本發明涉及鞋底清洗設備領域，尤其涉及一種變速水洗式鞋底清潔器。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷提高，人們在滿足自己物質生活的同時，也開始對室內環境產生了更廣泛的關注，為了保持室內的持續清潔衛生，人們在做好室內打掃的同時，也需要控制室外的灰塵來源，而這其中，灰塵的主要來源是人們從外面回家時，鞋底上沾的灰塵或泥土；不僅如此，據美國廣播公司《早安，美國》節目在2008年做了檢測鞋底細菌的研究，結果發現鞋底90%以上的細菌會轉移到地板上，而且地毯甚至藏匿更多細菌，這些細菌都是引起我們腸、胃、肺感染的兇手，可見，鞋底上攜帶的不只是影響衛生的灰塵，而且還有影響健康的細菌。

過去的人們試圖通過入室換鞋或者戴上鞋套來解決該問題，然而，由入室換鞋或者戴上鞋套所引起的麻煩以及一些不必要的尷尬使得這兩種解決方式變得名存實亡；在此基礎上，人們在進入室內的門口放置有粘性物質，用來吸附鞋底的灰塵或泥土，但該方式需要頻繁的更換該粘性物質，使用起來并不方便；另外一種的解決方式為單腳鞋底清潔機，即一只腳站著，起支撐作用，另一只腳放置清潔口，從而完成這只腳的鞋底清洗，然后對換，從而完成兩只腳的鞋底清潔，該方式的問題依舊是麻煩，同時花費了兩倍的時間。

針對以上問題，專利號200820209977.4的電動清潔踏墊，通過電機帶動主動輥和和傳動輥同時轉動，從而帶動清潔帶轉動，人體的重量由設置在清潔帶兩側的條形支持板進行支撐，當清潔帶轉動時，由于清潔帶的高度大于條形支撐板的高度，清潔帶會對鞋底進行清理，此后，諸如申請號201120292056.0的全自動鞋底清潔機、申請號201420338490.1的組合式鞋底清洗機均采用支撐桿支撐人體，由位于支撐桿之間的清潔帶進行對鞋底的清潔，所不同的是在相同的清潔方式的基礎上，一個通過壓簧識別人，從而自啟動；一個增加了鞋底殘留水吸干的功能，即兩者都沒有采用新的清潔方式，清潔鞋底的方式太過單一。

因此，我們有必要設計一種采用新的清潔方式的鞋底清潔器。

技術實現要素：

本發明為解決上述問題提供一種變速水洗式鞋底清潔器，通過電機帶動齒輪組，齒輪組帶動毛刷，使得多個毛刷獨立旋轉，位于毛刷上的刷毛高于踏板，從而對位于踏板上的鞋底進行旋轉清潔。

為實現上述目的，達到上述效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種變速水洗式鞋底清潔器，包括多個獨立的毛刷、水箱、機架、電機、控制器，其中機架包括踏板，在踏板上設置有供毛刷穿過的開口；在毛刷的底部連接有不同半徑的第一齒輪，第一齒輪連接有使其同面旋轉的第二齒輪，電機通過第二齒輪帶動第一齒輪旋轉，從而帶動毛刷旋轉，位于毛刷上的刷毛高于踏板，從而對位于踏板上的鞋底進行旋轉清潔；水箱通過出水管與設置在踏板內的水道連接，該水道在經過開口處設置有水孔，水箱里的水通過出水管、水道、水孔，從而噴到毛刷上的刷毛，起到了清洗鞋底的效果。

對于不同半徑的第一齒輪的一種優選方式，在橫向上，半徑較大的第一齒輪與半徑較小的第一齒輪相鄰間隔，且半徑較大的第一齒輪所連接的毛刷為硬毛刷，半徑較小的第一齒輪所連接的毛刷為軟毛刷，半徑較大的第一齒輪轉速較慢，但力矩大，配合硬毛刷，用來清除附著力比較強的物體，半徑較小的第一齒輪轉速較快，配合軟毛刷，對于附著力比較差的物體能快速清潔。

為了避免水與第一齒輪組的接觸以及對水循環系統的進一步優化，在毛刷與第一齒輪組之間設置有隔離板，隔離板上設置有回水口，該回水口通過回水管連接水箱，在水箱上設置有自動復位密封件，隔離板避免了水與第一齒輪組的接觸，通過回水口、水管，使水回到水箱內，從而實現水循環功能，水箱上設置的自動復位密封件，使得水箱在抽離之后能自動密封出水口，在與出水管連接之后該出水口又能通水，便于水箱里面的水進行更換。

