自动洒水机构在拖把上应用的研究

武汉市洪山高级中学 王暐宇

自动洒水机构在拖把上应用的研究

武汉市洪山高级中学 王暐宇

针对现有拖把拖地时需不断蘸水的复杂性以及不便性，本文设计了一种能够自动喷水的拖把，通过巧妙的机构设计，该种类型拖把不仅可以实现自动洒水，并且根据地面污渍的多少，人为的调整水量的多少。改进的拖把不仅避免了不断蘸水的繁复性，而且可以用最少的水量消耗来达到清洁地面的目的。

节水；自动洒水；拖把；改进

1 引言

随着经济的逐渐发展，环保清洁观念深入人心，而拖把在如今生活的清洁过程中扮演着越来越重要的角色，它保证了室内环境的清洁和舒适，成为人们生活的必需品。同时,为了让拖地的过程更加高质和高效,市场上创新型的拖把也是层出不穷,从第一代传统的水拖到现在的多功能自动拖把等都出现在人们的视野。

拖把是通过蘸取适量水分将地面污物溶开后擦除的方式达到清洁作用的。传统的水拖通过将棉型纺纱为原料制成条状，再将若干条状纺纱通过某种固定方式固定在拖把杆上；市场上普遍使用的还有平板拖把,这种拖把即将传统水拖的布条固定在平板上,同时拖把杆与平板可以自由旋转,可以实现桌底等狭小空间的清扫；此外还有吸水海绵拖把也渐渐被市场所接受,这种拖把通过PVC吸水胶棉头代替了传统的棉型纺纱材料,这种拖把的优点是通过某种机械结构,可以达到免手洗免手拧就可以将拖把的水分挤出的目的。然而现有的拖把基本都没有储水功能，在开始拖地之前需要到水池等地方将拖把沾湿,拖地一段时间之后,拖把水分减少又需往复蘸水,如此往复比较繁琐不便,造成水资源浪费的同时又让地面不同的地区干湿度差异较大。如何实现拖把高质高效的拖地功能成为亟待解决的问题。

基于现有拖把的弊端，本设计目的在于通过机构及检测系统，利用拖把的前进和后退实现自动喷水和自动停水，这样就可以极大地提高使用者的效率。在拖把往前推动时，滚轮检测机构将喷水机构开启，水泵洒水到拖把前方，使拖把前方的地面有一定的水量来浸湿污渍，当拖把的海绵或者棉条经过污渍时就可以起到清洁污渍的作用；同时拖把需要变更方向或者停止工作而后退的时候，需要拖把停止喷水来避免地面湿润，这时通过滚轮检测机构将喷水机构的开关关闭，停止喷水。

2 喷水拖把的技术方案

对于喷水拖把的设计过程， 研究方案如下：

1)市场调研与文献查询：通过对人员拖地时的劳动强度和拖地效果进行调查，发现现有拖把存在如下不足：a、人们每次拖地至少要两遍（一次湿拖把拖地、一次干拖把拖地），拖地时劳动强度较大；b、拖地时需要来回往复蘸水，非常不便；c、拖地后地上水渍很多，分布不均，效果不是很理想。

2)针对性设计：鉴于上述拖把拖地存在的几个问题，进行针对性的改善，为了减少拖地的次数和防止拖地后水渍过多的问题，巧妙采用随喷水随拖地的方式。此外，还根据地面的污渍多少调节喷水量的多少。针对往复蘸水的问题，采用外加储水罐的方式来解决。

