家用自动吸尘清洁器的设计.doc

1、摘 要随着社会的不断发展进步，清洁器从最初的高科技发展到了现在家家必备的小家电。同时，由于我们生活质量的提高，对产品的精神和审美上的需求也逐渐提升，所以现代社会越来越看重人性化设计，于是出现了以人为本和为生活而设计的思想。多方面考虑产品的适用人群、使用环境以及产品给人们精神上和心理上的感受，这已然成为了产品设计的核心问题。本篇设计对集尘筒盖弹射开关、过滤网罩和螺旋进风口的部件做出了简单的设计，解释了它的结构难点与设计过程，其相关尺寸计算忽略。关键词：多功能清洁器；旋风分离技术；结构设计；流体IIIAbstractWith the development of science and techn

2、ology, cleaner is from the initial high-tech development to the small home appliance every necessary now. Because of our quality of life improved, peoples spirit of the product and the aesthetic demand is gradually increasing. Modern society is more and more emphasis on the humanized design, so the

3、people-oriented and design ideas for life are becoming. Thinking products applicable people, using the environment, and giving people spiritual and psychological feelings, has become the core problem of product design. The article ejection switch on the dust cover, filter cover and spiral air intake

4、 parts to make a brief design, described the structure of difficulty with the design process, the size calculation is omitted.Key words：Multi-function vacuum cleaner; cyclone separation technology; structural design; fluid analysis IV目 录AbstractIV1 绪 论11.1 课题背景11.2吸尘器的现状21.3 智能吸尘器造型的风格31.4 新型智能吸尘器的发

5、展前景41.5课题研究目的及意义42 家用清洁器的改进优化概述73 清洁器整体方案设计83.1 清洁器的组成和分类83.1.1清洁器的组成83.2 清洁器的整体分析83.2.1清洁器的性能参数标准83.2.2清洁器的工作原理83.3 清洁器电机选择94 清洁器结构设计与计算104.1 旋风分离器结构设计104.1.1旋风分离原理104.1.2旋风分离器的性能参数114.1.3旋风分离器的结构尺寸定型124.2 风叶轮设计154.2.1风叶轮的结构选型154.2.2风叶轮的理论设计164.2.3风叶轮的设计参数确定184.3 过滤网罩设计204.4 螺旋进风口设计234.5 小结235 基于PL

6、C的电机调速245.1 直流电机五大优势255.2 PWM调速模块设计265.3 PWM控制的原理285.4 S7-200PLC实现直流电动机的PWM调速286 总 结41参考文献42致 谢44II第一章 绪论1 绪 论1.1 课题背景随着人们的生活不断改善，对家居卫生的要求也越来越高，室内室外的卫生越来越引起人们的注意。由此，清洁器应运而出，它是怎样被人们了解并运用的呢？下面让我们一起来研究它：在20世纪初的英国帝国音乐厅，一位叫布斯的工程师参观了一场车厢除尘器的示范表演。这种清洁器用压缩空气把灰尘吹入封闭容器内，布斯认为这种方法并不严谨，因为许多灰尘没能吹入容器。于是，他从反方向出发，做了

7、个简单的试验：用口对着盖在椅子扶手上的手帕吸，结果手帕神奇的沾上了一层灰。受此启发，他初步发明了清洁器，用强力电泵把空气吸入软管，再把布袋当成过滤网过滤灰尘。当年8月布斯申请得到专利，并组建了真空清洁公司，他在车上装上用汽油发动机驱动的真空泵，招收工作人员挨家挨户把几条长软管从窗子伸进房间清洁，为居民清洁服务。 最早设计的清洁器是直立式的。1913年瑞典斯德哥尔摩的温勒戈林发明了横罐形真空清洁器 2002年，美国的iRobot 公司发明了智能清洁的机器人。在智能清洁器的基础上各大公司开始设计新的产品。 1.1.1清洁器的分类目前民用清洁器主要分为以下几大类：1)卧式清洁器其特点是外形小巧，存放

8、方便。卧式清洁器也分为“尘盒式清洁器”和“尘袋式清洁器”2)立式清洁器 西方市场比较常见，适用于面积比较广的地毯清洁。3)手持式清洁器 体积很小，携带非常便捷，一般用于清洁小空间，例如对键盘，电器等有很好的效果。缺点是功率不大，吸力很小，不能完全清除脏物。4)桶式清洁器 一般用作商用清洁器，大多用在公共场所，优点是存储空间大，能吸液体。5)杆式清洁器 近几年比较常见，大多是需要充电的，特点是小巧，操作简单。6)机器人清洁器 高端清洁器，可自动清洁卫生甚至充电，但清洁效果有限，不太适合非常邋遢的环境。1.1.2清洁器造型发展的分类1)立体式大小上，有一个变小的趋势，主要表现在尘仓的体积容量上还有

9、下端入尘口的体积容量上。整体外观方面，线条柔和，并在逐步的完善。2)桶式造型从原始的桶装变成更接近家用的外形，工业专用的特点渐渐变少，造型上亲和力逐步增强。 3)卧式从外观来说，柔和的曲线，明显的统一性，讲究细节处理，颜色时尚，材质多变。4)手持式手持式的便携清洁器在外观上做了极大的改变，体积明显减小。增加了手持把手，使得与形体的联系性增强了，配色与材料上也有了极大的不同。清洁器造型上的发展主要有体感量减小，造型的曲线流畅感增强，颜色搭配的时尚感增强以及材质感增强等特点。1.2吸尘器的现状从国际市场来说，中国无疑是世界上最大的生产基地。中国年出口量最大达到了5000万台，出口的目标主要是针对欧

