一种便池清洗机的设计

陈鑫 郭奕辰

摘 要：本设计主要针对公公宿舍及公共场所的卫生间蹲式便池清洗不便，克服人工操作的缺陷而设计，本设计包括箱体部分，动力部分、水槽部分及传动与清洁部分等组成。本设计具有效率高，操作简单，方便使用，制造成本低等特点。

关键词：自动化；清洗； 可移动

Abstract： the utility model is mainly designed for the inconvenience of squatting urinal cleaning in the students' dormitory and public places， overcoming the defects of manual operation. The utility model has the characteristics of high efficiency， simple operation and convenient use.

Key words： automation； Cleaning； mobile

1.設计背景

目前，抽水马桶还未大量在公共场所普及，普遍存在的是蹲式便池。譬如：大学宿舍的单个型蹲式便池在长时间使用之后，就需要进行清洗消毒，一般目前都是保洁人员采用人工手动清洗，这样的方式效率低下，人易厌倦疲劳，且不能全面进行清洁，因此设计一款便池清洗机是十分必要的。

2.产品方案及工作原理

下图1和图2是本设计的结构示意图。其中，图1是本设计整体结构示意图，图2是传动及清洁部分结构示意图。

如图1、图2所示，本设计包括箱体部分，动力部分、水槽部分及传动与清洁部分等组成。其中箱体部分包括箱体2、设在箱体1底部的万向轮1、设在箱体顶部的提手13以及设在箱体内部用于支撑与安放电机及各齿轮轴的支架。动力部分包括电机5、蓄电池15，连接电机及蓄电池的电线12及电清洗机开关14等，其中蓄电池上设有用于充电的充电孔。水槽部分包括水槽9、用于连接厕所水龙头和水槽的进水管、用于搅拌混合清洁剂和水的搅拌器6、设在水槽底部的通水孔7，通水孔7通过水管连接至喷水槽19上的阀门，喷水槽四周设有若干喷水孔，以便水清洗便池之用。传动及清洗部分包括装在电机5主轴上的锥齿轮Ⅰ10、与锥齿轮Ⅰ10啮合的锥齿轮Ⅱ11、齿轮系4、用于清洗便池的毛刷20、连接齿轮系中各齿轮轴与毛刷20的升降杆18以及装在齿轮系周边的清洗蹲台用的清洗带3等。其中，轮系4共有5个齿轮（齿轮Ⅰ41，齿轮Ⅱ42，齿轮Ⅲ43，齿轮Ⅳ44，齿轮Ⅳ45），安装各齿轮的轴通过轴承安装在箱体内部的支架上，每个齿轮的轴上通过升降杆18连接有一个毛刷20，以增加清洁效率，升降杆18用于调节毛刷20和清洁带3的高度，适应不同便池高度所需，同时可通过调节高度控制清理力度的大小。

3.使用方法

本设计在使用时，首先，通过进水管将厕所水龙头与水槽相连，将水通入水槽中，或将洗衣用水等装入其中，将清洁剂通过搅拌器与水槽中水混合，接着，打开清洗机开关14，电机5转动，带动锥齿轮Ⅰ10转动，通过锥齿轮11、齿轮系4的转动，带动毛刷20和清洁带3转动，从而实现对便池和蹲台进行清洁，打开阀门17，可利用水箱中的水对便池进行冲洗。

蓄电池15上有充电孔16，对电力进行补充，水槽9上有盖子，家用时可以把洗衣水倒入其中，达到节水的目的。箱体2上装有的万向轮1和提手13，在抬上台阶和便池上时，通过箱体2上的两个对称分布的提手13进行操作；在移动的过程中，推着箱体2即可，万向轮1减轻阻力。

4本设计的优化

由于本设计停留在图形建模上，并未生产出实物。因此还有待于优化设计，优化设计的方法很多，譬如进行受力分析，运用材料力学的知识找出受力最大的构建，对其加强改进。譬如，运用理论力学的知识对本设计运动分析。或者运用有限元的方法，进行应变分析。本设计给出的思路，也希望和广大学者、研究人员进行交流，共同研究与设计。

5本设计的优点

1、由电力驱动，自动清洗，操作方便，效率高；

2、自带水箱，可存贮洗衣水等，节约水资源，而且可方便缺水时使用；

3、箱体上装有提手和万向轮，方便移动到不同宿舍等场合清洗；

4、带有搅拌器，可对添加的清洁剂搅拌，提高清洗效果；

5、清洗毛刷及清洁带能够调节高度，可适应不同高度便池清洗需要；

6总结与思考

机械创新设计就是要求我们利用已有的相关科学技术，进行创新设计，设计出具有新颖性、创造性及实用性的产品。 近年来，随着中国梦的提出，随着我国提出中国制造2025，我国专利申请量也不断突破，科学技术也有飞跃式发展，使得机械创新设计有了新的发展前景。而更好的方法，更好的思路需要我们大胆思考，大胆创新。

参考文献：

[1]温兆麟.创新思维与机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]唐昌松.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2014.

[3]郭奕辰，唐昌松，李明明.便池清洗机.专利号：201520063368权公告日：20150701