共享单车自动清洗装置

连凯莘 吴卓林 刘威辰 乔稣予

摘  要：文章提供一种集共享单车输送、清洗、水回收功能于一体的新型的共享单车自动清洗机器，涉及自动感应和电控装置，属于机械工程领域。此自动清洗装置具有连续清洗、节能环保、水资源循环利用的特点，在工作中可以大量减少人力，增加清洗强度，同时可以大大提升工作效率，提高装卸效率，节约时间。该设计装置有助于提升行业的发展水平，促进共享单车清洗行业发展。

关键词：共享单车;自动清洗;装置

中图分类号：F572          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）17-0029-03

Abstract： This paper provides a new type of automatic cleaning machine for the shared bicycle， which integrates the functions of conveying， cleaning and water recovery of the shared bicycle. This automatic cleaning device has the functions of continuous cleaning， energy saving and environmental protection， as well as water resource recycling. It can greatly reduce manpower， increase cleaning intensity， and greatly improve work efficiency， loading and unloading efficiency， and save time. The design device helps to improve the development level of the industry and promote the development of the shared bicycle cleaning industry.

Keywords： shared bicycle; automatic cleaning; device

1 概述

伴隨着社会进程的加快和我国经济增长速度的加快，城市共享单车例如ofo等在全国各地快速发展。ofo 是全球第一个无桩共享单车出行平台，也是国内共享单车行业的领先者，为全球20个国家提供了超过60亿次高效绿色的出行，更是被国外青年和央视评为中国的“新四大发明”[1]。中国的城市公共自行车超过六百万辆，越来越多的欧美国家也加入到了启用城市公共自行车的行列当中来[2]。与此同时，城市公共自行车的清洁维护也成为了一个严峻的问题。在如此庞大的数量面前，如果继续使用以往的人力清洁方法，不仅人力清洁效率低，费时费力，且由于个人水平不一，甚至有可能因操作不当对自行车产生损坏[3]。

因此，本文设计了一款能节省人力、物力及财力的城市公共自行车自动清洁装置，该装置能够实现以下目标：（1）通过设置水循环系统，使清洗的水通过集水槽回收到水箱中，在水箱中设置自来水管来进行补充弥补清洗用水的不足，再通过水泵供给清洁液喷头组和链条清洗喷头进行清洗以实现水的循环，进而达到节约用水的目的;（2）实现共享单车的自动清洗，保证清洗强度的情况下能达到节省人力，提升工作效率的目的;（3）通过自动清洗，保证清洗均匀和一致性，进而保证共享单车的清洗质量。

2 整体装置的构造图

本文设计的新型共享单车自动清洗装置的规格尺寸为长1米，宽0.8米，高1.5米。该装置主要包括输送机和清洗机两大部分。输送机上设有N（N为5-15的整数）组自行车固定装置，每组自行车固定装置分别固定一个车轮。清洗机设置在输送机上方，清洗机包括清洗箱、烘干机、清洁液喷头组、感应模块、链条清洗喷头、循环水系统和两个电动毛刷。具体的装置示意图如图1所示。

3 清洗装置的工作流程说明

3.1 输送机和清洗机

结合图1至图5来对清洗装置进行说明，输送机1上设有N组自行车固定装置12，N为5-15的整数，每组自行车固定装置12固定一个车轮;清洗机13设置在输送机1上方，清洗机13包括清洗箱10、烘干机7、清洁液喷头组5、感应模块4、链条清洗喷头9、循环水系统14和两个电动毛刷11，清洗箱10的两侧分别设有进口和出口，在进口的正上方设有感应模块4，出口的正上方设有烘干机7，在清洁箱10内设有滑动架15，滑动架15通过直线运动机构沿着输送机长度方向能往复地运动，每个电动毛刷11的两端各自和滑动架15的顶部和底部连接并能够转动，在电动毛刷11沿进口方向的一侧和出口方向的一侧各设置有两个清洁液喷头组5，在进口侧的清洁液喷头组5和电动毛刷11之间设有链条清洗喷头9，循环水系统设置在清洗箱10内，循环水系统14供水给清洁液喷头组5和链条清洗喷头9。

每个电动毛刷11由电机II21驱动，每个电动毛刷11的高度低于车把，和自行车链条高度相近处所述电动毛刷11上的刷毛是有特殊的塑料软毛制成，防止清洗过程夹链条;感应模块4为接近开关。在输送机的电机一侧设有控制面板2，控制面板与控制柜相连，控制柜内设有PLC，控制面板2上设有输送机1启动开关、总开关和急停开关。

3.2 固定装置

图1和图3每组自行车固定装置12进行说明，包括两个挡杆12-2和两组夹板12-1;自行车的前轮的两侧和后轮的两侧各设置有一组夹板12-1，每组夹板12-1固接在所述链板1-1上，每组夹板12-1含有两个夹板12-1，每组夹板12-1的两个夹板之间各设置有一个挡杆12-2，每个挡杆12-2与自行车轮相贴。

3.3 链板输送机

图1说明对输送机1为链板输送机进行说明，每组所述自行车固定装置12设置在链板输送机的链板上，每组自行车固定装置12中心的距离和自行车前后轮中心的距离相等。

3.4 清洗液喷头

图1和图2对清洁液喷头组5进行说明，包括钢管和M个清洁液喷头，M为3-10的整数，每个清洁液喷头等间距的布置在钢管上。靠近进口处的清洁液喷头组5的钢管上连通有清洁液罐，清洁液罐内盛装有清洁液。