為了保證水箱內的水始終處于較為理想的狀態下，在所述出水管上設置有驅動水流入水道的抽水泵，通過抽水泵將水送入水道中，在水箱與抽水泵之間的出水管上設置有液位傳感器，其中液位傳感器與控制器連接，液位傳感器可以為浮子式或靜壓式液位傳感器或電容式液位傳感器或超聲波液位傳感器或雷達液位傳感器或光電液位傳感器。

水循環帶來了節水，同時也使水的渾濁度不斷提高，為了保證清洗時水的潔凈度，在水箱與抽水泵之間的出水管上設置有紅外傳感器，該紅外傳感器包括設置在水管兩側的紅外發射器和紅外接收器，且與控制器連接，通過紅外傳感器來測試水的渾濁度，從而在渾濁度超過設定值時，由控制器控制，停止水循環，將水箱內的水抽空，并重新流入潔凈的水進行循環。

作為對電機帶動第一齒輪組的一種優選方式，電機通過驅動軸與驅動齒輪連接，帶動驅動齒輪旋轉；驅動齒輪通過減速齒輪與換向斜齒輪連接，帶動換向斜齒輪旋轉；換向斜齒輪通過第二齒輪與第一齒輪連接，從而帶動第一齒輪旋轉，從而使與第一齒輪連接的毛刷進行旋轉。

作為對齒輪組的進一步優化，處于同一行的第一齒輪相鄰之間嚙合連接，且分別組成第一齒輪組，即形成多行的第一齒輪組，相鄰的第一齒輪組位于不同的水平面，從而避免相互之間干涉；處于同一列的第二齒輪相鄰之間嚙合連接，且組成第二齒輪組，所述第二齒輪組中的第二齒輪分別與每一行的第一齒輪組中的一個第一齒輪連接，換向斜齒輪與第二齒輪組中的任一第二齒輪連接，即第二齒輪組中的任一第二齒輪在換向斜齒輪的帶動下，使得第二齒輪組中的每一個第二齒輪都旋轉，從而帶動每一行的第一齒輪組進行旋轉，從而使每一個毛刷都獨立旋轉。

在踏板的前方設置有吸水墊，人們在通過水洗之后，踩在吸水墊上，吸附鞋底上沾有的少量的水，避免濕的鞋底帶來新的臟污問題。

為了保護該清潔器的內部潔凈，機架還包括有蓋板，蓋板內置于踏板的兩側，在蓋板上設置有把手，通過把手拉出蓋板，然后往中間放下，兩邊的蓋板合起來剛好蓋住清潔器的工作區域。

對于水循環的又一優化，隔離板的回水口位于隔離板的最低水平位置，整個隔離板向著回水口的位置傾斜，落在隔離板上的水受重力作用下，沿著傾斜面流入到回水口，并回至水箱。

本發明的有益效果是：

一種變速水洗式鞋底清潔器，與現有技術的相比，采用了新的清潔方式，通過電機帶動齒輪組旋轉，從而帶動多個獨立的毛刷進行旋轉，位于毛刷上的刷毛高于踏板，從而對位于踏板上的鞋底進行旋轉清潔；同時，水從水孔噴到毛刷上，沾水的毛刷在清洗鞋底時，清洗效果更好且更快。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后，本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明涉及的變速水洗式鞋底清潔器的第一實施例；

圖2為在圖1的基礎上切除部分機架后的內部結構示意圖；

圖3為在圖1的基礎上切除底部外殼后的仰視圖；

圖4為第一實施例中水箱以及相關連接件的結構示意圖；

圖5為本發明涉及的自動復位密封件的示意圖；

圖6為本發明涉及的踏板的示意圖；

圖7為圖6中A區域的放大示意圖；

圖8為本發明涉及的齒輪組的結構示意圖；

圖9為本發明第二實施例中水箱以及相關連接件的結構示意圖。

其中，上述附圖包括如下附圖標記：毛刷1、水箱2、機架3、電機4、控制器5、第一齒輪11、換向斜齒輪12、第二齒輪13、減速齒輪14、工作軸15、抽水泵21、自動復位密封件22、水檢測電容23、紅外傳感器24、浮子開關25、開關31、蓋板32、把手33、踏板34、隔離板35、驅動齒輪41、驅動軸42、彈簧221、壓桿222、擋塊223、干簧管251、水道341、水孔342。

