CN102687980B - 一种自动穿脱鞋套机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动穿脱鞋套机，包括工作位置箱、鞋套存储箱、空鞋套架存储箱、踏板机构、提升机构、推架机构、拉伸机构、鞋套架、控制中心，所述的自动穿脱鞋套机由机架作为骨架，外表面覆盖有壳罩；所述的自动穿脱鞋套机内设有控制中心，所述的控制中心连接位于壳罩表面的控制面板；所述的自动穿鞋套机中部设有工作位置箱，左右两侧分别设有鞋套存储箱、空鞋套架存储箱；所述的鞋套存储箱、空鞋套架存储箱底部分别设有提升机构，两侧分别设有推架机构，所述的自动穿脱鞋套机一侧设有拉伸机构。本发明能够实现自动穿鞋套和脱鞋套的功能，并采用可重复利用的布鞋套代替一次性塑料鞋套，在自动脱鞋套的同时实现自动回收。

Description

一种自动穿脱鞋套机

技术领域

本发明属鞋套机技术领域，特别是涉及一种自动穿脱鞋套机。

背景技术

随着生活水平的提高，诸多对卫生要求较高的场所为了保持室内卫生的整洁，采取为来访的客人提供鞋套的方式。目前国内外市场上出现的一次性塑料套自动鞋套机，从一定程度上解决了室内卫生的问题。如国内现有的自动鞋套机利用由机械手构成的鞋套勾取机构及鞋套水平撑开机构实现了快速穿鞋套功能，但其自动化程度不高；另外有弹簧驱动的机械型鞋套机通过输出弹簧的回复作用，实现穿鞋套的动作；而国外目前上市的主流鞋套机“shoe inn”可以方便地穿戴鞋套，却无法脱鞋套。综上所述，目前市场上未见成熟的自动穿脱一体化功能产品，穿鞋套功能单一，操作不便；另外，穿过的一次性塑料鞋套使用后即被丢弃，不仅仅造成了浪费，而且短时间内无法降解，给生态环境带来严重的白色污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动穿脱鞋套机，能够实现自动穿鞋套和脱鞋套的功能，并采用可重复利用的布鞋套代替一次性塑料鞋套，在自动脱鞋套的同时实现自动回收。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种自动穿脱鞋套机，包括工作位置箱、鞋套存储箱、空鞋套架存储箱、踏板机构、提升机构、推架机构、拉伸机构、鞋套架、控制中心，所述的自动穿脱鞋套机为长方体外形，由机架作为骨架，外表面覆盖有壳罩；所述的自动穿脱鞋套机内设有控制中心，所述的控制中心连接位于壳罩表面的控制面板；所述的自动穿鞋套机中部设有工作位置箱，左右两侧分别设有鞋套存储箱、空鞋套架存储箱；所述的工作位置箱内设有踏板机构，所述的鞋套存储箱内装有带鞋套的鞋套架，所述的空鞋套架存储箱内装有空鞋套架；所述的鞋套存储箱、空鞋套架存储箱底部分别设有提升机构，两侧分别设有推架机构，所述的自动穿脱鞋套机一侧设有拉伸机构，所述的控制中心分别连接踏板机构、提升机构、推架机构、拉伸机构；所述的踏板机构包括踏板机构底座、踏板机构电磁铁、卡柱、踏板机构上箱、踏板，所述的踏板机构底座上方两侧分别设有踏板机构电磁铁，所述的踏板机构电磁铁外侧设有卡柱，所述的踏板机构电磁铁上方设有踏板机构上箱，所述的踏板机构上箱上表面固定有踏板，所述的踏板上设有踏板按钮；所述的提升机构包括步进电机、丝杠、支撑块、提升机构底座，所述的步进电机一侧连接丝杠，所述的丝杠另一端设有支撑块，所述的步进电机与支撑块位于同一水平高度，所述的步进电机、支撑块上方分别连接鞋套架，下方分别连接提升机构底座，所述的步进电机、支撑块、鞋套架、提升机构底座位于同一平面内且构成一个菱形，所述的提升机构底座下端固定在自动穿脱鞋套机底板上，且位于鞋套存储箱与空鞋套架存储箱内；所述的推架机构包括导轨、长杆、直流电机、曲柄、推架机构电磁铁，所述的踏板机构、鞋套存储箱、空鞋套架存储箱上端前后两侧分别设有导轨，所述的自动穿脱鞋套机左右两侧分别安装有长杆，所述的长杆前端连接直流电机，所述的长杆两端分别连接曲柄，所述的曲柄另一端连接推架机构电磁铁，所述的推架机构电磁铁位于导轨内并可沿导轨移动；所述的拉伸机构包括拉伸机构底板、齿轮、拉伸机构电机、固定块、齿条、拉伸头，所述的拉伸机构底板两侧分别设有齿轮，所述的齿轮连接拉伸机构电机，所述的齿轮内侧设有斜向放置的固定块与齿轮相对，所述的齿条从齿轮与固定块中间通过，所述的齿条末端连接拉伸头，所述的拉伸头上装有拉伸机构电磁铁；所述的鞋套架4个角分别设有鞋套架电磁铁，所述的鞋套收口周围设置4个小钢球与鞋套架电磁铁相配。

