【机械结构论文】可转位拖把机械结构设计与应用

【机械结构论文】可转位拖把机械结构设计与应用拖把是日常生活中常用的清洁工具之一。本文针对清洁面积小、费力和难清理顽固污渍等现象，提出了一种由两个柱形拖头、三个齿轮啮合组成的可转位拖把设计方案，介绍了可转位拖把的机械结构、使用方法和效益分析。拖把;机械设计;可转位拖把是房屋清洁中最常用的工具之一。从最早的长柄“抹布”发展到现在广泛被使用的胶棉拖把、甩干拖把等，其功能越来越多，每种拖把都有其独特的优点，但在使用过程中也存在一些缺点，使其不能发挥最大效果12。例:胶棉拖把，吸水性强，能够提供充足水分供清洁所用，但是单位清洁面积相对较小，清洁大面积区域时费时、费力;而甩干拖把虽然相对单位清洗面积较大，然而由于其自身的圆弧形设计无法清理室内死角区域的污物。可见，胶棉拖把和甩干拖把的清洁头都存在某些局限，不利于清洁人员的使用。一、可转位拖把设计方案可转位拖把，拖把架包括杆段连接部和拖头传动部，两个清洁头通过三个齿轮啮合，柱型拖头与地面接触时，在使用者的拖动下，柱型拖头带动其相应的固定轴转动，由于固定轴之间啮合传动，所以柱型拖头可以以其相应的固定轴为旋转轴转动，同时，由于齿轮的啮合传动作用，可以在柱型拖头转动时保证拖头与地面具有较大摩擦力，避免了单个拖头绕轴旋转时，拖头旋转阻力过小而过于容易滚动，无法对地面顽固污渍进行清洁。二、可转位拖把机械结构可转位拖把的结构主要由第一柱型拖头、第一固定轴、第一齿轮、手柄、拖把杆、可调螺母、拖把架、第二柱型拖头、第三固定轴、第二齿轮、第二固定轴、第三齿轮和连杆等部分组成，如图1所示。拖把架包括杆段连接部和拖头传动部，杆段连接部与所述拖把杆的底端固定连接，拖头传动部包括连接件、第一固定轴、第二固定轴，第一固定轴、第二固定轴等，清洁头包括第一柱型拖头、第二柱型拖头等。拖把杆由手柄、拖把杆包、可调螺母等组成。根据图1，可转位拖把的具体机械结构可描述为:可转位拖把包括依次连接的拖把杆5、拖把架7以及清洁头等部分组成，其中清洁头由齿轮、柱形拖头等零件组成。拖把架7包括杆段连接部和拖头传动部，拖头传动部包括通过连接件连接在杆段连接部的第一固定轴2、第二固定轴12，第一固定轴2、第二固定轴12相互平行且垂直于杆部轴线设置;第一固定轴2上设置有第一齿轮3，二固定轴12上设置有第二齿轮10，第一齿轮3与第二齿轮10啮合连接。清洁头包括分别套设在第一固定轴2、第二固定轴12上的第一柱型拖头1、第二柱型拖头8，第一柱型拖头1的直径大于第一齿轮3的直径，第二柱型拖头8的直径大于第二齿轮10的直径。第一齿轮3和第二齿轮10通过第三齿轮13啮合传动，也即第三齿轮13的分别与第一齿轮3和第二齿轮10啮合。第三齿轮13固定在第三固定轴9上，第三固定轴9通过滚动副连接在拖把架7的杆部连接段底端，其中，第三固定轴9与第一固定轴2和第二固定轴12平行设置，且第三固定轴9设置在第一固定轴2、第二固定轴12之间。第三齿轮13的半径大于第一齿轮3和第二齿轮10的半径;这样在安装相同直径的拖头时，可以减小第一齿轮3和第二齿轮10的半径;同时可以仅通过增大第三齿轮13的半径，实现拖头半径的增大(拖头半径的增大相应的也即增大了清洁头的清洁面积)。连接件为固定在第三固定轴9两端的两根连杆11，每根连杆11分别与第一固定轴2和第二固定轴12靠近其的一端连接;连杆11的中部设置有与第三固定轴9适配的第三轴孔，连杆11的两端分别设置有与第一固定轴2和第二固定轴12适配的第一轴孔和第二轴孔，第三固定轴9设置在第三轴孔内，第一固定轴2设置在第一轴孔内，第二固定轴12设置在第二轴孔内;此种轴配合轴孔的方式，即实现了通过连杆11将第一固定轴2与第二固定轴12固定在拖把架7上的固定作用，同时也满足第一固定轴2、第二固定轴12、第三固定轴9可以在轴孔内转动的要求。拖把杆5包括上部段和下部段，上部段和下部段之间通过可调螺母6固定连接，可调螺母6用来调节拖把杆5的总长度，以适应不同高度的人使用。上部段的底部和下部段的顶部外侧均设置有外螺纹，可调螺母6为内螺纹螺母，可调螺母6通过套设在上部段的底部和下部段的顶部之间，将上部段和下部段连接固定为一体;使用者根据自己的身高和使用习惯转动可调螺母6，改变拖把杆5的长度。拖把杆5的上部段的顶段设置有手柄4，手柄4可以方便使用者使用。三、使用方法利用可转位拖把清洁地面时，根据使用者的身高，松开可调螺母，调整连接杆的上部分和下部分，然后旋紧可调螺母，锁死连接杆上下部分，当柱型拖头与地面接触时，在使用者的拖动下，柱型拖头带动其相应的固定轴转动，由于固定轴之间啮合传动，柱型拖头可以以其相应的固定轴为旋转轴转动，同时，由于齿轮的啮合传动作用，可以在柱型拖头转动时保证拖头与地面具有较大摩擦力，避免了单个拖头绕轴旋转时，拖头旋转阻力过小而过于容易滚动，无法对地面顽固污渍进行清洁。四、结语在清洁时，柱型拖头通过齿轮啮合传动，可以实现柱型拖头圆周面的每个部分与被清洁区域相接触，提高拖把头的利用率，同时清洁头采用柱型拖头也方便死角的清洁。可转位拖把可以将胶棉拖把和甩干拖把的优点基于一身，即可以增大单位清洁面积，又可以轻松清理死角的污物，整体提高清洁头的利用率，对于使用者来说可以达到一劳永逸、事半功倍的效果。1谭艳妮一种新型拖把董建国J科学技术创新，2019，10:1921932唐浩寒一种工作面可变化的拖把创新设计研究J科技与创新，2018，21:4546