3)结构设计与实验：有了上述想法，就设计出了喷水式拖把各个模块，并通过实验探究，反馈修改，完善优化结构，完美的解决了现有拖把的不足之处。

3 水拖把的构成

所设计的能够自动喷水的拖把，其结构主要由拖把头、拖把杆、微型水泵（可调节流量）、喷头、喷水开关装置等部分组成。

1)拖把头、拖把杆：拖把头与拖把杆与现有的拖把类似，没有什么差别，具体材质可以视具体情况来选择。

2)微型水泵：采用的水泵为流量可调节的水泵，使用者可根据地面污渍的多少手动调节其流量，污渍越多可将流量开得越大，另外水泵较小，不会增加太多的重负。

3)喷头：采用市场上的含有过滤芯的防堵塞喷头，避免因水质较脏所引起的喷头堵塞，影响使用。

4)喷水开关装置：由于通常的拖地动作涉及到前进与后退两个动作，前进时喷水可以使地面更加干净，但是后退时喷水只会留下水渍，为了避免这个问题，设计了一种开关装置，使其能够保证拖把前进喷水而后退不喷水。

4 喷水拖把的结构

为了实现拖地时，保证前进喷水，后退不喷水，设计了如图1所示的机构：

图1 喷水开关装置设计图

通过上述设计图可以看出，该结构由本体、橡胶轮、轴（四根）、联轴器、皮带轮、皮带、进水口、出水口等几个部分组成。

总体来说，该种自动喷水的拖把主要由三个模块组成：配水模块、运动模块和水流开关模块，下面对这几个模块进行分开论述：

4.1 配水装置

1)进水口：进水口与拖把上的储水罐相连，中间辅以水泵连接，实际操作时，可以根据地面的实际情况通过手动调节来决定水阀开口的大小，进而决定水流量的大小，达到因地制宜的效果。

2)出水口：出水口与喷头相连，保证有水流能够从喷头洒出，喷头根据流量的不同，可以采取不同的喷洒方式。

4.2 运动装置

该装置中运动的传递路线为下述所示：

1)橡胶轮采用合理的纹路设计，在与地面接触时，由于摩擦力的原因，驱动橡胶轮旋转起来，产生动力。

2)橡胶轮通过套在轮毂上的轴来带动该轴上的皮带轮旋转。3)下方的皮带轮通过皮带传动的形式来带动上面的皮带轮旋转。4)皮带轮通过轴连接联轴器，然后联轴器带动起开关作用的轴运动。通过上述四个步骤，即可实现动力的传递，将带动起开关作用的轴旋转起来。

4.3 水流通断部分的设计

基于水龙头原理、安全联轴器的过载保护原理，我们设计了合理的结构，来实现了拖把前进喷水，后退不喷水这一功能。

当带动拖把前进时，橡胶轮转动，最终带动起开关作用的轴转动，此时带开关的轴上挡块与本体上的挡块正好接触，轴不能转动，此时力过大，为了保证轴不损坏，这个时候安全联轴器起作用，使安全联轴器两端的轴分离开来，这个时候动力将不会传递到起开关作用的轴，同时，轴转过恰当的角度，使得轴上的孔正好对准进出水口，使得有水能够流出，起到了拖把前进时能够自动喷水的目的。

当带动拖把后退时，橡胶轮反转，最终带动起开关作用的轴反向转动，当该轴反向转动90度后，轴上的挡块正好与本体上的挡块接触，此时轴不能转动，与正转时类似，安全联轴器起作用，使轴分离，动力不将再传递到该轴上，此时，轴上的孔正好被堵住，不能有水通过，起到了拖把后退时不能喷水的目的。

通过结构设计，实现拖把前进喷水，后退不喷水，来达到前进利用水清洗污渍，后退利用拖把来拖干地面的目的，减少干湿拖把两用的繁琐步骤。

5 总结

通过巧妙的结构设计，此种拖把可以因地制宜，根据污渍的多少，手动调节水流量的多少，用最少的水量达到最优的拖地效果。此外，该种拖把前进喷水后退不喷水的效果能够很好地解决我们日常生活中拖地需要干湿重复进行两次工作以及拖地后水渍较多、分布不均匀的问题，因为喷水水量少，且后退拖地可以在一定程度上达到干拖把拖地的效果，所以此种拖把一次拖地就可以达到地面既清洁又较为干燥的目的。综合上述分析讨论，此种拖把结构新颖，功能完善，成本不高，可以较大地改进人们的生活质量，具有较好的运用前景。

王暐宇（2000—），男，湖北武汉人，高中生。