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明：

如圖1-8所示，一種變速水洗式鞋底清潔器，為本發明的第一實施例，包括毛刷1、水箱2、機架3、電機4、控制器5以及齒輪組。

如圖1所示的是本實施例的整體示意圖，機架3包括開關31、蓋板32、把手33、踏板34，其中踏板34的水平高度低于毛刷1，在踏板34上設置有多個與毛刷1數量相對應的開口，該開口供毛刷1穿過；其中蓋板32內置于踏板34的兩側，且在蓋板32上設置有把手33，通過把手33將32拉出，然后往中間放下，兩邊的蓋板32合起來剛好蓋住清潔器的工作區域，避免在閑置中，灰塵或其他物質通過開口落入清潔器的內部。

結合圖2、3、8可知，完成鞋底清洗的傳動結構主要由齒輪組和軸配合完成，在本實施例中，齒輪組包括第一齒輪11、換向斜齒輪12、第二齒輪13、減速齒輪14和驅動齒輪41，軸包括工作軸15和驅動軸42，毛刷1通過工作軸15與第一齒輪11連接，第一齒輪11通過工作軸15與第二齒輪13連接，第二齒輪13通過換向斜齒輪12與減速齒輪14連接，減速齒輪14嚙合連接有驅動齒輪41，驅動齒輪41通過驅動軸42與電機4連接，值得說明的是，換向斜齒輪12共有兩個，一個與第二齒輪13連接，一個與減速齒輪14連接，兩個換向斜齒輪12之間嚙合連接，從而完成換向。

以圖8的方向為準，處于同一行的第一齒輪11相鄰之間嚙合連接，且分別組成第一齒輪組，相鄰的第一齒輪組位于不同的水平面，處于同一列的第二齒輪13相鄰之間嚙合連接，且組成第二齒輪組，第二齒輪組僅有一列，且該列中的第一個第二齒輪13與換向斜齒輪12連接，第二齒輪組中的第二齒輪13分別與每一行的第一齒輪組中的第一個第一齒輪11連接，圖8中，第一、三、五、七共四行的第一齒輪組處于同一平面，第二、四、六、八共四行的第一齒輪組處于同一平面，兩者之間有一定的高度差，不會互相干涉。

同時，以圖8的方向為準，第一個第一齒輪11的半徑比同一行中第二個第一齒輪11的半徑要大，且在該行中，第一齒輪11的半徑為一大一小間隔排列；第一個第一齒輪11的半徑與同一列的第一齒輪11的半徑均為較大半徑，即第一齒輪11的半徑在橫向上為一大一小間隔排列，在縱向上為相同半徑；其中，毛刷1分為刷毛較硬的硬毛刷和刷毛較軟的軟毛刷，半徑較大的第一齒輪11連接的毛刷1為硬毛刷，半徑較小的第一齒輪11連接的毛刷1為軟毛刷。

結合圖3、4、6、7可知，用來提供水洗和構成水循環系統的器件包括設置在機架3內的水箱2以及設置在踏板34內的水道341，水箱2通過出水管與抽水泵21連接，抽水泵21通過出水管與水道341連接，水道341在經過開口處設置有水孔342，毛刷1與齒輪組之間設置有隔離板35，隔離板35上設置有回水口，回水口通過回水管連接水箱2。

同時，如圖2所示，在水箱2與抽水泵21之間的出水管上設置有水檢測電容23，該水檢測電容23與控制器5連接，同時，在水箱2與抽水泵21之間的出水管上設置有紅外傳感器24，該紅外傳感器24包括設置在出水管兩側的紅外發射器和紅外接收器，且與控制器5連接，在本實施例中，水檢測電容23、紅外發射器和紅外接收器均設置在出水管的外側，出水管在與紅外發射器和紅外接收器相對應的位置為透明的。

