CN203417169U - 一种家用全自动刷鞋机 - Google Patents

Abstract

一种家用全自动刷鞋机，包括箱体和整体支架，整体支架活动连接在箱体上，箱体正面设有一个进出口，整体支架通过动力装置带动从箱体进出口沿水平面方向进出；整体支架上安装有两个侧面鞋刷支架、至少一个侧面鞋刷、至少一个底部鞋刷和上部鞋刷；侧面鞋刷安装在侧面鞋刷支架上，两个侧面鞋刷支架活动安装在整体支架上，两个侧面鞋刷支架上端通过导向销分别安装在箱体上方的两条导向槽内，两条导向槽在整体支架送出方向设有一张开夹角，底部鞋刷布置在两侧面鞋刷支架之间、整体支架的底部位置，上部鞋刷布置在两侧面鞋刷支架之间中部并远离箱体进出口的一端，本实用新型解决了现有各类刷鞋机的不足，不但减小了装置的体积，使其适合家庭使用，而且实现了对鞋子的所有表面进行全面清洁，更重要的是通过采用仿形装置从而适合不同类型和大小的鞋子的鞋面清洁。

Description

一种家用全自动刷鞋机

技术领域

本实用新型涉及一种家用全自动刷鞋机。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，大家越来越关注于美好家居环境的创建。通过市场调研后我们发现，不少家庭都为鞋子的清洁问题而烦恼，因为有时只是鞋子的表面附有大量灰尘，而并没有必要对鞋子整体进行水洗，但是单独用抹布清洁费时又费力，因为不但要清洁鞋子的四面，还要清洁底面的污垢。于是，一种家用全自动刷鞋机就在这种环境下应运而生。

中国专利号为ZL201220596027.8的实用新型专利提供了一种家用刷鞋机，该刷鞋机是在一个盒体内一侧上方装有数个刷鞋面毛刷，另一侧留有插放鞋体空间，盒体内两侧均装有数个鞋侧边毛刷，在盒体两侧各有一个封闭的传动装置。使用时，将穿有皮鞋的脚直接插放鞋体空间，启动电源即可对鞋面和两侧进行清刷。上述技术方案尽管有一定的清洁效果并且携带方便，但是也存在一定不便之处，首先是对于鞋底的污垢根本无法清洁，因为底部并没有设计相应的机构清洁鞋底；而且装置清洁范围有限，因为该装置指出主要适合于皮鞋的表面清洁。

中国专利号为ZL201220714867.X的实用新型专利提供了一种多功能电动刷鞋机，包括壳体、置于壳体内的电动机和电池腔、壳体上设置的开关，所述电动机的轴上连有椭圆刷头，所述椭圆刷头设于壳体正面，所述壳体侧面上端设有海绵刷。上述技术方案有结构简单、方便携带等优点，但是还是无法实现对整只鞋子的大面积清洁，而且还是需要人为的去操作刷鞋机，并没有减轻人们的负担，更何况鞋刷的表面积过小，如果整只鞋子都用该鞋刷清洁的话会耗费人们大量的时间。

中国专利号为ZL03252881.7的实用新型专利公开了一种四面八方旋转摆动刷鞋机，在底座上安装轴承立柱和电源稳心架，在轴承立柱上安装电源循环跑道和电容起动机，在电容起动机的传动轴上安装小型双槽皮带盘，通过传动带分别与大皮带盘和连接，在大皮带盘和的中心轴上安装圆刷，电容起动机通过传动带与皮带盘连接，在皮带盘的转轴上有与平型刷连接的连杆，电容起动机和以及电源循环跑道通过左右旋转开关控制，使两个电容起动机同时一起左左右右转动，能使电源循环跑道停或转，实现四面八方旋转摆动刷鞋，同时为四个人刷鞋。上述技术方案尽管可以实现同时清洁多双鞋子，但问题是该结构复杂，需要后期的经常维护和保养，而且因为装置的体积过大，并不适合放在家中供家人们使用，除此之外，该装置对于刷鞋机构的设计也有所欠缺，可以很明显的看到其刷鞋功能并不全面，应该考虑设计更好的机构来实现对鞋子进行彻底的全面清洁。

结合这样的一个设计背景以及现有的各类刷鞋机专利进行对比之后，我们对各类刷鞋机专利的不足之处进行了彻底的改进，不但解决了诸如体积庞大，不适合家庭使用的问题，还解决了如何实现对鞋子的所有表面进行全面清洁的棘手问题，而且大部分的专利都欠缺考虑这方面的问题，结果总是导致鞋子有的表面被遗漏清洁；更重要的是对于不同大小和类型的鞋子的清洁问题，这在其他的专利中都没有考虑到，因此我们专门设计了仿形机构来解决这个棘手的清洁问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种可以对鞋面全面进行清理、结构简单、使用方便的家用全自动刷鞋机。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：