所述的工作位置箱左侧为空鞋套架存储箱，右侧为鞋套存储箱。

所述的控制面板上设有开机按键、穿鞋套按键、脱鞋套按键、显示屏、急停按键、数值修改按键、若干行程开关、红色指示灯、蓝色指示灯，所述的开机按键、穿鞋套按键、脱鞋套按键、显示屏、急停按键、数值修改按键、若干行程开关、红色指示灯、蓝色指示灯分别连接控制中心。

所述的显示屏采用四块七段代码显示管。

所述的控制中心采用单片机STC89C52作为核心，使用L298芯片控制步进电机和直流电机。

有益效果

本发明能够实现自动穿鞋套和脱鞋套的功能，并采用可重复利用的布鞋套代替一次性塑料鞋套，在自动脱鞋套的同时实现自动回收，本发明装置结构合理，产品重量轻、体积小、易于搬运，操作方便快捷，实用性强，适合各类使用鞋套的场所，应用前景良好。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明结构示意图分解图；

图3为本发明各机构运动示意图；

图4为本发明踏板机构结构示意图；

图5为本发明提升机构结构示意图；

图6为本发明推架机构结构示意图；

图7为本发明拉伸机构结构示意图；

图8为本发明鞋套架结构示意图；

图9为本发明踏板机构剖视图；

1．工作位置箱  2．鞋套存储箱  3．空鞋套架存储箱  4．踏板机构  5．提升机构  6．推架机构  7．拉伸机构  8．鞋套架  9．控制面板

41．踏板机构底座  42．踏板机构电磁铁  43．卡柱  44．踏板机构上箱  45．踏板  46．踏板按钮

51．步进电机  52．丝杠  53．支撑块  54．提升机构底座

61．导轨  62．长杆  63．直流电机  64．曲柄  65．推架机构电磁铁

71．拉伸机构底板  72．齿轮  74．固定块  75．齿条  76．拉伸头

81．鞋套架电磁铁

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1～图9所示，本发明包括工作位置箱1、鞋套存储箱2、空鞋套架存储箱3、踏板机构4、提升机构5、推架机构6、拉伸机构7、鞋套架8、控制中心，所述的自动穿脱鞋套机为长方体外形，由机架作为骨架，外表面覆盖有壳罩；所述的自动穿脱鞋套机内设有控制中心，所述的控制中心连接位于壳罩表面的控制面板9；所述的自动穿鞋套机中部设有工作位置箱1，左右两侧分别设有鞋套存储箱2、空鞋套架存储箱3；所述的工作位置箱1内设有踏板机构4，所述的鞋套存储箱2内装有带鞋套的鞋套架，所述的空鞋套架存储箱3内装有空鞋套架；所述的鞋套存储箱2、空鞋套架存储箱3底部分别设有提升机构5，两侧分别设有推架机构6，所述的自动穿脱鞋套机一侧设有拉伸机构7，所述的控制中心分别连接踏板机构4、提升机构5、推架机构6、拉伸机构7；所述的踏板机构4包括踏板机构底座41、踏板机构电磁铁42、卡柱43、踏板机构上箱44、踏板45，所述的踏板机构底座41上方两侧分别设有踏板机构电磁铁42，所述的踏板机构电