同時，通過圖6和圖7可知，水道341在踏板34上縱橫交錯，從而保證踏板34上的每個開口都有相對應的水孔342，即保證位于開口內的毛刷1均能得到水。

如圖5所示為自動復位密封件22的示意圖，本實施例中的自動復位密封件22包括彈簧221、壓桿222、擋塊223以及橡膠，其中壓桿222穿過擋塊223與橡膠連接，彈簧221套在壓桿222上，出水管在壓桿222的相應處設置有能頂到壓桿222的組件，在未抽離水箱2的情況下，出水管上的組件頂到壓桿222，與壓桿222連接的橡膠被頂開，形成出水口，使得水箱2與出水管之間保持正常的水流通；當需要抽離水箱2，拉出水箱，此時，出水管上的組件未頂到壓桿222，被壓縮的彈簧221恢復到原來的形狀，使得壓桿222被往前推，帶動與壓桿222連接的橡膠閉合了該出水口，保證了水箱2在抽離之后的密封性。

結合上述對于該實施例的結構描述，該實施例為達到不同技術效果的過程描述如下：

該實施例完成鞋底清潔的過程如下：

（1）、按下開關，啟動機器，鞋底踩在踏板34上；

（2）、電機4啟動，通過驅動軸42帶動驅動齒輪41旋轉，驅動齒輪41通過減速齒輪14、換向斜齒輪12帶動第二齒輪13轉動，第二齒輪13通過工作軸15帶動第一齒輪11轉動，第一齒輪11通過工作軸15帶動毛刷1進行轉動，位于毛刷1上的刷毛對鞋底進行旋轉清潔；

（3）、在刷毛對鞋底進行旋轉清潔的同時，抽水泵21開始啟動，將水箱2內的水通過出水管，傳輸到位于踏板34上的水道341，并通過水孔341將水噴到毛刷1上，使毛刷1對鞋底進行旋轉清洗；

（4）、在達到設定的時間后，抽水泵21和電機4停止工作，即完成了鞋底清潔的作業。

在該清潔過程中，用戶可以通過挪腳來使腳底的每個部分都能得到軟毛刷和硬毛刷的清潔。

該實施例完成水循環的過程如下：抽水泵21開始啟動，將水箱2內的水通過出水管，傳輸到位于踏板34上的水道341，并通過水孔341將水噴到毛刷1上，毛刷1在旋轉的過程中，水向四周擴散并受重力作用下落到隔離板35上，并向著隔離板35上回水口落入到水箱2內。

該實施例完成水量檢測的過程如下：當水位發生變化時，水檢測電容23的電容值發生改變，從而由控制器5根據電容值得出水箱2內的水量，當水量超出設定范圍時，發出缺水預警，提醒人們及時加水。

該實施例完成水渾濁度檢測的過程如下：位于出水管兩側的紅外發射器和紅外接收器進行實時監控，當循環的次數變多了，水中的渾濁度增加，紅外接收器得到的光信號便會越弱，從而由控制器5根據光信號的強弱得出水的渾濁度，在渾濁度超過設定值時，由控制器5控制，停止水循環，發出預警，提醒人們及時換水。

通過上述對于該實施例的結構描述和工作過程描述，可知，本實施例能實現的技術效果有：

1、第一齒輪組內的第一齒輪11因為嚙合連接，相鄰之間第一齒輪11轉動的方向剛好相反，即在同一行上相鄰之間的毛刷1轉動方向相反；第二齒輪組內的第二齒輪13因為嚙合連接，相鄰之間第二齒輪13轉動的方向剛好相反，即相鄰之間的第一齒輪組上的第一齒輪11轉動的方向也剛好相反，即在同一列上相鄰之間的毛刷1轉動方向相反；綜上所述，即每個毛刷1與相鄰毛刷1的轉動方向均相反，在本實施例中，整個踏板上共有64個毛刷1，其中32個毛刷1同向，32個毛刷1反向，且同向和反向的毛刷1、硬毛刷和軟毛刷、半徑較大和半徑較小的第一齒輪11均勻分布，使得64個毛刷作用于腳底的作用力相互抵消，達到相對平衡，較之現有技術中清潔帶朝一個方向轉動來說，更加安全可靠。

2、半徑較大的第一齒輪11轉速較慢，但力矩大，配合硬毛刷，用來清除附著力比較強的物體，半徑較小的第一齒輪11轉速較快，配合軟毛刷，對于附著力比較差的物體能快速清潔，用戶通過挪腳來使腳底的每個部分都能得到軟毛刷和硬毛刷的清潔，從而使鞋底達到更理想的清潔效果。

