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走廊扫地机方案设计
2014-09-13 来源:
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摘要

    走廊扫地机的能源装置通过传动系统将运动传给两侧的盘形刷,使其分别作顺时针和逆时针转动,将两侧的垃圾扫到中间,传给中间的滚刷。然后,再由滚刷将垃圾扫入垃圾箱内实现清扫的功能。它可以对各种大小的垃圾进行清理,两侧的清扫刷可方便地清扫墙角及靠近障碍物的地方。

1 前言

    对于自动化扫地器具,常见的是马路上的扫地车,它能进行大面积街道清扫、工作效率高,并且节约人力。然而,小面积区域的清扫工具还主要沿用传统手工扫地工具:扫帚、拖把。工作效率低,清扫效果不够理想,浪费人力。因此急需开发一种成本低、节约人力物力、清扫效果良好的适应院落、小区、小巷、走廊等小区域场所的小型清扫设备。

2 方案确定

    通过查阅大量资料和对生活中所用的垃圾清扫车的观察,所设计的垃圾扫地机方案如图1所示。电机10作为动力源,将运动传给带轮8,通过带传动9传给带轮7,从而使处于同一根轴上的带轮3和锥齿轮4、11旋转。带轮3将运动传给带轮2,带轮2带动主刷1作逆时针旋转,通过倾斜的导向刮板16将垃圾送入垃圾箱17内。同时锥齿轮4、11分别带动水平方向的锥齿轮转动,通过带传动5、13将运动传给两侧盘形刷6、12,使盘形刷6作顺时针转动,盘形刷12作逆时针转动,将两侧的垃圾扫到中间,由主刷1将垃圾扫入垃圾箱17内。此种扫地机可以对各类大小的垃圾进行清理,两侧的清扫刷可方便的清扫墙角及靠近障碍物的地方。并且由于两侧的清扫刷的存在,大大增加了清扫宽度,但转弯半径并不大。除作为走廊清扫工具外,也可作为商场、院落、工厂、小区等较大面积区域的清扫工具。

3 驱动方式的确定

    驱动方式有汽油机驱动和电力驱动。汽油驱动型因其噪音大适合院落、停车场等户外清扫作业。电力驱动型因其噪音低,污染小,适合大型商场内、走廊等处清扫作业。由于所设计的扫地机是针对室内场合,对环境要求较高,故动力装置选择噪音低,污染小环保的电力驱动。配置大容量的电池和大容量垃圾箱,可大大提高工作效率和清扫效果,进行长时间的工作。电动机的类型和结构型式可以根据电源的种类、工作条件(温度、环境、空间尺寸)和载荷特点(性质、大小、启动性能和过载情况)来选择。在移动设备中常使用的有直流电动机和步进电动机。由于所设计的扫地机多在室内环境下工作,要求控制简单,运行平稳,因此选择直流电动机。

   

4 主轴的设计计算

    通过结构设计以及对零部件在主轴上的布置,主轴采用图2所示的装配方案:

    (1)为了满足轴向定位要求,I—II轴段右端须制造出一轴肩,I—II轴段的左端用轴端挡圈定位。为了使带轮绕轴转动,要保证轴端挡圈只压在带轮上。

    (2)初步选择滚动轴承。轴承在工作时同时受径向力和轴向力的作用,根据轴承产品目录可选取基本游隙组中标准精度级的圆锥滚子轴承32000型。轴承一端采用套筒进行轴向定位,另一端用捎圈定位。

    (3)安装齿轮。齿轮左端用挡圈定位,右端用套筒定位,同时套筒右端定位带轮。为了使套筒端面可靠的压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,带轮的右端采用轴肩定位。为了满足右端齿轮的轴向同定要求,采用阶梯轴形式。右端零部件结构的定位与左端的基本相同。

   

    (4)带轮、齿轮与轴采用平键连接。为了保证齿轮和轴的配合有良好的对中性,轮毂与轴可选择配合H7/n6.圆锥滚子轴承与轴的周向定位是通过过渡配合来保证,此处轴的直径尺寸公差可选。

    

5 扫地机的三维设计

    通过各种计算,包括传动比的分配、带轮的选择计算、主轴的设计计算、齿轮的设计计算得出各部分的尺寸,根据计算出的尺寸在三维建模软件SolidWorks巾建立了扫地机的三维模型如图3、4所示,并进行了运动干涉检查。为了防止扫起的垃圾四处飞扬,加速带轮、齿轮的磨损,在主刷和传动装置之间加一隔板,如罔1中的15,但在三维图中为了更清楚地表达其内部结构没有画出来。车架是整个扫地机的重要部件,直接或间接的影响着扫地机各方面的性能,如扫地机的操纵性、稳定性等。并且车架的尺寸、材料、结构决定了扫地机的整体性能。综合各方面的因素所设计的车架结构如图5所示。

   

6 结论

    通过各种计算以及查阅文献,设计了扫地机的传动系统、扫地机构、支撑机构,并对所需零部件进行了设计计算,使其结构布局和受力更加合理。并用三维建模软件建立了三维实体模型,进行了运动分析。由于该设备的零部件比较普通,易于制造,也可直接外购,因此该设备的制造成本较低,是一种较为理想的经济实用的走廊清扫工具。

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