磁铁42外侧设有卡柱43，所述的踏板机构电磁铁42上方设有踏板机构上箱44，所述的踏板机构上箱44上表面固定有踏板45，所述的踏板45上设有踏板按钮46；所述的提升机构5包括步进电机51、丝杠52、支撑块53、提升机构底座54，所述的步进电机51一侧连接丝杠52，所述的丝杠52另一端设有支撑块53，所述的步进电机51与支撑块53位于同一水平高度，所述的步进电机51、支撑块53上方分别连接鞋套架8，下方分别连接提升机构底座54，所述的步进电机51、支撑块53、鞋套架8、提升机构底座54位于同一平面内且构成一个菱形，所述的提升机构底座54下端固定在自动穿脱鞋套机底板上，且位于鞋套存储箱2与空鞋套架存储箱3内；所述的推架机构6包括导轨61、长杆62、直流电机63、曲柄64、推架机构电磁铁65，所述的踏板机构4、鞋套存储箱2、空鞋套架存储箱3上端前后两侧分别设有导轨61，所述的自动穿脱鞋套机左右两侧分别安装有长杆62，所述的长杆62前端连接直流电机63，所述的长杆62两端分别连接曲柄64，所述的曲柄64另一端连接推架机构电磁铁65，所述的推架机构电磁铁65位于导轨61内并可沿导轨61移动；所述的拉伸机构7包括拉伸机构底板71、齿轮72、拉伸机构电机、固定块74、齿条75、拉伸头76，所述的拉伸机构底板71两侧分别设有齿轮72，所述的齿轮72连接拉伸机构电机，所述的齿轮72内侧设有斜向放置的固定块74与齿轮72相对，所述的齿条75从齿轮72与固定块74中间通过，所述的齿条75末端连接拉伸头76，所述的拉伸头76上装有拉伸机构电磁铁；所述的鞋套架84个角分别设有鞋套架电磁铁81，所述的鞋套收口周围设置4个小钢球与鞋套架电磁铁81相配。

所述的工作位置箱1左侧为空鞋套架存储箱3，右侧为鞋套存储箱2。

所述的控制面板9上设有开机按键、穿鞋套按键、脱鞋套按键、显示屏、急停按键、数值修改按键、若干行程开关、红色指示灯、蓝色指示灯，所述的开机按键、穿鞋套按键、脱鞋套按键、显示屏、急停按键、数值修改按键、若干行程开关、红色指示灯、蓝色指示灯分别连接控制中心。

所述的显示屏采用四块七段代码显示管。

所述的控制中心采用单片机STC89C52作为核心，使用L298芯片控制步进电机51和直流电机63。

本发明机械部分实施方案如下：

穿鞋套时，按键启动穿鞋套程序。首先提升机构5将带鞋套的鞋套架提升到一定高度，提升机构底座54通过螺钉固定在自动穿脱鞋套机底板上，步进电机51带动丝杠52转动，双铰链机构带动鞋套架8实现竖直方向上的运动。推架机构6将鞋套架8推到工作位置箱1，直流电机63转动带动长杆62转动，长杆62连接曲柄64，曲柄64转动带动推架机构电磁铁65在导轨61中直线运动，从而推动鞋套架8运动。然后用户将脚踏入踏板机构4，穿鞋套状态下，用户踩住踏板45上的踏板按钮46，踏板机构电磁铁42得电，踏板机构电磁铁42上的卡柱43往里缩，踏板45可以往下运动，运动至踏板机构底座41位置，鞋套与鞋套架8脱离，穿鞋套完成。

