中原工学院 家用自动洗鞋机
2.5 升降机构
升降机构（图8）主要负责使底部刷洗机构与鞋底贴合以及将挤水机构送至鞋帮两侧等工作。该机构由电机驱动，由蜗杆通过惰轮（齿轮1）带动齿轮 2运动，将动力传递给丝杠，丝杠带动螺母做竖直方向运动，实现升降。鞋底刷洗机构一端与螺母相连，另一端与机架相连，由升降机构带动升降。
图11 升降机构
2.6 烘干、杀菌部分
洗鞋机底部安装热风烘干系统和红外杀菌系统，以保证将鞋快速烘干和消灭细菌，达到保护脚的目的。烘干采用内热循环气流，冷热风交替排除鞋子本身的湿度，从而达到均匀烘干效果，有效果避免了鞋子在阳光下晾晒或风筒吹干对鞋子造成的损伤。杀菌采用臭氧发生器与内循环气液结合，对每个角落进行全面杀菌。 2.7 智能控制部分
智能控制部分：慧鱼二代编程接口板基于Windows7环境下ROBOpro编程控制。在工作时,当接通工作开关后程序自动运行，各个部分无需单独操作。计数齿轮与限位开关联配合使用,实现对各部件运动的精确控制。
3 运动、动力分析
3.1 运动分析
3.1.1 撑鞋机构分析计算
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图12 气动回路示意图
储气罐输出气压至各气缸，由能量守恒P储气罐?V储气罐?P气缸?V气缸可知储气罐内储存的能量。
图13 气缸内部受力示意图
由 P1?S?P0?S?F 得出力 F?(P1?P0)?S
P1——气缸气体压强
P0——大气压强 S——气缸截面面积
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牛顿第三定律，推杆力和反推力是一对作用力和反作用力，故F??F
图14 撑鞋受力分析图
由受力分析可知：
F1?F*2
F2?F1?COS?
F3?F2?COS?
联立得：F3?F*?COS??COS?2
摩擦力克服重力，使得鞋子被固定而不会掉下，即：??F3?G
G——鞋子重量
?——摩擦系数
即要满足设计要求所需参数：
??(P1?P0)?S?COS??COS?2?G
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3.1.2 横向刷洗机构分析计算
机构自由度计算如下：
图15 机构自由度
如图示，空间活动构件n?5,五级副p5?4，四级副p4?2，一级副p1?1，由公式： F?6?n?5?p5?4?p4?3?p3?2?p2?p1得
F?6?5?5?4?4?2?1?1
运动链的自由度大于零，且等于原动件的数目，此运动链能构成一个合理机构。 计算螺杆螺母升速，由 S?l?2?
????2???n?t
60l?n?联立得 V?S t60l——螺杆导程
?——螺杆转动角度
S——螺母升程
n——螺杆转速
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3.1.3 刷洗力计算分析
图16 齿轮箱传动示意图
电机额定功率P,转速N,减速箱部分齿轮传动比: i?Z1?Z3?Z5?1?11?11?121
Z2Z4Z61420287760毛刷的转速N?N?i
000毛刷的功率P?P??
0?——传动效率
由转矩计算公式T?9.55?106?P
N关于合理选择刷洗力的计算，毛刷在转动的过程中，主要是靠毛刷和鞋面的摩擦力，而摩擦力的计算可简化为毛刷的圆周力F，在已知毛刷转矩T和毛刷杆半径R的情况下，易求得： F?TR，在实际洗刷过程中，只需毛刷圆周力满足：1.2f0?F?1.5f0，即满足了刷洗干净的要求，又避免了刷力过大损坏鞋子。 3.1.4 空水及内部刷洗机构强度分析计算
受力分析：
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