中原工学院 家用自动洗鞋机
i?i1?i2?1217760?112110?77600 电机转速经过减速装置，速度降为：n?n0?i
电机功率经过传动装置，功率变为：P?P0??1??2??3
由转矩计算公式：T?9.55?106?pn 得螺杆转矩T
由此转矩而产生的升力 ：F?TR?tan(???)
图27 升降受力分析图
满足顺利升起倾斜的工作平面重量G，需有 : F?L?G?S 得 ：T?G?S?R?tan(???)L 参数：
n0——电机转速 p0——电机功率
?1——减速箱传动效率 ?2——蜗杆蜗轮传动效率 ?3——齿轮传动效率
R——螺杆半径
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?——螺旋升角
?——当量摩擦角
3.2 动力分析
本作品主要采用蜗杆蜗轮机构、螺旋传动机构、气压传动机构、齿轮齿条机构、链传动机构、摇杆滑块机构等多种机构，构成具有各种功能的模块。作品的动力供应主要采用蓄电池或220V交流电源。
自动洗鞋机在工作过程中由电动机提供动力，主要由9伏电动机通过过齿轮减速箱将动力提供给各运动机构，以实现各个机构动作。
气动动力装置由电机提供动力，通过皮带轮带动曲柄使气缸的活塞作往复运动，实现吸气、压气，达到提高气体压力的目的。压缩的气体首先送入储气罐中，储气罐的作用是储存一定压力的空气，保证气动回路压力的稳定，电磁阀控制气体的流动方向，从而驱动各个机构完成动作。
图28 气动动力装置示意图
4 工作原理及主要功能指标
4.1工作原理
1）刷洗原理：通过横向刷洗机构，竖向刷洗机构，鞋底刷洗机构和鞋内刷洗机构，分别对鞋子的各个表面进行全方位的刷洗。刷洗原理示意图如图所示：
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图29 刷洗原理示意图
2）空水原理：由特殊结构蜗杆齿轮组成与悬挂架组成，蜗杆齿轮中间平面与水平面成角度?，悬挂架与水平面平行。蜗杆带动齿轮旋转，鞋子翻转180度，使鞋子与水平面成角度?，鞋内积水空出。由几何关系可知??180o?2?。
图30 空水原理示意图
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3）挤水原理：凸轮推动夹板，使夹板压向鞋帮，对鞋帮施加压力F1，同时撑鞋机构撑杆对鞋帮施加力F2，F1和F2同时作用，将鞋内水分挤出。
图31 挤水原理示意图
4.2 主要功能指标
刷洗力 20～30N 刷洗速度 40mm/min 刷洗时间 15～25min 5 控制设计
洗鞋机控制系统由一个主控接口板和三个扩展板组成，及若干个限位开关，通过程序控制各个机构运动。其运动流程图如图所示：
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将鞋放入洗鞋机内支架 按动开关启动工作 撑鞋机构展开 刷洗、空水机构定位 开始刷洗 各刷洗机构开始工作 鞋面鞋跟鞋内刷洗完成 刷洗机构复位 升降机构开始工作 空水机构开始工作 空水 挤水机构工作 洗刷完成，各机构复位 图32 工作流程图 23