脱鞋套时，按键启动脱鞋套程序。首先提升机构5将带鞋套的鞋套架提升到一定高度，推架机构6将鞋套架8推到工作位置箱1，然后用户将脚放到空鞋套架上，脚后跟贴着鞋套架8边缘，此时，鞋套架电磁铁81吸住脚后跟部位鞋套上的小钢球。在此程序下，踩下踏板按钮46，踏板机构电磁铁42不得电，踏板机构4不能运动。拉伸机构电机转动，带动齿轮72转动，齿轮72带动齿条75运动，拉伸头76运动到下一极限位置，拉伸头76上装有电磁铁，拉伸机构电磁铁吸住鞋套前面的2个小钢球，将鞋套拉开，拉伸机构电机反转，齿条75往回缩，拉开鞋套，用户将脚抬出。齿条75复位后，拉伸头76上的电磁铁断电，鞋套又被鞋套架8吸住，脱鞋套完成。

本发明控制系统实施方案如下：

控制系统主要硬件有按键、三极管npn s8050、二极管1N4001、电阻、指示灯、行程开关、直流电机63、步进电机51。

控制中心采用单片机STC89C52作为核心，使用L298芯片控制步进电机51和直流电机63。一红一蓝两个指示灯，当红灯点亮时，鞋套处于工作状态，包括：初始化复位、架子数目不足警告、电机运转等等，当蓝灯点亮时，鞋套处于等待用户操作阶段，此时可以实现修改数值、穿鞋套、脱鞋套等功能。5个按键，分别控制鞋套机的开机、穿、脱、修改数值、急停等功能。四块七段代码显示管用于显示鞋套机架子数目。9个行程开关，用于检测架子运行状态以及电机运行状态。

本发明使用方法如下，穿鞋套时：

（1）按键启动穿鞋套程序；

（2）带鞋套的鞋套架通过鞋套存储箱2中的提升机构5上升到预定轨道；

（3）相应的推架机构6将预定轨道上带鞋套的鞋套架推到工作位置箱1；

（4）踏板机构4进入穿鞋套状态，踏板45可以踩下；

（5）用户用脚踩下踏板45，鞋套四个角脱离鞋套架电磁铁81的吸引，受到橡皮筋的拉力回到缩口状态，鞋套穿到脚上。

脱鞋套时：

（1）按键启动脱鞋套程序；

（2）空鞋套架通过空鞋套架存储箱3中的提升机构5上升到预定轨道；

（3）相应的推架机构6将预定轨道上的空鞋套架推到工作位置箱1；

（4）踏板机构4进入脱鞋套状态，踏板45不可以踩下；

（5）用户将脚放到踏板45上，脚后跟向后靠，带有电磁铁的拉伸机构7将会吸合鞋套收口周围的小钢球并将其拉伸到空鞋套架上，拉伸机构7断电收回，脚可以伸出；

（6）推架机构6将带鞋套的鞋套架8送去另一侧的鞋套存储箱2完成鞋套的回收。

Claims (5)