一种家用全自动刷鞋机，包括箱体和整体支架，所述整体支架活动连接在箱体上，所述箱体正面设有一个进出口，所述整体支架通过动力装置带动从所述箱体进出口沿水平面方向进出；所述整体支架上安装有两个侧面鞋刷支架、至少一个侧面鞋刷、至少一个底部鞋刷和上部鞋刷；所述侧面鞋刷安装在所述侧面鞋刷支架上，两个所述侧面鞋刷支架活动安装在整体支架上，两个所述侧面鞋刷支架上端通过导向销分别安装在所述箱体上方的两条导向槽内，两条所述导向槽在所述整体支架送出方向设有一张开夹角，所述夹角使得所述整体支架送出所述箱体时，两个所述侧面鞋刷支架在导向销和导向槽的导向作用下转动，并且使得两个所述侧面鞋刷支架因相互远离而张开，所述底部鞋刷布置在两所述侧面鞋刷支架之间、整体支架的底部位置，所述上部鞋刷布置在所述两侧面鞋刷支架之间中部并远离所述箱体进出口的一端，所述侧面鞋刷、底部鞋刷和上部鞋刷分别通过动力装置带动旋转。

所述箱体内部安装有往复推送机构，多个所述底部鞋刷沿所述整体支架进出方向并排布置，所述底部鞋刷的旋转方向使得放置在所述底部鞋刷上的鞋始终向背离所述箱体进出口的一端运动，所述往复推送机构使得鞋向所述箱体进出口的一端运动。

所述往复推送机构为等宽凸轮机构或曲柄连杆机构。

两所述侧面鞋刷支架的下端整体通过轴承和固定轴安装在所述整体支架上。

两所述侧面鞋刷支架远离所述箱体进出口一端通过轴承和固定轴安装在所述整体支架上。

所述上部鞋刷、底部鞋刷及侧面鞋刷分别由四个并联电动机驱动旋转，所述电动机旋转的时间由定时器控制，所述上部鞋刷和侧面鞋刷采用单排链轮传动，所述底部鞋刷采用双排链轮传动。

所述整体支架底部鞋刷的下方设有容纳整个底部鞋刷的灰尘收集板。

由于采用上述结构：本实用新型具有如下优点：

1、通过传动装置可最终带动两侧鞋刷支架打开，从而方便鞋子放入，更重要的是，当两侧鞋刷支架回位时，鞋刷支架内的鞋刷夹紧鞋子的两侧，很好的和鞋两侧面贴合，达到仿形的效果，一方面使得鞋刷的刷毛可以深入到鞋面的缝隙中，达到全面清理的效果，另一方面可以适合不同类型和大小的鞋子的鞋面清洁。

2、本装置在鞋子的底部也设计有底部鞋刷，通过两侧鞋刷对鞋子有一个向下的压力，使得鞋底和底部鞋刷贴合，从而达到对鞋底清理的效果。

3、本装置通过一个往复推送机构推动鞋子沿毛刷清理的方向往复运动，从而达到加强清洁的效果。

4、本装置通过电子定时器控制清洁的时间，从而达到自动清洁的目的。

综上所述，本实用新型解决了现有各类刷鞋机的不足，不但减小了装置的体积，使其更适合家庭使用，而且实现了对鞋子的所有表面进行全面清洁，更重要的是通过仿形装置来适应不同类型和大小的鞋子的鞋面清洁。

附图说明

图1为本实用新型立体图；

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型正视图的剖视图。

图4为本实用新型的左视图的剖面图。

图5为本实用新型的侧面鞋刷支架运动状态图。

图6为本实用新型曲柄连杆机构的运动原理图。

附图1-6中，1、整体支架，2、侧面鞋刷支架，3、侧面鞋刷，4、上部鞋刷，5、导向销，6、电动机，7、电动机支架，8、等宽凸轮，9、推送框导轨，10、链轮，11、齿条，12、进出导轨，13、同步电动机，14、齿轮，15、底部鞋刷，16、外行程开关，17、内行程开关，18、箱体，19、电机，20、导向槽。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。

