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多功能汽车清洗机 1 本产品研制背景及意义、思路、与创新点、步骤及实施过程………3 1.1 研制的背景及意义………………………………………．3 1.2 设计思路和创新点……………………………………………………………4 1.3 研制步骤和实施过程…………………………………………………………4 2 主要功能和性能指标………………………………………….5 2.1 功能分析…………………………………………………………………..5 2.2 性能指标………………………………………………………………….10 3 设计方案………………………………………………………10 3.1 四连杆机构………………………………………………………………10 3.2 自锁机构………………………………………………………………….11 3.3 水枪机构………………………………………………………………….11 4 理论设计计算…………………………………………………12 4.1四连杆机构计算………………………………………………………….13 4.2功率计算…………………………………………………………………….14 5 工作原理及性能分析…………………………………………14 5.1 多功能汽车清洗机整体结构图…………………………………..14 5.2 整体结构分析....................................................................15 ６ 专利成果……………………………………………………….16 7 合作意向书.................................................................................19 8 后续改进方案...........................................................................20 8.1关于产品重量问题的改进…………………………………20 8.2关于水位报警装置................................................................20 8.3关于水枪的后续改进……………………………………….20 9 参考文献.....................................................................................21 【摘要】随着国民经济的发展，生活节奏的加快，汽车越来越多地进入了个人的家庭，洗车市场也空前的庞大。但目前市场上的洗车方法均存在一些缺点，所以设计一种便携、环保、快速的洗车设备，具有重大的现实意义。便携式汽车清洗器的设计是在理论设计的基础上，通过模拟实验验证并完善。 1.本产品研制背景及意义、思路、与创新点、步骤及实施过程 1.1研制背景及意义 目前，常见的洗车方法有：洗车房内人力洗车、自动电脑洗车、小型设备自己洗车。洗车房内人力洗车和自动电脑洗车的原理大致相同（自动电脑洗车可以节省人力资源），都需要专门的较大的洗车设备、地点固定不方便、收费较高、用水量大，许多车主不太愿意接受。采用小型设备自己洗车中的手动加压方式，市场上常见的产品是自带刷子，因其水压较小，不能用水冲洗掉汽车表面的泥沙，而是借助刷子；其刷洗过程，无异于用砂纸摩擦汽车表面，会损伤汽车表面的烤漆。除此之外，我们发现一般现在市场上的洗车机功能单一而且又占用空间。不能将几个功能同时综合的高度密集的集中在一个机体上。在洗车的过程中，车主不能收获到一定的洗车乐趣以及锻炼身体。 针对上述情况，我们想要设计一种具有一定市场前景的多功能汽车清洗机。将洗车与环保节能、运动休闲有机的结合起来，真正的将这样的一种洗车方式引领成一种未来发展一种趋势。为我们的社会主义经济建设、可持续发展、和谐社会建设做出属于我们大学生的贡献。 1.2 设计思路和创新点 首先，我们的设计思路是：既要环保节能，又要便捷休闲。多功能汽车清洗机在洗车方面是通过利用车载电源靠电动机带动小型增压水泵来提供洗车需要的水压，可在有效清洗汽车表面污物的情况下，可由使用者按照汽车表面脏污程度，来决定喷嘴的喷水速度，达到有效节水的目的。在吸尘方面，我们也是利用车载电源使电动机运转，通过扇叶的转动产生一个逆向的压力差，使得车内的碎屑、微尘能够被吸到一个专门装垃圾的地方。在打气方面，我们还是利用车载电源。利用电动机的旋转带动小型气泵的工作，通过专用的耐压管以及打气头给车子打气。在耐压管上还配有专门的压力表，帮助我们及时的了解胎压大小，使我们能够更加安全便捷的打气。 除此之外，在多功能汽车清洗机的设计过程中，为了合理利用空间、方便携带、能够有效的达到车主使用目标。我们利用不锈钢、薄铝板作为整体机构的框架，减轻产品重量、方便车载。在机体上还有一个收纳箱，可以放置实现多功能的配件，在洗车时可以作为储水箱使用。在机体下方还装有四个可以自所的轮子，放置在车子上，可以将轮子锁住；需要移动时，可以将轮子解锁，方便整个机体的移动。同时，我们还可以将整个框架展开，使其变成一张休闲的小桌子，可以用于郊游之时摆放饮食以及进行一些棋牌类的休闲活动。所以我们将洗车、除尘、打气、休闲四位一体集中地将功能整合在一个产品上，实现了功能的高度集成化，同时也节省了汽车后备箱的空间。 1.3 研制步骤和实施过程 1）可行性分析：从已有产品分析前景和方向。经对市场上常见洗车方式的对比分析，确定研究方向和对作品的基本要求。 2）市场调研：了解洗车过程，确定性能参数。了解当前汽车拥有量和洗车过程，确定便携式汽车清洗器所要达到的基本性能参数。 