1.一种自动穿脱鞋套机，包括工作位置箱（1）、鞋套存储箱（2）、空鞋套架存储箱（3）、踏板机构（4）、提升机构（5）、推架机构（6）、拉伸机构（7）、鞋套架（8）、控制中心，其特征在于：所述的自动穿脱鞋套机为长方体外形，由机架作为骨架，外表面覆盖有壳罩；所述的自动穿脱鞋套机内设有控制中心，所述的控制中心连接位于壳罩表面的控制面板（9）；所述的自动穿脱鞋套机中部设有工作位置箱（1），左右两侧分别设有鞋套存储箱（2）、空鞋套架存储箱（3）；所述的工作位置箱（1）内设有踏板机构（4），所述的鞋套存储箱（2）内装有带鞋套的鞋套架，所述的空鞋套架存储箱（3）内装有空鞋套架；所述的鞋套存储箱（2）、空鞋套架存储箱（3）底部分别设有提升机构（5），所述工作位置箱（1）两侧对应所述鞋套存储箱（2）和空鞋套架存储箱（3）位置分别设有推架机构（6），所述的自动穿脱鞋套机一侧设有拉伸机构（7），所述的控制中心分别连接踏板机构（4）、提升机构（5）、推架机构（6）、拉伸机构（7）；所述的踏板机构（4）包括踏板机构底座（41）、踏板机构电磁铁（42）、卡柱（43）、踏板机构上箱（44）、踏板（45），所述的踏板机构底座（41）上方两侧分别设有踏板机构电磁铁（42），所述的踏板机构电磁铁（42）外侧设有卡柱（43），所述的踏板机构电磁铁（42）上方设有踏板机构上箱（44），所述的踏板机构上箱（44）上表面固定有踏板（45），所述的踏板（45）上设有踏板按钮（46）；所述的提升机构（5）包括步进电机（51）、丝杠（52）、支撑块（53）、提升机构底座（54），所述的步进电机（51）一侧连接丝杠（52），所述的丝杠（52）另一端设有支撑块（53），所述的步进电机（51）与支撑块（53）位于同一水平高度，所述的步进电机（51）、支撑块（53）上方分别连接鞋套架（8），下方分别连接提升机构底座（54），所述的步进电机（51）、支撑块（53）、鞋套架（8）、提升机构底座位（54）于同一平面内且构成一个菱形，所述的提升机构底座（54）下端固定在自动穿脱鞋套机底板上，且位于鞋套存储箱（2）与空鞋套架存储箱（3）内；所述的推架机构（6）包括导轨（61）、长杆（62）、直流电机（63）、曲柄（64）、推架机构电磁铁（65），所述的踏板机构（4）、鞋套存储箱（2）、空鞋套架存储箱（3）上端前后两侧分别设有导轨（61），所述的自动穿脱鞋套机左右两侧分别安装有长杆（62），所述的长杆（62）前端连接直流电机（63），所述的长杆（62）两端分别连接曲柄（64），所述的曲柄（64）另一端连接推架机构电磁铁（65），所述的推架机构电磁铁（65）位于导轨（61）内并可沿导轨（61）移动；所述的拉伸机构（7）包括拉伸机构底板（71）、齿轮（72）、拉伸机构电机、固定块（74）、齿条（75）、拉伸头（76），所述的拉伸机构底板（71）两侧分别设有齿轮（72），所述的齿轮（72）连接拉伸机构电机，所述的齿轮（72）内侧设有斜向放置的固定块（74）与齿轮（72）相对，所述的齿条（75）从齿轮（72）与固定块（74）中间通过，所述的齿条（75）末端连接拉伸头（76），所述的拉伸头（76）上装有拉伸机构电磁铁；所述的鞋套架（8）4个角分别设有鞋套架电磁铁（81），所述的鞋套收口周围设置4个小钢球与鞋套架电磁铁（81）相配。

2.如权利要求1所述的一种自动穿脱鞋套机，其特征在于：所述的工作位置箱（1）左侧为空鞋套架存储箱（3），右侧为鞋套存储箱（2）。

3.如权利要求1所述的一种自动穿脱鞋套机，其特征在于：所述的控制面板（9）上设有开机按键、穿鞋套按键、脱鞋套按键、显示屏、急停按键、数值修改按键、若干行程开关、红色指示灯、蓝色指示灯，所述的开机按键、穿鞋套按键、脱鞋套按键、显示屏、急停按键、数值修改按键、若干行程开关、红色指示灯、蓝色指示灯分别连接控制中心。

4.如权利要求8所述的一种自动穿脱鞋套机，其特征在于：所述的显示屏采用四块七段代码显示管。

5.如权利要求1所述的一种自动穿脱鞋套机，其特征在于：所述的控制中心采用单片机STC89C52作为核心，使用L298芯片控制步进电机（51）和直流电机（63）。

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