如图1、2所示，一种家用全自动刷鞋机，本装置的箱体18为铝合金材料，整体呈长方体结构，内部即为刷鞋装置。对于内部的刷鞋装置的正等轴测图如图1所示，整体支架1为该装置的基本骨架，所有的其他机构和零件都是直接或间接的与整体支架1相连，而整体支架1通过传动装置活动连接在箱体上，传动装置包括进出导轨12、齿条11、齿轮14和同步电动机13，整体支架1通过进出导轨12活动连接在箱体18上，并且由同步电动机13给齿轮14、齿条11提供动力带动整体支架运动。而对于侧面鞋刷支架2，本实例中提供两种仿形方式，一种方式如图2所示，两侧面鞋刷支架2的下端整体通过轴承和固定轴活动连接在整体支架上，上端通过导向销5安装在位于箱体18的导向槽20内，两条导向槽20呈“V”形张角，并且张角向整体支架送出的方向张开，当同步电动机13带动整体支架1运动时，侧面鞋刷支架2在导向销5和导向槽20的导向作用下绕固定轴转动，使得两侧面鞋刷支架2逐渐张开并与水平面垂直；另一种方式如图5所示，侧面鞋刷支架2的后端通过轴承和固定轴连接在整体支架上，上端安装有导向销5和箱体18的导向槽20配合，前端设计有导向杆与整体支架上的限位槽配合，如图5所示，当同步电动机13带动整体支架1运动时，两个侧面鞋刷支架2可以绕一端的轴承转动，使得两侧面鞋刷支架2呈“V”形张开。这样类似的设计都是为了方便将鞋子放入和取出，以及使得侧面鞋刷支架2回位后侧面鞋刷3可以对于不同类型和大小的鞋子进行仿形。两个侧面鞋刷3的旋转动力分别是由电动机支架7上的两个并联的电动机提供。刷鞋机底部也布置有四个底部鞋刷15，并且通过轴承连接在整体支架1上，由一个电机19和双排链机构带动一起运动。在整体支架1上还设计有在擦鞋过程中推送鞋子往复运动的往复推送机构，鞋子一方面在底部鞋刷15的带动下，不断向往复推送机构的推送端运动，另一方面往复推送机构又不断将鞋子推回出口，从而使得鞋面和鞋底清洁得更为干净，往复推送机构也可以有多种形式，本例中提供两种方式，一种如图4所示，往复推送机构采用等宽凸轮机构8，等宽凸轮机构8位于刷鞋机整机的后方，工作的时候该机构会前后运动往复推送鞋子；另一种往复推送机构如图6所示，采用曲柄连杆机构，同样可以实现前后往复推送鞋子。

在整体支架1底部鞋刷15的下方设计有容纳整个底部鞋刷15所清理下来的灰尘收集板，只需定期将板子抽出，清理里面收集的灰尘，然后再将其放回，即可方便处理鞋子清理过程中的产生的灰尘。

仿形原理，如图1所示，采用侧面鞋刷支架2的下端整体通过轴承连接在整体支架上的结构。接通本装置开关后，位于整体支架1左侧的同步电动机13被接通，位于“V”形导向槽20内的导向销5脱离内部行程开关17，与同步电动机13配合的齿轮14、齿条11机构将整体支架1、底部鞋刷15、侧面鞋刷支架2、侧面鞋刷3等机构缓慢送出，当导向销5碰到外行程开关16后，同步电动机13断电，同步电动机13停止运行，两侧面鞋刷支架2打开；完成此步后，通过控制开关使同步电动机13反向旋转，整体支架1连同其他机构向箱体里面运动，导向销5脱离外行程开关16，将刷鞋机及鞋子送入鞋柜，当导向销5碰到内行程开关17后同步电动机13再次被断电，刷鞋机停止送入，同样由于导向销5的存在，当刷鞋机送入鞋柜后，导向销5进入V形导轨的小端，结果两侧鞋刷将鞋子夹紧，鞋尖部位则进入上部鞋刷4；到此完成送鞋过程，并且该过程中实现了对鞋子的仿形。

有开关控制同步电动机13的正反旋转，从而使得鞋刷装置能够像抽屉一样自由进出。刷鞋部分的所有电动机6均为并联，并且由定时器控制其工作的时长。

刷鞋工作原理，接通刷鞋开关后，上部鞋刷4、底部鞋刷15及两侧鞋刷3分别由四个并联直流电动机6驱动运转并进行刷鞋，刷鞋时间由定时器控制；等宽凸轮机构8也由一直流电机驱动并同时开始工作，推动鞋子前后往复运动，从而克服因底部鞋刷间隙存在而产生的刷鞋死角。由此可以看出，该刷鞋机的刷鞋过程为全方位的刷鞋，所有的鞋面以及鞋底都有相应的鞋刷进行清洁工作，并且由于定时器的存在，刷鞋的时长也可以自己控制，清洁结束后将鞋子取出即可。

实现往复推送的曲柄连杆机构又可以有无数种组合可以实现往复运动，如图6只是列举了其中一种曲柄连杆机构。由电机驱动曲柄AB做360°的旋转运动，曲柄AB进而带动连杆BC一起运动，并最终将动力传递给末端摆杆CDE，并且通过设计计算，使得曲柄连杆的末端摆杆实现往复运动的效果，在图6中末端摆杆CDE在E₁、E₂之间沿弧形的点划线轨迹来回往复运动，进而推动鞋子前后往复运动。

