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石河子大學 畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 課題名稱： 多功能健身洗衣機的設(shè)計 學生姓名： 石化強 學 號： 2009092571 學 院： 機電學院 專業(yè)、年級： 機制2009級（3）班 指導教師： 馬 蓉 職 稱： 教 授 畢業(yè)論文(設(shè)計)起止時間： 2013.3.1-2013.6.6 文獻綜述 摘要：隨著社會的發(fā)展，人們生活節(jié)奏的加快，洗衣機已經(jīng)被人們所接受，并不斷地走進千家萬戶，甚至在發(fā)達的城市已經(jīng)開始換代。各種技術(shù)開始應用于洗衣機，不斷完善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，革新技術(shù)理念，來提高洗衣性能。在節(jié)能減排的今天，很多大型生產(chǎn)廠商又致力于節(jié)能型系產(chǎn)品的研發(fā)，正在由波輪洗衣機向滾筒洗衣機、高頻洗衣機方向發(fā)展， 本文章還通過大量的健身器材結(jié)構(gòu)和功能的分析，對健身洗衣機的適用人群，結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，材料的選擇做出界定。本設(shè)計為一種實用新型多功能健身洗衣機，提出節(jié)能型的健身洗衣機思想是通過人在健身時產(chǎn)生的動力驅(qū)動洗衣機使洗衣機達到規(guī)定的洗滌要求。 關(guān)鍵詞：節(jié)能、健身、洗衣機、波輪、滾筒、腳踏車 一、引言 從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動，而在洗衣機出現(xiàn)以前，對于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打……這些不斷重復的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是：辛苦勞累。洗衣機的面市給人帶來了極大的方便但也標志著越來越少的體力勞動的開始，尤其是城市的上班族和在校的學生，由于工作和學習繁忙，既無時間健身，也很難抽時間洗衣服，因此，需要一種物美價廉的機械，在洗衣的同時又能起到健身的效果，通過大量的查閱文獻，綜合洗衣機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和健身器材的綜合分析，研究洗衣機的動力系統(tǒng)和健身器材在健身時產(chǎn)生動力的去向，我們的設(shè)計完美的把健身時產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)化為洗衣機工作動力帶動工作。 二、課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1洗衣機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國的洗衣機工業(yè)是在一九七八年開始起步的，當年只生產(chǎn)單筒洗衣機400多臺，到1987年，全國生產(chǎn)洗衣機991.52萬臺。目前洗衣機市場也異?；鸨瑑H2010年10月份我國各大商場銷售洗衣機102733臺。主要以海爾、小天鵝、榮事達等企業(yè)為代表的洗衣機企業(yè)占據(jù)了國內(nèi)市場的主要份額[1]。 中國是發(fā)展中國家，消費者對洗衣機的洗凈比相對來說要求高，從市場反饋的信息也證實了這點，尤其要面對農(nóng)村這個大市場。因此波輪式洗衣機更適合我國的國情，對洗衣機行業(yè)來說，是一個現(xiàn)實意義的課題[2]。波輪式洗衣機的主要工作部件還是波輪，因此為了達到更好的洗滌效果，不同的廠商真對波輪進行了深入研究。 樂金電子電器有限公司，為了減少噪音和振動的增加及磨損現(xiàn)象，都已經(jīng)把科研研究到了減振器銷的結(jié)構(gòu)，通過將減震器裝配成可相對外殼扭動，沿著其側(cè)面設(shè)有游移槽的減振器銷，彈性部件是由特定的橡膠制成[3]。 目前新型波輪洗衣機的波輪位于洗滌桶中央，以解決早期的波輪洗衣機偏置波輪多年無法解決的磨損率高問題。