3）产品设计：要从用户需求考虑结构。在基本性能参数的指导下，参考类似机构，合理地设计机构，使便携式汽车清洗器真正达到便携、节能、环保要求。 4）实体实验：从理论到实现的过程中，要重视实体实验和及时改进设计，应知“实践是检验真理的标准” 2 主要功能和性能指标 2.1功能分析 多功能汽车清洗机是一款集环保节能、便捷休闲于一体的产品。其功能可以分为四大部分，即洗车、吸尘、打气、休闲。基本原理是通过车载电源使得电机运转，再带动各辅助装置的运动，完成目标功能。在环保方面，我们整体框架用到了不锈钢、薄铝板。较之于其他材料生产时污染小，不易生锈造成二次污染。在节能方面，我选用的是车载电源，此电源可以反复利用，并且可以由汽车在行驶中对电瓶进行反冲电，在一定程度上提高了汽油的能源利用率，起到了节能的效果。在便捷方面，本产品体积合理、重量适合，并装有四个轮子的移动辅助机构，使得本产品可以快速使用，方便移动。在休闲方面，本产品可以作为一个小型的收纳柜以及休闲桌，可以存放一些杂物，以及可以实现放置饮食、进行一些棋牌类的休闲的活动。 总之，本产品在有限的条件下，集中了尽可能多的功能。实现了功能的高度密集化，科学合理的做到了资源利用的最大化。 以下为本产品功能演示效果图: 图1-1 这是本产品在没有展开的情况下的状态 图1-2 这是本产品在张开成休闲桌是的状态 图1-3 这是本产品在使用吸尘装置时的状态 图1-4 这是本产品在使用打气装置时的状态 图1-5 这是本产品在使用洗车装置时的状态 2.2性能指标 多功能汽车清洗机可以根据不同汽车、不同环境选择不同的洗车模式以及不同的打气压力，而且可以根据需要是否展开成桌面，是否需要开启下面的四个滑轮。（例如车子表面比较脏的时候，可以开大阀门，调到更大的出水口。根据车辆的大小，来确定的车子胎压的大小并且打气。根据要摆放东西的多少来开合桌面。） ３.设计方案 3.1四连杆机构 我们在设计展开桌面的时候，考虑到平面连杆机构广泛的应用于各种机械和仪表中，有这样几个特点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，组成运动副的两构件之间为面接触，因而承受压强小，便于润滑，磨损较轻，可以承受较大的载荷。（2）构件形状简单，加工方便，构件之间的接触是由构建本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。（3）利用平面连杆机构中的连杆可以满足多种运动轨迹的要求。所以我们最终决定就用平面四连杆机构，来实现我们的目标功能。下图是平面四连杆机构的简化图2-1 图2-1 3.2自锁机构 我们考虑到当桌面展开至水平位置时，要防止其向下运动，故而设计了一套自锁机构，结构简图如下图2-2 图2-2 1为按钮，2为连接轴，3为套管，4为从动轴，5为基座，6、7为弹簧，8为伸出轴，9为传动轴。这是整体零部件的简介。至于其原理，我们参考了圆珠笔的自锁方式，但同时我们也加入了我们的创新点，即使用了两段弹簧，使得整体机构符合我们的设计需要，能够实现我们将四连杆机构自锁的目的。 3.3水枪机构 图3-1 我们考虑到要实现洗车的功能，故而又设计了水枪机构，用以调整水量大小以及喷水形状。如图3-1 4理论计算 4.1四连杆机构计算 图4-1 图4-2 （1）选取比例尺u，按已知的条件画出两连杆机构的三组对应位置，并连接DB1和DB2（如图4-2） （2）用反转法将DB2和DB3分别绕D点反转，得到B’2和B’3。 （3）作B1B2’和B2B’3的垂直平分线b12b23交于C1点，连接AB1C1D即为该铰链四杆机构。 （4）杆BC和杆CD的长度lbc、lcd为 Lbc=u*B1C1，Lcd=u*C1D 代入数据得Lbc=10cm，Lcd=12cm 4.2功率计算
如上述表格显示，我们的用电器功率在75w左右，根据功率公式P＝Ｕ．Ｉ，经计算所以我们选择了12V，6.3A的电源。能够满足单个用电器使用的能源需求，完成想要完成的目标任务。 5工作原理及性能分析 5.1多功能汽车清洗机整体结构图 图5-1 5.2整体结构分析 多功能汽车清洗机整个机体按照合理的力学结构设计，轻便快捷，可以通过四连杆铰链机构展开组成一张休闲桌，在自锁机构的作用下可以将桌面固定，底部安装有四个万向轮，方便移动，实现目标功能。其他的洗车、吸尘、打气功能通过相应的功能按钮使得电机运转来实现目标功能。 6.专利成果 7.合作意向书 8.后续改进方案 8.1关于产品重量问题的改进 如果产品投入量产，那么我们将选用更加轻便的高强度塑料来作为这个机体的主要材料，减轻机体的重量，使之更加的轻便。 8.2关于水位报警装置 考虑到在洗车的时候，集体自带的储水箱有可能会出现溢水和水位低于工作水位的情况，我们准备在后期安装一个水位报警装置，实现水位的有效监控，保证安全高效的洗车。 8.3关于水枪的后续改进 由于时间仓促，本来的水枪枪头还有自带的水回收装置尚未完成。设计结构简图如图6-1。 图6-1 如图6-1是我们设计的新型节水回收水枪枪头结构简图。整体结构为扇形，增大洗车的接触面积。内部结构分为内外两部分，中间为中空，用来流通洗车用水。如图箭头显示方向为水的流向。我们完美利用气泵的功能，内部管道通过气泵增压，加大水压，外部利用气泵增压的逆差，使外部管道回收喷出去的水。使之达到回收节水的设计目标。 9.参考书目 [1] 陈立德，机械设计基础，高等教育出版社，2000。 [2] 陈于萍，互换性与测量技术，高等教育出版社，2002。 [3] 许德珠，机械工程材料，第二版，高等教育出版社，2001。 [4] 胡如夫，工程力学，浙江大学出版社，2006。 |
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