全自动挤牙膏器的创新设计

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1、全自动挤牙膏器的创新设计摘要：随着生活水平的提高，人们不断追求一种便捷、环保的生活方式。挤牙膏是一件我们每天都要做的小事，但也有一些问题：1、牙膏挤不干净，造成浪费。2、用到最后，挤牙膏也挺费劲。能不能做一种设备，能让刷牙时不用再挤牙膏，使刷牙更加方便；也能让牙膏用得更加充分，减少浪费，使刷牙变得环保。这便是本作品的处发点和所要达到功效。在现在的市面上对于这类产品的也有所开发，可是这些产品大多只是可以实现手动的挤牙膏，还不能完全地实现全自动挤牙膏。这在一定的程度限制了使用地自由。如果能够实现全自动，无疑对人们地生活是一种巨大地改进。关键字：全自动挤牙膏器自动控制部

2、分机械部分反馈调节前言：在查阅了相关的资料和这方面地专利后，我们对于挤牙膏这种日常的事情做了一个简要地分析，随着人们对于日常生活更高的，对于生活的便利有了更高地要求，而挤牙膏这款事情，在有时候变成了人们地一种负担，而且对于生理有缺陷的人或者生活暂时不能自理地人，这个可以在一定程度上为他们带来方便。下面就具体介绍自动化挤牙膏机的原理和方法：作品主要由两部分组成：一是机械传动、执行机构，二是信号控制部分。基本工作过程：牙膏放入将牙刷刷毛部分放到指定的位置，传感器便采集信号，通过控制电路带动电机，再经变速、传动带动一个类似轧辊机构的两个滚轮（药膏放在两滚轮之间），使其向

3、下运动，牙膏便被挤压出来。1.机械部分如图1所示，主要由驱动电机、齿轮变速机构、挤压滚轮对、导轨等组成。三视图等轴视图图1齿轮变速机构主要目的是放大驱动电机的扭矩，产生有足够大的扭矩带动滚轮的运动，以保证平稳挤压。挤压滚轮是一对类似于工业上轧钢板的轧辊机构。这对挤压滚轮的运动可以分解为两个部分，一是滚轮的旋转运动，挤压膏体，二是滚轮沿导轨的竖直移动。考虑到牙膏的具体大小一般为170m*45mm*20mm，所以可以采用的机器的尺寸大小为：200mm*100m*45mm，这样的机器可以很方便的放在浴室或者镜子旁边，也可以制作一个机构，使之挂在墙上。机械部分的参考尺寸：

4、部件长*宽*高材料数量一般的牙膏170m*45mm*20mm一边为1也可以改进后设置多个放槽侧边框200mm*45mm*5mm采用较轻的材料也可以使是玻璃2前后的挡板100mm*45mm*5mm同上但要求更加的坚固和耐用21.控制部分如图2所示，主要由传感器和控制电路组成。控制基本过程：当牙刷伸入的时候，牙刷顶尖触发第一个传感器，产生信号使各部分开始工作，随着牙刷的推进，牙膏便均匀下落在牙刷上，当牙刷顶部触发第二个传感器时，电路便停止工作，然后取出即可。这样既可以保证牙膏的正常挤出，还可以控制牙膏的用量，相对于纯机械的挤牙膏机有了较大的改进。控制部分的部分参数：部

5、件参数数量材料其他小电机选择合适就可以适当大点一般1个传动齿轮见下面的计算一大一小45好钢或其他转筒90mm*40mm的圆柱一个45号钢或其他注意大小选择电路和单片机可以选择51单片机一般1个这个控制是一个不是很复杂的闭环控制，有基本的输入信号，即牙刷。有反馈的信号，就是牙刷的行进位置。其他的原件有放大器、比较器等。这个闭环的具体执行机构是一个功率不是很大，但要求反应较快的电机。这类电机市面上不少，具体的选择应该根据牙膏挤出的速度和电路原件来选择。这类电机的使用和数控机床的步进电机的选取有点类似：(1)首先保证步进电机的肩动转矩(或称输出转矩)大于或等于最大外载转

6、矩。(2)应使步进电机的步距角与机械系统的设计参数相匹配．以保证数控机床设计要求的脉冲当量。(3)应使步进电机转子的转动惯量f与机槭系统外载荷的转动惯，fw相匹配。(4)应使其最高工作频率能满足机床移动部件快速运动的要求。这里的话就是要求最高工作频率能满足牙刷的移动速度。对于牙刷的移动速度根据调研和数据库可以制定一个最大值和最小值，一般是正态分布。我们一般假设这个移动的速度是匀速的，可是实际上并不是。所以需要一个修正量。可以制定一个速度-转矩特性曲线。[1]电机与齿轮连接部分也是一个重点：对于这部分的计算和选取涉及到具体的传动的力矩和传动效率。计算齿轮轮和电机间的

7、传动，大小齿轮的数据选取正是我们在机械设计课程设计中用到的。可以借鉴课程设计的知识结合挤牙膏机的参数来设计齿轮的大径，小径，齿数。通过校核来检验，在计算时可以适当的放大数据，这样比较安全，当然成本较高。[2]以齿轮部分的计算为例：假设是斜齿轮：1）为了使传动平稳，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）精度前面的设计中已选，为8级精度（3）材料选择（齿面为软齿）：小齿轮材料选用40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料选用钢（调质），硬度为240HBS（4）因为是闭式传动，，宜选少一些，初选（5）初选螺旋角时，由[1]30页，经验公式＝8~20，现取确定公式内的各计算数

8、值试选由[