3.5 循环水系统

图2和图4对循环水系统进行说明，包括水箱14-2、水泵14-1和集水槽14-6，水箱14-2设置在输送机1的下方。

集水槽14-6的槽底部设置有漏水孔且集水槽14-6上设置有过滤网，集水槽14-6设置在水箱14-2的顶部，水箱14-2内设置有自来水管14-5和浮动机构，浮动机构与自来水管14-5相连能使自来水开闭，水箱14-2的底部通过管道与水泵的进水口14-1相连通，水泵14-1的出水口、清洁液喷头组5和链条清洗喷头9三者之间通过管道相连通且管道之间的交汇处设有三通，清洁液喷头组5与三通出水口之间、链条清洗喷头9与三通出水口之间各设有电动阀门，电动阀门为常开状态。

水箱中的自来水管14-5自动出水，当水量达到一定的量后，浮动机构将自来水管14-5关闭，当水量少于设定的水量时，自来水自动出水，水箱中的水通过泵送入的清洁液喷头组5和链条清洗喷头9进行共享单车清洗的清洗工作，清洗后的水流入的水箱上的集水槽14-6，集水槽14-6的水通过漏水孔并经过过滤流入到水箱中。

通过自来水和收集水相结合供水来实现清洗，实现水的循环利用，进而实现节约用水，更加的经济。

3.6 浮動机构

图4对浮动机构进行说明，包括浮动球14-3和支撑杆14-7，浮动球14-3上设有连杆，连杆的端部设有密封活塞，密封活塞与自来水管14-5的出水口相对，连杆的中间与支撑杆14-7的一端铰接，支撑杆14-7的另一端固接在水箱14-2的底部。浮动球14-3通过自身重力下沉，将密封活塞打开，自来水管14-5出水，水箱的水达到一定量后，浮动球14-3浮起来后带动浮动球14-3上的连杆，使密封活塞将自来水关闭，从而保证水箱的水充足，进而保证清洗供水。

3.7 直线运动机构

图5对直线运动机构进行说明，包括四个齿轮19、四个齿条18、四个滑块17和四个直线导轨16，滑动架15的两侧的上端和下端各固接有两个滑块17，每个滑块17在每个直线导轨16上滑动，每个直线导轨16固定在清洗箱10上，滑动架15的顶部和底部各设有两个齿轮19，且滑动架15顶部和底部的齿轮19通过传动轴22连接，传动轴22通过轴承座固定在滑动架15上，每个齿轮19与每根齿条18啮合，滑动架15上的两个传动轴22分别通过电机I20驱动。电机工作，带动齿轮在齿条上直线运动，进而带动滑动架15沿着直线导轨16做直线运动。

4 整体工作装置的工作流程原理

共享单车固定在自行车固定装置上后，按下控制面板上的输送机启动开关，将共享单车送入清洗机的清洗箱后，清洗箱上方的感应模块感应到共享单车后产生信号并对PLC发出指令，PLC通过继电器开启水泵使各喷头工作，开启电机II21和电机I20带动电动毛刷工作，同时PLC对输送机发出延时断电指令，当输送机将共享单车送入到清洗机的清洗位置时停止，共享单车入口侧的清洁液喷头组将喷出高压水雾（含自行车专用清洁剂），同时滑动架在电机I20的驱动下带动电动毛刷做往复直线运动，对车身灰尘及油污进行清洗，车身灰尘及油污的清洗时间通过PLC进行设定，车身灰尘及油污的清洗结束后，PLC通过继电器使共享单车在输送机带动下继续行进，出口侧的清洁液喷头组喷出清水水雾，对车身清洗液及链条上残留的清洗液进行清洗，单台共享单车清洗完毕后，通过输送机送出清洗箱，烘干机的感应开关感应到共享单车产生信号传递给PLC，PLC通过继电器使烘干机工作，完成清洗烘后的烘干工作，最终人将共享单车推出。

5 结束语

本文设计的城市共享单车自动清洗机装置，计划将目前人工清洗单车形式研制成为共享单车自动清洗机设备，结合履带系统、自动感应和电控装置为一体，实现大规模单车高效自动清洗的便捷功能。通过设置水循环系统，使清洗的水通过集水槽回收到水箱中，在水箱中设置自来水管来进行补充弥补清洗用水的不足，再通过水泵供给清洁液喷头组和链条清洗喷头进行清洗以实现水的循环，进而达到节约用水的目的的同时，保证清洗强度的情况下能达到节省人力，提升工作效率的目的，从而保证清洗均匀和一致性，进而保证共享单车的清洗质量。优于传统的人工清洗，改善了技术人员人工操控的限制，利用机械清洗来减少因人工操作不当对单车本身的损伤，使得清洗流程更加科学、规范和方便，提升作业效率，节约资源，提高操作专业化。

参考文献：

[1]周子晗.共享经济商业模式的风险与盈利方式研究--以共享单车ofo为例[J].江苏商论，2018（12）：68-72.

[2]周国光，张冬月.共享经济模式下的财务问题-以共享单车行业为例[J].会计之友，2018（01）：153-155.

[3]赵铁.共享经济催生的商业模式变革研究[D].重庆：重庆大学，2015.