文档介绍：Updated by Jack on December 25,2020 at 10:00 am
家用自动洗鞋机设计说明书
第五届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组参赛作品
家用自动洗鞋机设自动洗鞋机由六大部分构成，分别是外侧清洗部分（鞋底刷洗机构、横向刷洗机构、竖向刷洗机构）、空水
及内部刷洗机构、挤水机构、烘干杀菌部分、气动装置、智能控制部分以及一些辅助部件等。
撑鞋机构
撑鞋机构（图1）主要负责鞋的撑起固定。该机构由气动装置提供动力，分别由气缸1和气缸2将撑杆1和撑杆2撑起，达到固定鞋子的目的。
图1 撑鞋机构机构简图
外侧清洗部分
清洗部分，由横向刷洗机构、竖向刷洗机构和鞋底刷洗机构组成，对鞋子外侧进行全方位的刷洗，使刷洗简便、快捷。
鞋帮
鞋底
鞋侧面
鞋跟
鞋面
图2 鞋子示意图
横向刷洗机构
横向刷洗机构（图3）主要负责对鞋子鞋面的刷洗。该机构由电机（电机1）驱动，通过链条驱动双丝杠螺母进行运动，再带动横向刷子做竖直方向的运动，使刷子能贴合鞋子倾斜的鞋面进行刷洗。气缸带动机构沿导轨做横向移动，刷子在旋转刷洗的同时做往复摆动的刷洗，从而使刷洗更加干净。工作完成后（鞋面刷洗完成），横向刷洗机构复位，为下一次刷洗做准备。
图3 横向刷洗机构机构简图
图4 横向刷洗机构三维零件建模示意图
竖向刷洗机构
竖向刷洗机构（图5）主要负责对鞋子两外侧面的刷洗。水平位移电机通过变速齿轮箱在齿条导轨上做往复移动，使刷子贴合鞋面，竖直刷洗电机带动刷子旋转，对鞋侧面进行刷洗，机构上部固接于水平移动架，带动竖向刷洗机构沿鞋体两外侧面进行从前到后的刷洗。工作完成后（鞋两侧面刷洗完成），竖向刷洗机构复位，为下一次刷洗做准备。
图5 竖向刷洗机构示意图
鞋底刷洗机构
鞋底刷洗机构（图6）主要负责对鞋底以及对鞋跟一部分竖向刷洗机构清洗不到的部分进行清洗。该机构固接于升降机构，由电机驱动，通过输出轴带动链轮1、2、3和一个大齿轮1进行运动，这一对主动链轮1、2、3通过链条带动从动链轮4、5、6运动，刷毛固定于链条上，从而形成一个大刷子对鞋底进行刷洗。大齿轮1带动从动齿轮2进行运动，使得横向固定刷子对鞋跟进行旋转刷洗。
图6 鞋底刷洗机构
空水及内部刷洗机构
空水及内部刷洗机构（图7）主要负责使鞋子在进入工作位置后进行空水和内部刷洗等功能。由蜗杆带动齿轮，使机构旋转，图示位置即为洗鞋工作位置，蜗杆带动齿轮旋转180度，使鞋与水平面翻转一定角度，实现空水。内部刷洗，由电机驱动通过齿轮带动刷子旋转，对鞋内刷洗。
初始状态下，机构处于空水位置，程序运行，机构翻转180度，鞋子进入工作位置，电机启动，刷子对鞋内进行清洗，同时外测清洗部分启动，对鞋外侧进行刷洗。清洗完成，各刷洗机构刷子停止，复位。空水及内部刷洗机构再次翻转180度，鞋子回到空水位置，进行空水。空水完毕，机构复位，进行下一步骤，同时为下一次刷洗做准备。
图7 空水及内部刷洗机构
图8 空水及内部刷洗机构三维零件建模示意图
挤水机构
挤水机构（图9）主要负责实现对鞋帮水分挤出。该机构固接于升降机构，由气缸带动实现机构的顶出和拉回，电机通过减速齿轮箱带动凸轮，推动夹板对鞋帮进行挤压，复位弹簧对夹板进行复位，与凸轮配合，从而实现对鞋帮的反复挤压。挤水阶段，气缸将机构推至鞋帮两侧，电机运转，对鞋帮进行挤水，挤水完毕，气缸将机构拉出置初始位置，工作完毕。
图9 挤水机构
图10 挤水机构三维零件建模示意图
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
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。
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。
运动、动力分析
运动分析
撑鞋机构分析计算
图12 气动回路示意图
储气罐输出气压至各气