3、在毛刷1對鞋底進行清潔的同時，水從水孔342噴到毛刷1上，沾水的毛刷1在清洗鞋底時，清洗效果更好且更快，同時不會有灰塵飛揚的現象。

4、水在使用的過程中不斷循環，避免清洗過程中的水資源浪費，但同時又增加有水渾濁度的檢測，保證了用來清洗鞋底的水具有一定的潔凈度，從而在達到清洗鞋底的效果下，還能避免水資源浪費。

5、通過控制器5控制，水檢測電容23實時監控水箱2內的水量，保證整個工作過程的穩定性。

本發明的第二實施例，如圖9所示的為第二實施例中水箱以及相關連接件的結構示意圖，在第一實施例的基礎上，將水檢測電容23替換為浮子開關25，帶有磁性的浮子開關25套在內有干簧管251的隔水器件上，隨著水位的變化，浮子開關25在水里沉浮，使得浮子開關25與干簧管251內檢測器件的距離發生變化，從而引起干簧管251內開關的狀態變化，起到了檢測水位的作用。

本發明的第三實施例，可在第二實施例的基礎上，將第二實施例中的干簧管251替換成霍爾器件，霍爾器件靠磁性反應，在磁力發生改變的情況下，也會引發霍爾器件的狀態變化，從而起到了檢測水位的作用。

本發明的第四實施例，在第一實施例的基礎上，在踏板34的前方設置有吸水墊，人們在通過水洗之后，踩在吸水墊上，吸附鞋底上沾有的少量的水，避免濕的鞋底帶來新的臟污問題。

本發明的第五實施例，在第一實施例的基礎上，將水平的隔離板35設置成向內傾斜的凹形，且回水口位于隔離板35的最低水平位置，落在隔離板35上的水受重力作用下，沿著傾斜面流入到回水口，并回至水箱，加快水的回收。

本發明的第六實施例，在第一實施例的基礎上，將紅外傳感器24設置在水管25的內側，這樣水管25就不必要設置成透明。

本發明的第七實施例，在第一實施例的基礎上，在進水口位置增加一個控制進水的進水閥，進水閥與控制器5連接，在水量超出設定范圍時，若超過設定范圍的最大值，由控制器發出控制信號，從而關閉進水閥，停止進水，若低于設定范圍的最小值，由控制器發出控制信號，從而打開進水閥，開始進水，使得水量的控制更加自動智能化。

本發明的第八實施例，在第一實施例的基礎上，將驅動第一齒輪11、第二齒輪13的方式進行變換，即圖2中原本水平放置的電機4變換成垂直放置，電機4帶動驅動齒輪41水平旋轉，驅動齒輪41帶動減速齒輪14水平旋轉，在此實施例中，減速齒輪14直接與第二齒輪13連接，帶動第二齒輪13，從而使第一齒輪11水平旋轉，即刪去了換向斜齒輪12。

本發明的第九實施例，在第一實施例的基礎上，將在縱向上相鄰的毛刷1之間的距離拉長，使得與毛刷1相連的第一齒輪11在同一水平面時，橫向相鄰的第一齒輪11嚙合連接，縱向相鄰的第一齒輪11互不干涉，即使得第一齒輪組均位于同一水平面，在此情況下，第二齒輪13為了保持嚙合，采用了較第一齒輪11更大外徑的齒輪，使得保證了縱向相鄰的第二齒輪13嚙合連接，而與之相連的縱向相鄰的第一齒輪11之間保持一定的距離，互不干涉。

本發明的第十實施例，在第一實施例的基礎上，將與第二齒輪13連接的第一個第一齒輪11由較大半徑替換為較小半徑，即第一個第一齒輪11的半徑比同一行中第二個第一齒輪11的半徑要小，且在該行中，第一齒輪11的半徑為一小一大間隔排列；第一個第一齒輪11的半徑與同一列的第一齒輪11的半徑均為較小半徑，即第一齒輪11的半徑在橫向上為一小一大間隔排列，在縱向上為相同半徑。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制；凡本行業的普通技術人員均可按說明書附圖所示和以上所述而順暢地實施本發明；但是,凡熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時,凡依據本發明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬于本發明的技術方案的保護范圍之內。