基本信息
- 项目名称：
- 小型人力健身洗衣机数字化创新设计与开发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目旨在研发一种家庭小型人力洗衣机，取名为健身型人力洗衣机。该产品适合洗涤T恤、衬衣、内衣等小型衣物，由于洗衣机的动能来源于人力，因此该产品还具有健身的功能。该产品具有外形简洁大方、便于放置，制造成本低、低碳环保等优点，同时又是一个锻炼身体的平台。
- 详细介绍：
- 本项目是基于pro/E、3DSMAX、AUTOCAD等设计平台，对产品进行了概念设计、系统设计、零部件详细设计以及装配仿真、运动仿真等全过程的设计，并对重要受力零部件进行校核计算，优化设计。 （1）洗衣装置设计 由于洗衣部分正常工作时的动力是由人来提供，考虑的人体的劳动强度有限，因而本产品适用于洗涤小型物件，如T恤、衬衣、短衣短裤等。为了能在洗衣的时候节约用水、充分利用人提供的动力，洗衣部分整体设计小巧，其宽为410mm，高度为1120mm。 （2）健身装置设计 此部分装置是专门为健身所设计的 ，其功能和运作方式跟目前的健身车相近，本着充分利用人体能量的基本观点出发，健身部分为整台机器提供动力，在洗涤衣物的时候，洗衣部分、传动连接处等产生的阻力将反馈到人们身上从而达到健身的作用。 （3）相关计算与校核 对传动装置的功率、传动比等进行计算，并对重要部件进行了受力的校核。结果表明，该项目的安全性、稳定性、可行性等都能达到预期的目标；该设备在运转的时候既能实现洗衣的效果，也能健身的目的。 （4）外观设计 首先，基于pro/E三维设计平台，对小型人力健身洗衣机数字化创新设计的概念、系统、结构等进行了详细的设计，使其达到外形优美、结构简洁大方的效果；然后，利用3dsmax对本项目渲染，美化其外观。 项目由于所筹经费有限，开发的产品处于图纸阶段，未制造出样品，但已申报实用新型发明专利。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 创新点: （1）该产品不依靠电源，通过人体运动带动洗衣机运行，是一种节能环保的产品； （2）该产品在正常工作的时候由衣物、水以及各个零部件之间产生的摩擦力将通过传动装置反馈到人体上去，从而实现健身的效果； （3）该产品主要用于洗涤小型的衣物，方便及时地清洗了生活中每日一换的衣服（T恤、衬衣等小物件）； （4）该产品结构简单、外观优美、成本较低。 技术关键： （1）链条的张紧控制 由于产品链传动的两链盘的中心距较大，上部存在松边，为了避免松边垂度过大产生啮合不良和链条的震动，同时增加链条与链轮的啮合包角，产品在上部安装有弹簧张紧装置。该装置主要有两个作用：①保证链条张紧力；②当张紧轮受冲击振动时，缓冲弹簧回缩吸收能量，防止链条和张紧装置损坏。 （2）运动的传递及其方向的改变 选用可远距离传动、平均传动比恒定、传动稳定的链传动和啮合紧凑、传动功率大的锥齿轮传动来锥齿轮传动来实现运动传递和方向的改变的目的。产品工作时，人体踩踏脚踏在大链盘上产生横向旋转运动，通过链传动将其传递到与小链盘相连的锥齿轮上，然后再利用锥齿轮之间的啮合来完成后阶段的运动传递和运动方向的改变，从而使与从动锥齿轮相连的波轮产生纵向旋转效果。 主要技术指标： （1）本产品可承受体重75kg人正常使用而不损坏。 （2）一次性可洗涤净重量不大于1kg的衣物。 （3）每次清洗耗水量约为4L。
科学性、先进性
- 科学性先进性： （1）本产品不能完全替代现有洗衣机，但是现有洗衣机的一种有益补充，重点洗涤对象是衬衣、T恤、内衣等经常更换的小件物品，也可作为袜子专用洗涤设备。通过计算推导，本产品工作时所需动力稍大于人体重力（以50kg体重为标准）的1/4。 （2）与湖北刘建强研发的便于携带的无能源动力脚踏洗衣机（专利号为200710051486.1）相比，本产品利用链传动、锥齿轮传动将人体踩踏脚踏产生的横向旋转运动转变为洗衣机波轮的纵向旋转运动，从而实现洗衣效果。因此，洗涤所需动力更大，结构设计更有利于人的整体有氧运动，从而达到了健身、洗衣的双重效果。
获奖情况及鉴定结果
- 已申报国家新型实用专利，并已经获得申报号：201120119529.7
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利转让或技术合作
作品可展示的形式
- 现场演示、三维CAD模型、图片、录像、二维工程图纸
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： 1．产品结合健身器和洗衣机的主要功能，擅长清洗T恤、衬衣等小物件；2．以人体能量作为能量来源，不依靠电能；3．体积小，便于放置，内部结构简单，制造成本低。 适用范围：本产品适合于各类家庭和高校学生使用，和普通电动洗衣机相比，更适合用于清洗T恤、衬衣等小物件。 推广前景：不消耗其他能量，节能环保。同时，产品主要采用机械传动，传动结构较简单，零件损坏后便于更换。本产品精巧美观，放置方便，合理了健身车消耗的时间和能量来清洗衣物，满足了人们方便省时的生活理念。 市场分析及经济效益预测：该产品适用范围广，销售价格相对较低，消费者购买该产品之后，还可省去购买一些健身器材的开支。
同类课题研究水平概述
- 与湖北刘建强研发的便于携带的无能源动力脚踏洗衣机（专利号为200710051486.1）相比，本产品利用链传动、锥齿轮传动将人体踩踏脚踏产生的横向旋转运动转变为洗衣机波轮的纵向旋转运动，从而实现洗衣效果。因此，洗涤所需动力更大，结构设计更有利于人的整体有氧运动，从而达到了健身、洗衣的双重效果。
