一、項(xiàng)目背景
　　
　　隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，針對(duì)各種器皿的自動(dòng)清洗裝置誕生了，如高樓門窗清洗裝置、容器清洗裝置、汽車清洗裝置等。目前的容器清洗裝置，主要分為瓶類容器、弧形容器、方形容器清洗裝置等，這些裝置普遍采用的是高壓噴水方式進(jìn)行清洗，因此存在耗水量大、成本高、污染嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重匱乏的國(guó)家，因此開發(fā)研制“節(jié)水節(jié)能”的器皿清洗裝置勢(shì)在必行。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)出節(jié)水、體積小、成本低的器皿自動(dòng)清洗裝置。
　　
　　二、設(shè)計(jì)方案
　　
　　1　系統(tǒng)組成
　　系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)、螺桿、托盤、清洗頭、水泵、噴頭、儲(chǔ)水罐、控制電路等組成。
　　為了實(shí)現(xiàn)清洗器皿的功能，對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)來說最好的運(yùn)動(dòng)形式為做上下往復(fù)的螺旋式運(yùn)動(dòng)。本方案通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)提供整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力；通過螺桿與螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)清洗頭上下方向的位移；清洗頭與螺桿通過銷釘連接，由螺桿帶動(dòng)清洗頭轉(zhuǎn)動(dòng)。通過清洗頭彈簧使清洗頭緊貼器皿壁，并保護(hù)器皿不受到強(qiáng)力壓迫。
　　
　　2　工作機(jī)理
　　(1)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)理清洗頭和螺桿用銷釘連接，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)螺桿做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，清洗頭可以做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，這樣可以擴(kuò)大清洗頭的清洗范圍并可以提供足夠的旋轉(zhuǎn)力矩。圓錐擺運(yùn)動(dòng)可以全面的清洗器皿的底部及側(cè)壁。
　　(2)上下位移的機(jī)理
　　采用螺桿與螺母相對(duì)旋轉(zhuǎn)，螺桿由電機(jī)帶動(dòng)，螺母固定在托盤上，螺桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)螺母帶動(dòng)托盤做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。托盤上下移動(dòng)時(shí)器皿也做上下運(yùn)動(dòng)，這樣可以方便的擦洗到器皿的內(nèi)壁，這對(duì)于擦洗諸如試管類的筒形容器提供了很大的方便。
　　(3)清洗頭的機(jī)理
　　清洗頭通過銷釘與套筒連接，螺桿旋轉(zhuǎn)由銷釘連帶清洗頭做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。清洗頭的直桿上挖出長(zhǎng)槽，這樣清洗頭可以和螺桿做相對(duì)上下位移。
　　3　設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
　　(1)螺桿與電動(dòng)機(jī)連接的設(shè)計(jì)
　　為了保證螺桿可以自由的做圓錐擺運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)了如圖所示的連接方式。這樣可以大大減少螺桿在做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)所受到的阻力。
　　(2)螺桿與清洗頭連接的設(shè)計(jì)
　　螺桿與清洗頭用套筒連接，這樣方便清洗頭做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，并且保證了向清洗頭提供足夠的旋轉(zhuǎn)力矩。
　　(3)水泵水流流量的設(shè)計(jì)
　　采用三通管，使過多的水回流到儲(chǔ)水罐中，這樣即節(jié)省了水資源又保證了在洗碗的過程中不會(huì)水花四濺。
　　
　　
　　
　　
　　三、創(chuàng)新點(diǎn)
　　
　　1　提出利用機(jī)器模擬手工洗碗這一想法；
　　2　節(jié)省大量的水資源；
　　3　采用螺桿與螺母在一個(gè)電機(jī)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上下與旋轉(zhuǎn)的二維運(yùn)動(dòng)；
　　4　圓錐擺可以根據(jù)容器的內(nèi)壁大小做緊貼內(nèi)壁的圓錐擺運(yùn)動(dòng)；
　　5　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，有助于大規(guī)模生產(chǎn)，并形成生產(chǎn)