多功能地面清洁装置的设计

李儒攀   ,蔡杨   ,陈梦琪 ,李梦昕 ,武俊儒

摘要：为了提高地面清洁效率及降低劳动强度，完成了一款集吸、扫、拖及存储为一体多功能地面清洁装置的结构设计。装置分为吸尘器装置、清扫装置、拖地装置、垃圾回收装置及驱动控制装置五大部分组成。经实物搭建测试，本装置能有效完成平坦地面清洁。

关键词：地面；多功能；清洁装置；设计

随着人们生活水平的不断提高，在生产生活中会产生的大量垃圾，为了时刻保持环境清洁，对于垃圾清理工作任务繁重。通过对校园里、马路上、小区里垃圾清扫、存储的观察，了解到对垃圾清扫和存储效率比较低。目前垃圾清扫一般是工人用扫把打扫垃圾到畚箕内再倒入垃圾箱内，对于室内公共场所的打扫还需要配合拖把来拖地，这样的清扫方法由很多局限性，工作效率也很低，无法实现垃圾清扫拖回收一体。

       针对上述问题，本文设计了一款集吸、扫、拖及存储为一体的地面清洁装置，大大提高了清洁效率。清洁装置装两侧装有大滚刷可以快速清扫垃圾入垃圾箱，中间配有吸尘装置可以吸走残余垃圾与灰尘，装有一个旋转清洁盘，可以清除滚刷无法清除的地面粘着物，旋转清洁转盘与地面充分接触后旋转，使粘着物脱离地面。在普通单扫功能上通过增加水箱和拖布实现自动湿拖功能，可以更进一步清洁地面卫生，特别适用于公共场所的室内打扫。这样吸扫拖一体的清洁装置实现了对街道、马路上垃圾清扫的连续性，大大提高了清扫垃圾的效率及降低劳动强度，具有一定的应用前景。

1总体结构设计

清洁装置主要由箱体和箱体底板下面的三个万向轮组成。箱体主要用以固定清扫装置、吸尘器装置、湿拖装置以及垃圾存储装置。箱体下面装控制其驱动的车轮，可以很方便地控制行驶方向。考虑到成本及车身重量，箱体不能过重且要有一定的支撑强度，选用铝合金作为整体箱体，其强度也能满足需求，且其耐腐蚀能力较好，且不用做表面涂装处理。

2组成装置与功能

        地面清洁装置主要由清扫装置、传动装置、电源装置、吸尘装置、湿拖装置、垃圾回收装置六个部分组成。

（1）传动装置：采用齿轮传动与链传动，扶手下压时，齿条向下运动，带动齿轮旋转产生动力，齿轮旋转的同时也带动链轮旋转，再通过链条的连接将此动力传送至清扫装置。

（2）清扫装置：装置两侧装有旋转清洁刷，可以快速清扫垃圾入垃圾收纳箱中，中间装有旋转清洁盘，可以清除旋转清洁刷无法清除干净的地面粘着物，可使清扫更加彻底。

（3）吸尘装置：在机箱正支撑架上装有圆形吸尘装置， 可以吸走前面清扫后残留的灰尘和颗粒物。吸尘装置包括灰尘收集仓、吸尘器、吸尘仓和吸嘴，吸嘴开设在吸尘仓前端，吸尘仓上端固定安装有吸尘器，吸尘器上端固定安装在灰尘收集仓下端。

（4）湿拖装置：支撑架下端安装有可拆卸拖地装置，支撑架一侧下端安装有供水装置。拖地装置包括连接块、上连接杆、安装套、下连接杆、固定板和拖布。供水装置包括输送组件、进水管和出水管，进水管一端固定安装在输送组件侧边，出水管上端固定安装在输送组件下端，输送组件上端固定安装在支撑架下端。

（5）电源装置：考虑到清洁装置使用场所的灵活性，增加一个可充电式小型蓄电池，为吸尘装置提供电源。

（6）垃圾回收装置：将清扫装置与吸尘装置收集到的垃圾统一存放的地方，并附有侧门，方便倾倒垃圾

3产品工作原理

      当人推动推杆时，前轮和前部小滚轮同时转动，首先前部小滚轮转动通过斜齿轮带动两侧滚刷转动，可以将前方垃圾归置到中间垃圾箱中， 然后前轮转动，通过轴带动大齿轮转动 ，大齿轮通过链传动使小齿轮转动，一条传动链是使清洁盘旋转清除黏附在地面上的垃圾，另一条传动链带动旋转扫把转动，通过旋转扫把将前方的垃圾转移到垃圾收纳箱中。与此同时，在装置正下方的圆形吸尘装置 由电机驱动，吸附清扫细小的颗粒。如果要使用拖地功能可以通过水箱将清洁水喷洒到地面后可通过来回移动操作把手，从而带动下端的拖地装置移动，拖地装置移动后下端的吸水拖布可对地面的水渍和污渍进行擦拭。

4  结束语

      随着科技地不断进步，人们对生活水平的要求越来越高，尤其是时刻伴随着我们身边的日常的垃圾清理工作，因此开发出一款实用的成本低廉的高效的地面清洁装置应运而生。当传统的扫地工具带来很多局限性的时候时，就需要突破和创新。此款地面清洁装置 满足了人 们在新时代对于扫地工具的新追求，节能环保，操作简单，成本低廉，为我们的环境保护者，清洁工作人员带来了便利 。本设计主要以机械结构为主，通过齿轮传动和链传动完成动力传送。清洁装置包含了旋转滚刷与清洁转盘，吸尘和拖地装置实现了全方位无死角的地面清洁。这样大大地减轻了劳动强度，减轻了工作负担，更好服务大众。可以方便用于学校、工厂、广场等地的清洁，省时、省力、操作简单、 成本低、工作效率高、能耗低。

参考文献

[1]

蒋勇(导师：陶卫军;梁红军) - 《南京理工大学硕士论文》- 2018-05-01  《地面清洁机器人结构及控制系统设计》

[2] 李峰亮(导师：孙立新) - 《河北工业大学硕士论文》- 2018-05-01 《磁吸附擦窗机器人结构设计及控制系统设计》

[3]普良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].第10版.北京：高等教育出版社，2019.