鞋底清理机说明书.docx

“足下精灵”鞋底清理机作品说明书一、作品背景与简介随着时代与社会的发展，愈来愈多的家庭在家中铺设地板、瓷砖。客人到访时为避免弄脏地板，脱换鞋已成为最基本的礼貌之一（图一所示）。（图一：客人脱换鞋）但到访时脱换鞋较为繁琐，且潜藏着卫生隐患。因此，可省去到访客人脱换鞋问题的一次性鞋套（图二所示）愈来愈多的出现在日常生活中。（图二：一次性鞋套）但家庭中使用的一次性鞋套多为塑料产品，使用一次后立即废弃，产生了大量的塑料垃圾，极为破坏生态环境。因此访客到访时的脱换鞋问题亟待一个简单环保的解决方案。基于以上情况，本团队设计了鞋底清理器（图三所示）。（图三：鞋底清理机整体效果图）作品通过红外线传感器安装区的传感器感知外界情况；当有鞋踏上机器时控制电机工作，带动毛刷带循环转动清理鞋底，将实现将鞋底清理干净的设计目标。二、详细设计方案作品技术设计方案主要分为电路控制与机械结构两大方面。以下将详细介绍。电路控制：电路控制原理图如下（图四所示）。图四：电路控制原理图电路控制部分通过红外线传感器（图五所示）感知外界环境。图五：红外线传感器当有脚踏上机器时，传感器向单片机发出感应信号；此时，单片机控制电机开始工作。同时，控制部分设有手动控制开关，当长时间不使用机器时可手动关闭电路电源。机械结构：作品内部结构示意图、传动部分示意图如下所示：图六：传动示意图图七：内部结构图电机开始工作后，通过带传动，带动主动轮运转。主动轮在传动带的驱动下开始转动，带动毛刷带向下循环转动工作。通过毛刷带的循环转动实现对鞋底的清理。在可抽出隔板上设有两个清洁毛刷（图八所示），在毛刷带循环工作时刮擦清理毛刷带，使毛刷带保持清洁。同时，从毛刷带上被清理落下的脏物积累在隔板上，等脏物积累到一定程度时，可将隔板抽出清理，循环使用。图八：清洁毛刷为防止毛刷带向下运转清洁鞋底时使用者的脚部放置不稳，清理机上设计有挡板（图九所示）。图九：挡板在毛刷带转动工作时，使用者可将脚部靠在挡板上，通过挡板稳定脚部位置，使之不随毛刷带的转动而发生偏移。由于本鞋底清理机的工作位置为家庭的入口处，若外接电源将影响美观。因此，清理机使用内置蓄电池提供动力。此外，为防止机器过轻而导致工作时发生挪动。团队将蓄电池设计安装在清理机底部，同时设有配重块（图十所示）。图十：蓄电池与配重块三、作品先进性与实际节能减排效果与传统产品相比，本产品的先进体现在：1、功能独特、通过机械产品清理鞋底，使访客摆脱脱换鞋繁琐的同时杜绝了一次性塑料制品的使用，减少污染。2、结构简洁，作品机械设计简洁可靠，体积小巧。据现有资料显示，每生产1KG塑料仅原料便需消耗石油3KG。现阶段一次性鞋套消耗量巨大，仅武汉市一地居民每年消耗量就在6000万双以上。相关能源消耗巨大。而本作品作为机械产品，结构简洁可靠，可长时间循环使用，节省大量能源。此外，一次性鞋套使用后立即废弃，塑料产品废弃后极难处理。若焚烧，则会产生大量有毒气体危害人体健康，若掩埋，则会使土地板结，严重污染环境。而本作品使用电能提供动力，结构上不使用一次性构件，不使用燃油，无任何污染产生。由此可见，本作品作为一次性鞋套的替代方案，节能减排效应显著。四、经济性与作品推广性分析客人造访某处时，脱换鞋已经成为最基本的礼貌，但脱换鞋的各种弊端使得一次性鞋套大行其道，保守估计仅武汉一座城市每年居民消耗的一次性鞋套就在六千万双以上，可看出实际市场中相关需求巨大。从经济性来说，本清理机采购成本低（估算为元），家庭购买后使用年限长，以全寿命使用成本来计算，远低于达到同等效果下购买鞋套所花费的资金，经济优势明显。而对于科研机关、商务接待处等来访人流量巨大的地方