松下公司研究的大凹翼蝶形波輪，也能降低衣物的磨損率；日立公司研究的防纏棒波輪，能防止衣物洗滌時打結(jié)洗滌均勻；三星公司推出搖搖凈波輪洗衣機，分為主體藍色波輪和兩個白色波輪，主體波輪會產(chǎn)生左右回轉(zhuǎn)的水流，而其他兩個波輪則會產(chǎn)生上下回旋的水流；東芝的偏心式波輪設(shè)計，可產(chǎn)生偏心揉搓水流、振動水流以及此將纏繞的衣物分開，而產(chǎn)生的縱向水流又可實現(xiàn)上下翻滾搓洗；海爾同心洗衣機已采用類似偏心式波輪設(shè)計。三星羅斯比（ROSSBY）蝶形波輪，其中心高度比L型波輪低2/3，中心頂部做成30度斜面（如圖1）或做成有一定斜度的三個短小筋葉，產(chǎn)生的縱向、橫向水流，可有效打散衣物，防止纏繞并降低磨損[4]。 圖1 三星電子會社還通過對波輪式洗衣機波輪的設(shè)計來提高洗衣機的性能，設(shè)計的波輪包括：安裝在洗衣機筒的底部的主體，具有葉輪室和多個葉輪軸沿徑向延伸的扇葉的噴水葉輪，該噴水論相對于主體旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生向上的洗滌水流；可在徑向以及軸向旋轉(zhuǎn)支承葉輪軸的支承部件；以及使噴水葉輪旋轉(zhuǎn)的部件，從而在洗衣機工作時產(chǎn)生有效的垂直上升的水流，避免衣物的扭曲和纏結(jié)。 大宇電子株式會社也對波輪式洗衣機的波輪進行了深入的研究，設(shè)計了一種在洗滌筒內(nèi)產(chǎn)生渦輪型水流來洗滌被洗物的洗衣機波輪（如圖2）。在洗衣機渡輪中，基板固定到洗衣機軸上并按照軸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動。多個攪拌葉片從所述基板中心到其外周邊以扇面形式在基板底部表面上是向下傾斜的。多個攪拌葉片在鄰接的攪拌葉片之間干所述基板底部表面上確定至少一個凹集槽。洗衣機渡輪在洗滌筒內(nèi)產(chǎn)生渦輪型水流，并將水流產(chǎn)生的摩擦力均勻地傳送到被洗物，其狀態(tài)是洗滌水流在洗滌筒內(nèi)部是非均勻的，從而將被洗物的扭結(jié)降至最小，因之增強洗滌效率[5] 。 圖2 滾筒洗衣機也越來越受到大家喜愛，滾筒洗衣機的優(yōu)點在于，首先，衣物在洗滌過程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，其次，能加熱洗衣機的水，甚至能對洗好的衣物烘干，是其它類型的洗衣機做不到的。第三，羊絨、羊毛衣物也能在洗衣機內(nèi)洗，而且洗衣時省水。但滾筒洗衣機也純在一些缺點，如洗衣機功率幾乎是波輪洗衣機的1—2倍；采用加熱洗滌耗電量大，加大了經(jīng)濟負擔；最佳轉(zhuǎn)速制約了偏低的洗滌作用力進一步提高；在洗衣物的中途不宜添加衣物；不能能使用高泡沫洗衣粉。滾筒洗衣機的優(yōu)點還是大于缺點[6]。 很多公司通過對滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計的改變來提高洗衣機的性能，改變桶內(nèi)筋的傾斜度來增加衣物提起拋落時的沖擊力，進而提高洗凈度[7]。 2.2常用家庭健身器械國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在家用型常見的健身器材中，以健身腳踏車，仰臥起坐健身器，跑步機最為常見，健身腳踏車一般都包含有：一架體；一設(shè)于該架體上的座椅；一設(shè)于該架體上的的扶把；一設(shè)于該架體上的踏板裝置；一離合裝置。但在人們不斷創(chuàng)新的過程中，在簡單的腳踏車上加以改裝，因此出現(xiàn)了不同款型的健身腳踏車。如針對被動型的健身者，或是老年人及中風患者等自主運動能力較低的人群，在設(shè)計中加入驅(qū)動裝置和振動座，可以使使用者無須主動出力即可獲得腳部運動的效果，且全身各部位還可同時接受振動按摩（如圖3）[8]。 仰臥起坐健身器一般包含靠背架，阻尼元件，用于反靠運動者腿部的橫檔，雖然結(jié)構(gòu)簡單但是卻很科學，阻尼元件和靠背結(jié)合使用，減緩運動者后仰速度，運動過程運動者北部和后腦部不再與后斜架接觸，并且減緩后仰速度以及起坐時阻尼元件預緊力的輔助作用，為年老、體弱、肥胖等運動者提供了極大的便利仰臥起坐健身器（如圖4）[9]。 