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全自動洗地機的開發設計與應用
導語
全自動地面洗地機是集噴液、洗地、清潔、吸水、吸塵為一體的機電一體化產品，它是在吸塵器的基礎上，經研究而發展起來的另一類新型地面洗地機。自動地面洗地機通過用洗滌液對地面進行清洗，并將污水吸干，達到清潔地面的目的，本文主要介紹自動地面洗地機的工作原理及設計要點。
全自動地面洗地機是在吸塵器的基礎上，經研究而發展起來的另一類新型地面洗地機。吸塵器是利用空氣負壓吸附的方法，將地面上的塵埃和垃圾吸入吸塵器的集塵室，而達到清潔地面的目的。由于吸塵器主要是靠空氣吸附，在車站、機場候機室、賓館、廁所等公共場所不能實現這種清潔功能。目前，在這些場所基本仍是人工拖洗，勞動條件差、勞動強度大、效率低，且清洗效果不理想。所以研制一種新產品，用機器代替人工，對地面用洗滌液進行清洗，并將污水吸干，每小時可清潔地面800～1000m，比人工清潔可提高效率3～4倍，這將大大改善公共場所的環境衛生條件，適應現代化城市建設的需要。
1 工作原理
該自動地面洗地機采用24V、145Ah(安時)蓄電池提供電源，一路分給真空泵，一路分給電動機。此自動地面洗地機設有一個清水缸，一個污水缸，洗地機工作的時候，清水缸的水通過水管提供給刷子洗地；以電動機驅動、皮帶聯接，使洗地刷子轉動，結合水泵提供的水達到了洗地的作用；而真空泵(風機)的作用是把污水缸里的空氣抽真空，使其工作壓力小于大氣壓力，從而把洗地污水抽到污水缸里。
2 機構系統的設計
2．1水循環系統設計
水循環系統可分為兩個過程(如圖1)，一為清洗過程，二為吸污過程。其中，箱體分成兩部分，即清水缸和污水缸。
清洗過程：工作時，清水從清水缸順著水管1流過手動控制閥2，其作用是手動控制水流量大小，通過水管3流到刷洗系統4。吸污部分：在清洗的過程中，真空泵5工作，將空氣沿箭頭6方向由污水缸抽出，使污水缸形成負壓，在吸水扒緊壓地面的情況下，污水缸與外面的大氣壓強差產生的壓力將吸水扒中的污水壓進污水缸7，完成吸污工作。在工作結束后，手動將污水由水管8排出。
2．2 洗刷機構設計
電機傳動主要由五部分組成(如圖2)，分別是：電機、換向體、刷子底座、皮帶、皮帶張緊機構。
電機1通電，旋轉帶動與之相接的過渡輪3．繼而使緊貼著過渡輪的皮帶因摩擦力運動起來，通過皮帶4的摩擦帶動2個刷子底座2，使刷子旋轉工作。兩個過渡輪除了起著換向、傳動的作用外，還有增大皮帶與刷子底座接觸面積的作用。刷子主要是尼龍制的條狀物，其與刷子底座是螺旋擰合，易于拆裝。相對于洗地機正面，兩刷子斜著安裝，以有利于空間分配和清洗徹底。假設電機的轉軸是右旋的，由圖2可看出因皮帶的纏繞路線，使得刷子底座與皮帶接觸皆在右邊，其所受的摩擦力也相反，使刷子在轉動的時候不會滑動，洗得更干凈。
2．3 底盤升降機構設計
底盤升降結構(如圖3)主要是利用四連桿機構，當用力踩腳踏板時，連桿以腳踏板和底架的接觸點為支點，帶動底盤上升。根據杠桿原理，在整個工作過程中，可以比較省力地將底盤抬高。
2．4 水扒起降機構設計
水扒起降系統是運用杠桿原理讓平時一直處于工作狀態(即緊壓地面)的吸水橡皮脫離地面，上升至一定高度，以使洗地機可輕易移動的裝置。水扒起降系統可分為兩部分，一部分是水扒的杠桿機構，另一部分是水扒的搖桿機構(如圖4)。
拉動手把，使其繞支點架旋轉，從而張緊鐵線，帶動水扒繞旋轉螺栓轉動，使其脫離地面，旋轉螺栓具有定位和供旋轉體旋轉的運動副的作用。拉下手把后，以機架上的螺栓為支點，旋轉手把，使其卡住洗地機外殼，即可使水扒在升起后固定。為了在不工作的情況下方便移動洗地機，防止水扒震動，甚至突然掉下，因此設計了防震彈簧(箭頭5所指)。水扒上升后，彈簧的彈力通過鐵線傳遞，使得手把卡緊動洗地機的外殼，防止震動。彈簧的彈力的大小可以利用與其相連的螺母調節。
2．5 水扒角度調節機構設計
在工作的過程中，要求水扒緊密貼地，如果僅靠水扒的重力實現這一目的，有時會帖合不緊，因此設計了水扒角度調節機構。擰動調節螺母1，從而帶動與它相連接的螺桿，使得水扒底架以支桿2頂部為支點旋轉，改變水扒角度，將吸水橡皮緊壓地面。松開螺栓3，可以調節水扒與地面的高度，協助水扒角’度的調整(如圖5)。
在洗地機工作的時侯，為了方便洗地機轉向，水扒也設計了轉向調節，這主要是通過轉向螺栓4實現。旋轉螺栓具有定位和供水扒旋轉運動的作用。而水扒的寬度要大于洗地機箱體的寬度，在水扒兩端設有保護輪。當洗地機在運動的過程中，出現水扒與障礙物相撞時，保護輪轉動，同時水扒繞轉向螺栓轉動，使水扒不至損壞。
3 結論
自動地面洗地機具有如下特點：
(1)集噴液、洗地、清潔、吸水、吸塵為一體；
(2)洗地盤升降機構和水扒升降機構的設計，使本機在非工作狀態下更加容易移動；
(3)出水調節，達到控制清水缸向洗地盤提供水量的大小；
(4)配備防浪擋板，避免污水外濺，刷盤無需任何工具，可以輕松拆裝；
(5)吸水扒的獨到設計，確保水扒緊扣地面，確保地面一次吸干，厚重的膠條可反復使用，有效降低機器使用成本。
自動地面洗地機的研制成功，為我國洗地機生產行業提供了高效優質的技術裝備，同時也取得了顯著的經濟效益和社會效益。
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