白云山

解放軍后勤工程學(xué)院，重慶 400000

清潔是日常生活中最主要的家務(wù)勞動之一。清潔也就是平時所說的搞衛(wèi)生，包括掃地、拖地、擦桌子，以及擦桌子上的杯子、電視屏幕、電腦屏幕等玻璃物品，恢復(fù)它本身的光亮。其實質(zhì)也就是除去這些物品表面的塵土和污漬。現(xiàn)階段家里除去塵土和污漬的主要就是靠吸塵器。一般吸塵器是靠電動機高速驅(qū)動風(fēng)機葉輪旋轉(zhuǎn)，使空氣高速排出，而風(fēng)機前端吸塵部分的空氣不斷地補充風(fēng)機中的空氣，致使吸塵器內(nèi)部產(chǎn)生瞬間真空，和外界大氣壓形成負(fù)壓差，在此壓差的作用下，吸入含灰塵的空氣，經(jīng)濾塵器過濾，排出清潔的空氣，負(fù)壓差越大風(fēng)量越大，則吸塵能力也越大。但一般小型便攜式吸塵器的功率為250W及其以下，在使用過程中總感覺吸力不是很強，除塵效果不是很好。怎樣在較低的電能消耗下，既能擦除“頑固污漬”，又具有強大的吸塵能力呢？為此，設(shè)計了這種新型便攜式家用強吸力清潔器。

1 結(jié)構(gòu)特點

該清潔器主要有真空清潔頭、活塞吸力組件和動力輸出組件三大部分組成。 其中真空清潔頭（如圖1）位于整個裝置的最上邊，它是由一個小型密封可保持一定真空度的橢圓柱形罐和緊貼罐外表面的不同清潔材料組成，它可以通過連接在運動活塞上的軸3進(jìn)行左右往復(fù)運動，真空罐上開有若干吸塵小孔，這樣就可以完成擦除和吸走垃圾的雙重任務(wù)。清潔頭上還有一個安全閥，主要是防止灰塵堵塞吸塵小孔而使電機發(fā)熱燒壞。

圖1 真空清潔頭示意圖

活塞吸力組件如圖2所示，主要是由裝有4個單向閥的圓柱形氣缸和內(nèi)部可以往復(fù)運動的活塞組成。其中上部的閥7是進(jìn)氣單向閥，左右的閥6是出氣單向閥。進(jìn)氣的閥7通過可彎曲的硬管與上部的真空清潔頭連接。

圖2 活塞吸力組件示意圖

動力輸出組件如圖3所示，主要有一個帶動運動活塞偏心軸，一個制冷風(fēng)扇和一個電動機和變壓器組成，變壓器是把220V的電壓變成對人安全的電壓。電動機轉(zhuǎn)動帶動軸連接體12轉(zhuǎn)動，偏心軸11繞電動機軸作圓周運動，由于偏心軸是插在上部的活塞吸力組件的偏心軸運動導(dǎo)軌10里面的，所以，偏心軸11的圓周運動就轉(zhuǎn)化為運動活塞9的左右往復(fù)運動，此時，動力輸出組件完成動力的輸出。在電動機工作的過程中，可能會是電機的負(fù)載過重而發(fā)熱，為避免電機燒壞，在電動機軸上的小風(fēng)扇葉13就起到給電動機和變壓器散熱的作用。

圖3 動力輸出組件示意圖

2 工作原理

該新型清潔器用普通家用電壓降壓整流后的直流安全電壓，帶動電動機轉(zhuǎn)動，通過套在電動機轉(zhuǎn)動軸上的偏心軸的轉(zhuǎn)動，把原來電動機軸的圓周轉(zhuǎn)動改變成運動活塞的水平方向的往復(fù)振動，活塞的往復(fù)振動使圓柱氣罐內(nèi)的氣體反復(fù)壓縮與抽吸，這樣圓柱形氣罐上部的單向閥就源源不斷地把上部真空清潔頭里的空氣抽向外界，在真空清潔頭里產(chǎn)生局部強真空度。固定在活塞上的真空清潔頭隨著圓柱氣罐內(nèi)活塞的左右往復(fù)運動完成了即擦又吸的任務(wù)。真空清潔頭上有很多小孔，小孔上附有致密過濾網(wǎng)，只能通過空氣，塵粒則不能通過。清潔頭上表面固定不同的耐磨清潔材料，就可以清潔不同的物品。等清潔多次，清洗材料太臟時，清洗完畢或重新?lián)Q一塊再用。

3 應(yīng)用前景

隨著我國節(jié)能減排型社會的廣泛建立，家用電器的高效節(jié)能也越來越受到重視。本產(chǎn)品設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)獨特，采用小型電動機驅(qū)動，清潔頭可以左右往復(fù)運動，主要是模仿人手在擦東西的“機械性勞動”而設(shè)計，并且在某些方面比人手更加出色。本產(chǎn)品最大的特點就是在同樣功率下它具有比普通吸塵器更強大的吸力，可以完成普通吸塵器無法清潔的任務(wù)，比如吸出一些家用電器的表面縫隙的少量灰塵，清除筆記本電腦，手機鍵盤縫隙的微小灰塵污漬等，并且效果更好、噪音更小。

4 結(jié)論與建議

由上述可知，若采用防靜電材料做的“清潔頭”。電腦、電視等有屏幕家電在用一段時間后，在屏幕和機身上會積累一層薄塵，直接手拿毛巾去擦，不僅會產(chǎn)生靜電損毀機器本身，還擦得不干凈。在這種情況下，只需將清潔器電動機帶到“輕柔”轉(zhuǎn)速，輕輕放到屏幕上即可。

若采用耐磨砂布做的“清潔頭”，就可以快速無塵地清潔已經(jīng)滲入石頭桌子、淺色瓷地板磚表面的有色痕跡。也可以幫助廚房的一些有油跡、表面被氧化的廚具恢復(fù)光亮。

[1]SMC(中國)有限公司.現(xiàn)代實用氣動技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.

[2]王樂勤，吳大轉(zhuǎn)，等.往復(fù)真空泵平衡氣道的設(shè)計與節(jié)能分析研究[J].流體機械，2001(29).

[3]潘孝斌，李小寧，許有熊.雙活塞缸式氣動真空發(fā)生系統(tǒng)的建模與仿真[J].機床與液壓，2006(8)：111-112.

[4]Yao B.，Chris D..Energy—saving adaptive robust motion control of single—rod hydraulic cylinders with programmable Valves[C].In：Proc.of the American Control Conference，Anchorage，AK，2002，5：4819—4824.