圖3 圖4 2.3健身洗衣機現(xiàn)狀分析 但健身洗衣機在我國市場上還很少見，還沒有大量推廣，2007年4月2日濰坊市正信專利事務所公開一種環(huán)保健身洗衣機（如圖5），它包括洗滌桶，與所述洗滌桶相連接的腳踏健身洗衣機，所述洗滌桶與所述腳踏健身洗衣機之間設(shè)有傳動裝置，所述傳動裝置上設(shè)有變速裝置；人們可以通過所設(shè)置的變速裝置選擇適合自己力度的速度控制波輪的轉(zhuǎn)動，所產(chǎn)生的噪音小，在鍛煉身體的同時也清洗了衣物，同時因為不需要電源而不用耗電，環(huán)保節(jié)能，減輕了人們一定程度上的經(jīng)濟負擔[10]。 圖5 2007年8月21日山東省濟南市歷下區(qū)經(jīng)十路73號山東大學機械學院金鑫設(shè)計一種蹬踏式健身洗衣機（如圖6）[11]，包括機架、傳動裝置和洗衣機主體組成，機架的頂部安裝有座椅，其中，機架的底部有左、右腳蹬，左、右腳蹬分別通過鏈與傳動裝置連接，傳動裝置與洗衣機主體內(nèi)滾輪相連接。所述的傳動裝置由兩組皮帶輪和超越式離合器組成，兩組皮帶輪中的大輪為主動輪，小輪為從動輪，超越式離合器與第一組皮帶中的大輪通過中心軸相連接，另一組皮帶輪的小輪安裝在滾輪一端的軸上。本實用新型兩組皮帶輪實現(xiàn)二級增速，以達到洗衣機對轉(zhuǎn)速的要求。本實用新型既能健身又能洗衣服，可全面提高身體素質(zhì)，訓練上下肢的協(xié)調(diào)能力，具有實用性強、結(jié)構(gòu)合理、充分利用能量、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。 圖6 但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這些裝置仍然有比較大的缺點即健身效果不明顯，這是由它單一的健身方式所決定的。同時洗滌、漂洗和脫水沒有集成與一體，這限制了洗衣機的自動化，目前市場上并沒有相關(guān)完善產(chǎn)品。 三、 健身洗衣機機械部分的研究方向 健身自行車是目前國際流行并被醫(yī)學界和體育界給予高度評價的有氧健身運動，是保持一個人身心健康最有效、最科學的健身方式，也越來越受到大家喜愛。由于受到各種因素是影響，如場地、工作時間等等，室內(nèi)健身則成了時下最熱門的健身方式。但由于房價的持續(xù)上漲，很多新婚家庭都有著很大的經(jīng)濟壓力，新購買的房子也都是小戶型，因此，我們的機械部分的研究要盡量的精簡化，材料的選擇要盡量具有高強度和高韌性，有利于拆裝和攜帶，更能省些空間。在傳動的設(shè)計上要減少摩擦，健身機構(gòu)的設(shè)計要人性化，盡量增加健身的部位，使一機多用，要充分融合人機工程學，讓人再體驗運動帶來的舒適感的同時完成洗衣。 四、結(jié)語 洗衣機和健身器材均受到廣大消費者的歡迎，各種款式，各種功能的器械也層出不窮，但經(jīng)過市場調(diào)查，目前我國對健身洗衣機還是處在試生產(chǎn)階段，大部分設(shè)計都是由大學生或是研究生開發(fā)申請專利，沒有大規(guī)模投入生產(chǎn)，市場占有率很低，大多數(shù)產(chǎn)品受學生和老年人歡迎，而年輕一代還沒有接受。面領(lǐng)著能源的緊缺與能源價格的不斷上漲，越來越多的人將采取節(jié)能經(jīng)濟實惠的生活方式，因此，此項目講帶來很大的市場，具備科研的價值。 本課題的目的在于利用計算機造型技術(shù)研究試制一種集健身與洗衣于一體的健身洗衣機，應用人力提供洗衣機的動力，將人體在健身運動中產(chǎn)生的動能提供給洗衣機使洗衣機工作，洗衣機機械部分的設(shè)計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸以及潤滑方式等進行構(gòu)思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為制造依據(jù)的工作過程。在健身的同時把產(chǎn)生的動力作為洗衣機的動力保證低消耗、高功效的完成健身、洗衣任務。通過機械相關(guān)學科的知識綜合應用，爭取最優(yōu)化機械部分傳動設(shè)計，再進一步根據(jù)人機工程學的知識優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，爭取最大化達到消費者認可，為人所用。五、參考文獻 [1]劉釗. 休眠的火山——2001年中國洗衣機市場印象[J]. 電器制造商, 2002,(01). 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