可轉位拖把機械結構設計與應用
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【摘要】拖把是日常生活中常用的清潔工具之一。本文針對清潔面積小、費力和難清理頑固污漬等現象，提出了一種由兩個柱形拖頭、三個齒輪嚙合組成的可轉位拖把設計方案，介紹了可轉位拖把的機械結構、使用方法和效益分析。
【關鍵詞】拖把;機械設計;可轉位
拖把是房屋清潔中最常用的工具之一。從最早的長柄“抹布”發展到現在廣泛被使用的膠棉拖把、甩干拖把等，其功能越來越多，每種拖把都有其獨特的優點，但在使用過程中也存在一些缺點，使其不能發揮最大效果［1～2］。例:膠棉拖把，吸水性強，能夠提供充足水分供清潔所用，但是單位清潔面積相對較小，清潔大面積區域時費時、費力;而甩干拖把雖然相對單位清洗面積較大，然而由于其自身的圓弧形設計無法清理室內死角區域的污物。可見，膠棉拖把和甩干拖把的清潔頭都存在某些局限，不利于清潔人員的使用。
一、可轉位拖把設計方案
可轉位拖把，拖把架包括桿段連接部和拖頭傳動部，兩個清潔頭通過三個齒輪嚙合，柱型拖頭與地面接觸時，在使用者的拖動下，柱型拖頭帶動其相應的固定軸轉動，由于固定軸之間嚙合傳動，所以柱型拖頭可以以其相應的固定軸為旋轉軸轉動，同時，由于齒輪的嚙合傳動作用，可以在柱型拖頭轉動時保證拖頭與地面具有較大摩擦力，避免了單個拖頭繞軸旋轉時，拖頭旋轉阻力過小而過于容易滾動，無法對地面頑固污漬進行清潔。
二、可轉位拖把機械結構
可轉位拖把的結構主要由第一柱型拖頭、第一固定軸、第一齒輪、手柄、拖把桿、可調螺母、拖把架、第二柱型拖頭、第三固定軸、第二齒輪、第二固定軸、第三齒輪和連桿等部分組成，如圖1所示。拖把架包括桿段連接部和拖頭傳動部，桿段連接部與所述拖把桿的底端固定連接，拖頭傳動部包括連接件、第一固定軸、第二固定軸，第一固定軸、第二固定軸等，清潔頭包括第一柱型拖頭、第二柱型拖頭等。拖把桿由手柄、拖把桿包、可調螺母等組成。 根據圖1，可轉位拖把的具體機械結構可描述為:可轉位拖把包括依次連接的拖把桿5、拖把架7以及清潔頭等部分組成，其中清潔頭由齒輪、柱形拖頭等零件組成。拖把架7包括桿段連接部和拖頭傳動部，拖頭傳動部包括通過連接件連接在桿段連接部的第一固定軸2、第二固定軸12，第一固定軸2、第二固定軸12相互平行且垂直于桿部軸線設置;第一固定軸2上設置有第一齒輪3，二固定軸12上設置有第二齒輪10，第一齒輪3與第二齒輪10嚙合連接。清潔頭包括分別套設在第一固定軸2、第二固定軸12上的第一柱型拖頭1、第二柱型拖頭8，第一柱型拖頭1的直徑大于第一齒輪3的直徑，第二柱型拖頭8的直徑大于第二齒輪10的直徑。第一齒輪3和第二齒輪10通過第三齒輪13嚙合傳動，也即第三齒輪13的分別與第一齒輪3和第二齒輪10嚙合。第三齒輪13固定在第三固定軸9上，第三固定軸9通過滾動副連接在拖把架7的桿部連接段底端，其中，第三固定軸9與第一固定軸2和第二固定軸12平行設置，且第三固定軸9設置在第一固定軸2、第二固定軸12之間。第三齒輪13的半徑大于第一齒輪3和第二齒輪10的半徑;這樣在安裝相同直徑的拖頭時，可以減小第一齒輪3和第二齒輪10的半徑;同時可以僅通過增大第三齒輪13的半徑，實現拖頭半徑的增大(拖頭半徑的增大相應的也即增大了清潔頭的清潔面積)。連接件為固定在第三固定軸9兩端的兩根連桿11，每根連桿11分別與第一固定軸2和第二固定軸12靠近其的一端連接;連桿11的中部設置有與第三固定軸9適配的第三軸孔，連桿11的兩端分別設置有與第一固定軸2和第二固定軸12適配的第一軸孔和第二軸孔，第三固定軸9設置在第三軸孔內，第一固定軸2設置在第一軸孔內，第二固定軸12設置在第二軸孔內;此種軸配合軸孔的方式，即實現了通過連桿11將第一固定軸2與第二固定軸12固定在拖把架7上的固定作用，同時也滿足第一固定軸2、第二固定軸12、第三固定軸9可以在軸孔內轉動的要求。拖把桿5包括上部段和下部段，上部段和下部段之間通過可調螺母6固定連接，可調螺母6用來調節拖把桿5的總長度，以適應不同高度的人使用。上部段的底部和下部段的頂部外側均設置有外螺紋，可調螺母6為內螺紋螺母，可調螺母6通過套設在上部段的底部和下部段的頂部之間，將上部段和下部段連接固定為一體;使用者根據自己的身高和使用習慣轉動可調螺母6，改變拖把桿5的長度。拖把桿5的上部段的頂段設置有手柄4，手柄4可以方便使用者使用。
三、使用方法
利用可轉位拖把清潔地面時，根據使用者的身高，松開可調螺母，調整連接桿的上部分和下部分，然后旋緊可調螺母，鎖死連接桿上下部分，當柱型拖頭與地面接觸時，在使用者的拖動下，柱型拖頭帶動其相應的固定軸轉動，由于固定軸之間嚙合傳動，柱型拖頭可以以其相應的固定軸為旋轉軸轉動，同時，由于齒輪的嚙合傳動作用，可以在柱型拖頭轉動時保證拖頭與地面具有較大摩擦力，避免了單個拖頭繞軸旋轉時，拖頭旋轉阻力過小而過于容易滾動，無法對地面頑固污漬進行清潔。四、結語在清潔時，柱型拖頭通過齒輪嚙合傳動，可以實現柱型拖頭圓周面的每個部分與被清潔區域相接觸，提高拖把頭的利用率，同時清潔頭采用柱型拖頭也方便死角的清潔。可轉位拖把可以將膠棉拖把和甩干拖把的優點基于一身，即可以增大單位清潔面積，又可以輕松清理死角的污物，整體提高清潔頭的利用率，對于使用者來說可以達到一勞永逸、事半功倍的效果。
【參考文獻】
［1］譚艷妮．一種新型拖把董建國［J］．科學技術創新，2019，10:192～193
［2］唐浩寒．一種工作面可變化的拖把創新設計研究［J］．科技與創新，2018，21:45～46
作者：王新海 單位：陜西國防工業職業技術學院