10、洲、美国和日本等发达国家。然而在国内的市场调研显示，吸尘器销售还没达到300万台，显然与出口形成了巨大的反差，跟其他小家电比还差得很远1。在传统吸尘器里，对于普通家庭而言，它们的体积还是稍微过大，而且还有很长的接线，使用起来难免会被绊到。对于室内很多细小的地方也是很难利用到它的价值，在消费者而言，这也是困扰它们去购买吸尘器的问题之一。由此可见，中国消费者没有完全意识到吸尘器的功能及其使用价值，现代新型智能吸尘器的出现会解决很多消费者所顾虑的问题，所以当消费者一旦意识到其使用的价值之后，吸尘器产品的市场将会打开，人们对清洁器的需求将是巨大的。如图1.2 图1.21.3 智能吸尘器造型的风格产品设

11、计不是一项十分简单的项目，在进行设计的过程中，设计师须发挥其主观能动性，把科技与艺术、技术与人相结合，来设计满足人们各方面需要的产品。现代的新型的造型风格与传统吸尘器的造型风格大不相同，传统吸尘器造型大多都一样。现代新型吸尘器大多数都已经摒弃了传统吸尘器的造型，出现了众多风格各异和不同内涵的造型风格。多数以不同的几何形态组合成造型，来冲击我们的视觉，同时带给我们情感上不同的反应。从情感上来讲，曲线代表温柔委婉的情感，让人感到温馨和亲切。所以在设计产品中，融入人性化的特点，就像人的身体，好的曲线感更能带来人们的欣赏。产品的形态也是一样，好的造型就可以成为经典，如可口可乐公司设计的可乐瓶，就是根据

12、女人的身体的曲线来设计，满足了人们的审美需求，这个造型也因此成为人类经典的设计。亲民的设计是现代社会的发展趋向，吸尘器也由此出现众多人性化的设计风格，大致表现在功能和外观两个方面。吸尘器在功能上的人性化不再类似于传统的吸尘，吸尘器加入了电脑芯片，所以控制变得智能化。里面的工作方式丰富，可以吸灰尘，粉尘，玻璃屑等固体，甚至还可以吸液体，这是现代设计在产品性能上的一个转折，放弃了传统的固有因素，加入很多新的元素，使得现代吸尘器产品满足人们的需要、符合我们生活状况，这也赋予了产品的人情味，也就说明了产品的亲和力大大增强。在外型上首先得给消费者视觉上的震撼，产品的配色和外型一般会使人们更容易接受，受此

13、启发，设计师们合理应用配色和造型，以及人们潜在精神上的影响，根据消费者的选择不同来设计不同的方式。新型吸尘器抛弃了复杂繁琐的接线头，添加了蓄电池，使得造型更具有亲和力，外观上采用曲线、直线或多种几何形状的组合，给人视觉上的冲击，使得消费者的审美需求和心理得到满足。如图1.3： 图1.3智能吸尘器1.4 新型智能吸尘器的发展前景放眼看整个小家电的市场，吸尘器没有非常强烈的竞争，但这并不能说明吸尘器缺乏市场需求量，它的潜力是巨大的。上文提到，中国的吸尘器出口量和消费量的差别巨大，从数据分析，国内消费智能吸尘器的能力还是很大的。因为对于新型智能吸尘器的功能，消费者还没有完全明白和理解，所以国内的消费

14、量不高。但现代社会提倡的环保、以人为本，使人们更加注重环境的健康，因而智能吸尘器的发展前景无疑是十分广阔的。1.5课题研究目的及意义本篇毕业设计是设计出一个操作简单、功能多样、外观时尚、具有一定风格的手持式家用多功能清洁器。目前，国内现有的家用清洁器大部分功能单一，使用不方便，经常得清洗过滤网。因此，本次设计的产品面对国内市场，其优点如下：1)能够把清洁、除湿和一些附加功能等常用功能一体化，增加清洁器的使用功能。2)通过多功能清洁器的设计，提高使用清洁器的工作效率，减轻使用时的劳动负担，提高生活质量。3)该清洁器体型比较小，不重，方便携带，有着巨大的实用价值和性价比，可以转化为产品，投入市场。

15、本次课题设计难点：1)工业旋风除尘技术如何引入到家电产品中；2)对风叶轮进行结构优化；5第二章 家用清洁器的改进优化概述2 家用清洁器的改进优化概述在目前市场上，大部分的清洁器只有清洁功能，功能比较简单，只有少数清洁器具有附属功能（吸湿）。然而现有清洁器的吸湿功能只能吸收少量的水，若吸收大量的水，将会对电机造成极大的损害，破坏整个清洁器系统。那么在面对家庭中地面积水较多的地方，如何清理呢？清洗后，如何迅速使环境变得干燥呢？这些问题都是我们在日常生活中经常碰到的问题，为了解决此类问题，多功能清洁器就派上用场了。多功能清洁器在风叶轮与电机之间设置挡板，以便保护机器，隔开了电机与水接触。这样就可以有效地保护清洁器的电机系统。当在清洁器正常工作时，由于挡板的阻碍，水绕开电机进入后壳体的集尘筒中，完成吸水工作。烘干功能的实现，直接在清洁器的排风口末端套接吹风管便可以实现。多功能清洁器可以同时进行多项任务，如清洁、清扫、清洗和烘干。从而避免了用户购买一个单一的洗涤或干燥的功能机器的麻烦，使家务劳动更容易、更轻松的