下面是对电机选择的计算。

侧面鞋刷采用单排链轮传动，底部鞋刷采用双排链轮传动，且受力分析如图3所示。先考虑一侧的鞋刷，应力分析及擦鞋试验表明：倾斜角θ=14°可保证鞋刷对不同大小鞋子的压力5N≤F≤8N，则侧面鞋刷电机所受扭矩：

$T_1=\frac{{2f}_{1}r}{\mathrm{\η}}=\frac{{2\mathrm{\μ}}_1{F}_{\max }r}{\mathrm{\η}}$

式中：F_max——侧面所受最大正压力，N；

r——鞋刷工作半径，r=0.025m；

μ₁——帆布摩擦因素，μ₁=0.22；

η——链传动效率，η=0.96。

由上式解得T₁=0.09N·m，上部鞋刷扭矩T₂为T₁的一半，因此只需校核T₁。查表发现大部分电机都能满足最大扭矩要求，为了实现更好的清洁效果，只需考虑合适的电机转速及部分机械损耗。综上所述，因此选择电机额定转矩为0.15N·m，结合实际传动方案，选择37GB3329型直流减速电机，电机额定功率为3W，额定转速为196r/min，额定工作电压为DC12V。

对于底部鞋刷，则有：

F_N=0.5mg+4F_maxsinθ+F_max

$T_2=\frac{f_{2}r}{{\mathrm{\η}}^3}=\frac{{\mathrm{\μ}}_2{F}_{N}r}{{\mathrm{\η}}^3}$

式中：F_N——底部鞋刷所受正压力，N；

θ——侧面鞋刷倾斜角，θ=14°；

μ₂——帆布摩擦因素，μ₂=0.8。

由上式解得T₃=0.47N·m，因此选择额定转矩为0.7N·m，结合实际传动方案，选择37GB555型直流减速电机，电机额定功率为7W，额定转速为100r/min，额定工作电压为DC12V。

Claims (7)

1.一种家用全自动刷鞋机，其特征在于：包括箱体和整体支架，所述整体支架活动连接在箱体上，所述箱体正面设有一个进出口，所述整体支架通过动力装置带动从所述箱体进出口沿水平面方向进出；所述整体支架上安装有两个侧面鞋刷支架、至少一个侧面鞋刷、至少一个底部鞋刷和上部鞋刷；所述侧面鞋刷安装在所述侧面鞋刷支架上，两个所述侧面鞋刷支架活动安装在整体支架上，两个所述侧面鞋刷支架上端通过导向销分别安装在所述箱体上方的两条导向槽内，两条所述导向槽在所述整体支架送出方向设有一张开夹角，所述夹角使得所述整体支架送出所述箱体时，两个所述侧面鞋刷支架在导向销和导向槽的导向作用下转动，并且使得两个所述侧面鞋刷支架因相互远离而张开，所述底部鞋刷布置在两所述侧面鞋刷支架之间、整体支架的底部位置，所述上部鞋刷布置在所述两侧面鞋刷支架之间中部并远离所述箱体进出口的一端，所述侧面鞋刷、底部鞋刷和上部鞋刷分别通过动力装置带动旋转。

2.根据权利要求1所述的家用全自动刷鞋机，其特征在于：所述箱体内部安装有往复推送机构，多个所述底部鞋刷沿所述整体支架进出方向并排布置，所述底部鞋刷的旋转方向使得放置在所述底部鞋刷上的鞋始终向背离所述箱体进出口的一端运动，所述往复推送机构使得鞋向所述箱体进出口的一端运动。

3.根据权利要求2所述的家用全自动刷鞋机，其特征在于：所述往复推送机构为等宽凸轮机构或曲柄连杆机构。

4.根据权利要求1所述的家用全自动刷鞋机，其特征在于：两所述侧面鞋刷支架的下端整体通过轴承和固定轴安装在所述整体支架上。

5.根据权利要求1所述的家用全自动刷鞋机，其特征在于：两所述侧面鞋刷支架远离所述箱体进出口一端通过轴承和固定轴安装在所述整体支架上。

6.根据权利要求1所述的家用全自动刷鞋机，其特征在于：所述上部鞋刷、底部鞋刷及侧面鞋刷分别由四个并联电动机驱动旋转，所述电动机旋转的时间由定时器控制，所述上部鞋刷和侧面鞋刷采用单排链轮传动，所述底部鞋刷采用双排链轮传动。

7.根据权利要求1所述的家用全自动刷鞋机，其特征在于：所述整体支架底部鞋刷的下方设有容纳整个底部鞋刷的灰尘收集板。

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