與除塵器相結(jié)合，提出了一種電氣工程除塵裝置來(lái)解決上述兩大問(wèn)題。改進(jìn)后的除塵裝置可以解決內(nèi)壁堆積灰塵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自行移動(dòng)，解放雙手，提升生活品質(zhì)，體驗(yàn)科技發(fā)展帶來(lái)的幸福感。

1 電氣工程除塵的自動(dòng)化裝置的整體布局

電氣工程除塵的自動(dòng)化裝置的總體方案布局主要由滑軌，除塵箱和吸塵器三部分組成。

滑軌上連接有驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪，除塵箱內(nèi)設(shè)置吸塵腔和工作腔，吸塵腔與吸塵器的輸入端相通。吸塵腔上第一滑槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)有轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán),轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上固定有清理刷，清理刷與吸塵腔內(nèi)壁相貼合。工作腔內(nèi)電機(jī)的輸出端固定有第一轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)軸上固定有轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒通過(guò)第一摩擦帶與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)相連，除塵箱頂部有第二轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)座，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)在第二轉(zhuǎn)軸上，第一齒輪固定在第二轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)座上轉(zhuǎn)動(dòng)有第三轉(zhuǎn)軸，第三轉(zhuǎn)軸的一端固定有第二齒輪，第二齒輪與第一齒輪相嚙合，轉(zhuǎn)筒通過(guò)第二摩擦帶與第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)相連。裝置可實(shí)現(xiàn)自行清理設(shè)備內(nèi)部的工作，以及通過(guò)滑軌移動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行除塵的工作，電氣除塵的自動(dòng)化裝置如圖1，圖2所示。

2 電氣工程除塵的自動(dòng)化裝置的組件設(shè)計(jì)

2.1 吸塵器

吸塵器設(shè)置在除塵箱內(nèi)，除塵箱內(nèi)從左到右依次設(shè)有吸塵腔、工作腔，吸塵腔與吸塵器的輸入端相通，吸塵腔上開(kāi)設(shè)有第一滑槽和第二滑槽。第一滑槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán),轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上固定連接有清理刷，清理刷與吸塵腔的內(nèi)壁相貼合。清理刷遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的一端固定連接有固定環(huán)，固定環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第二滑槽內(nèi)，清理刷的數(shù)量為兩組，具體示意圖如圖3，圖4所示。

2.2 工作腔

工作腔內(nèi)固定連接有電機(jī)，電機(jī)的輸出端固定連接有第一轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)軸上固定連接有轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒通過(guò)第一摩擦帶與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)相連，通過(guò)第二摩擦帶與第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)相連，主要提供整個(gè)裝置的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)功能，并且作為主要紐帶，依托兩個(gè)摩擦帶將除塵箱上部的第二轉(zhuǎn)軸與吸塵器中轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)連接，從而實(shí)現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)部分的連動(dòng)。

2.3 除塵箱頂部(含滑軌)

滑軌處于除塵箱頂部，驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪滾動(dòng)連接在滑軌上。驅(qū)動(dòng)輪數(shù)量為兩組，兩組驅(qū)動(dòng)輪之間通過(guò)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)相連。轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二轉(zhuǎn)軸和第四轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn)軸從上到下依次設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪和第一齒輪，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第二轉(zhuǎn)軸上，第一齒輪固定連接在第二轉(zhuǎn)軸上，第四轉(zhuǎn)軸上固定連接有從動(dòng)輪，除塵箱頂部固定連接轉(zhuǎn)動(dòng)座，轉(zhuǎn)動(dòng)座上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第三轉(zhuǎn)軸，第三轉(zhuǎn)軸的一端固定連接有第二齒輪，第二齒輪與第一齒輪相嚙合。

2.4 工作原理

首先規(guī)劃好滑軌的方向，再將裝置的驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪滑動(dòng)連接在滑軌上，通電開(kāi)啟電機(jī)和吸塵器，吸塵器開(kāi)始從吸塵腔處吸入灰塵，電機(jī)輸出端帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)筒帶動(dòng)第一摩擦帶和第二摩擦帶轉(zhuǎn)動(dòng)，第一摩擦帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)帶動(dòng)清理刷轉(zhuǎn)動(dòng)，清理刷開(kāi)始清理吸塵腔內(nèi)壁，防止關(guān)閉裝置后吸塵腔內(nèi)壁堆積的灰塵從吸塵腔中掉出，造成二次污染。第二摩擦帶帶動(dòng)第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第三轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪帶動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪在軌道上滑動(dòng)從而帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 電氣工程除塵的自動(dòng)化裝置的有益效果

本裝置采用驅(qū)動(dòng)輪在軌道上滑動(dòng)從而帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)自行清理裝置內(nèi)部，依靠滑軌移動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行除塵工作，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定移動(dòng)循環(huán)除塵的效果。

一方面本裝置通過(guò)吸塵腔上設(shè)有第二滑槽,清理刷遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的一端固定連接有固定環(huán)，固定環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第二滑槽內(nèi)，起到固定清理刷的作用，并且解決了清理刷長(zhǎng)時(shí)間使用而造成變形的問(wèn)題；另一方面本裝置選擇兩組清理刷，實(shí)現(xiàn)對(duì)吸塵腔上下內(nèi)壁的同時(shí)清理，大大提高了工作效率，節(jié)約了時(shí)間成本。在此基礎(chǔ)之上，本裝置選擇設(shè)置驅(qū)動(dòng)輪的數(shù)量為兩組，兩組驅(qū)動(dòng)輪之間通過(guò)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)相連，使兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)除塵箱沿滑軌移動(dòng)的作用，解決了除塵裝置的人工推動(dòng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)除塵的目標(biāo)。

綜上，本裝置可以有效解決長(zhǎng)期吸入吸塵器內(nèi)通道以及容器內(nèi)壁堆積灰塵影響工作的問(wèn)題，并且可以使除塵裝置自行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)除塵目標(biāo)，大大減少人工成本。除此之外，本裝置還可以有效防止清理過(guò)程中灰塵散入空氣中的問(wèn)題，從而減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于環(huán)境的污染，進(jìn)而起到保護(hù)環(huán)境的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

電子技術(shù)的巨大進(jìn)步推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息時(shí)代的到來(lái)，并將改變?nèi)祟?lèi)的生活工作模式等等，從某種意義上講，電氣工程的發(fā)達(dá)程度代表著國(guó)家的科技進(jìn)步水平。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，科技技術(shù)不斷進(jìn)步的今天, 電氣工程自動(dòng)化除塵已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，既可以減少工廠除塵的人力成本，提升生活品質(zhì)，也有利于減少環(huán)境污染，建設(shè)生態(tài)文明。科技改變未來(lái)，智慧造就生活，基于電氣工程自動(dòng)化的除塵裝置有利于打造更加美好的智能家居。