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西北工业大学第一届大学生节能减排社会实践与科技竞赛

运动型时尚洗衣机设计说明书

设计者：周宇、马坚、张北辰、赵玺、张东

（西北工业大学大学动力能源学院和机电学院：张北辰、周宇 ）

作品内容简介

本组成员将活动主题定义为“为低碳经济尽一份力”并一致认为：节约电力是节约能源的一个重要方面，故从这一点下手十分符合本产品主旨。

洗衣机是我们最常见的家用电器之一，和汽车一样，它的设计旨在为人类的高品质生活提供便利。但是正由于生活水平的不断提高，能源稀缺的形势日趋严重。我们为了节约洗衣机消耗的电能，同时也不降低人们的生活水平。“节能型时尚洗衣机”应运而生。

节约电能方面：本品所用的原动力是从人使用自行车时消耗的人体生物能而来

时尚方面：当前很多人为了健身，常去室内健身俱乐部，这样的确强健了身体，但同时耗费的人体能源白白消失。我们将室内自行车的理念与洗衣机的能源消耗相结合，不仅节约了能源也让人们达到了健身的目的。

联系人:张北辰 联系电话:[1**********] EMAIL :[email protected]

1 研制背景及意义

背景：第一、节能减排是中国可持续发展的必然选择

关于中国的能源家底，有一种说法是中国富煤、贫油、少气。节能减排完全没有必要，而实际上，煤炭资源虽然绝对数量庞大，但1800亿吨左右的可采储量，只要除以13亿这个庞大的人口基数，人均资源占有量就会少得可怜。我国节能减排的压力比世界上任何一个国家都要大，特别是，我国还是世界上能源浪费较为严重的国家之一。

第二、节能减排是遵循人类社会发展规律和顺应当今世界发展潮流的战略举措。 节能减排的重要性，工业革命以来，世界各国尤其是西方国家经济的飞速发展是以大量消耗能源资源为代价的，并且造成了生态环境的日益恶化。保护生态环境，发达国家应该承担更多的责任。发展中国家也要发挥后发优势，避免走发达国家“先污染、后治理”的老路。对于我国来讲，进一步加强节能减排工作，既是对人类社会发展规律认识的不断深化，也是积极应对全球气候变化的迫切需要，节能减排是树立负责任的大国形象、走新型工业化道路的战略选择。

第三、节能减排是应对资源稀缺与环境承载能力有限的挑战的必然选择。

近年来，我国的资源环境问题日益突出，节能减排形势十分严峻。发达国家上百年分阶段出现的环境问题，近20多年来在我国集中出现。由于我国已经进入工业化和城镇化加速期，重化工业较快增长还会持续一段较长时间，这一过程中能源资源消耗和污染排放与经济增长一般呈现正向关联。因此，在资源稀缺与环境承载能力有限的情况下，传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的增长方式已经走到了尽头。不加快转变经济发展方式，资源难以支撑，环境难以容纳，社会难以承受，科学发展难以实现。因此，为了我们的国家，为了我们了社会，为

了更好的生存我们必须贯彻实施节能减排计划。

随着人们物质生活水平的提高, 洗衣机已经走进千家万户. 虽然洗衣机给生活带来很大的帮助, 但只有两三件衣物就用机洗, 会造成水和电的浪费。为了解决困扰广大在校学生和单身达人的手洗衣物的难题，同时考虑锻炼健身已然成为大家的自然选择，融合洗衣机与健身两方面的概念，以脚踏动力取代洗衣机的电力驱动，因为当前市场上普通洗衣机功率350瓦左右，有着非常大的节能空间，从而可以达到健身与节能减排的双重目的。

产品主要依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗，创新点是将动感单车与洗衣机结合，以健身时产生的动力代替传统的电动机，将人体锻炼时产生的机械能转化成本产品的动能。

技术关键。第一：脚踏动力传动装置，第二：通过特殊设计的蜗杆和齿轮达到正传与反转的目的，第三：采用简易的杠杆与齿轮构建省力以方便达到人力可带动的目的。装置组成齿轮的组合是其最重要的结构，这将在最终的产品或模型中体现出来。由于当前洗衣机采用电力驱动，有如下缺点：

1每台洗衣机每年相当于消耗7.4千克标准煤，相应的排放二氧化碳18.8千克。

2不同模式转换时电机会增加反复启动次数，电机起动电流是额定电流的5~7倍，所以更耗电。

3、洗衣机使用一段时间后，带动洗衣机的皮带轮往往会打滑。皮带打滑时，洗衣机的用电量不会减少，但是洗衣的效果却变差。

而本产品无需电力驱动，重在使用者在享受锻炼的同时实现洗净衣物的任务，充分利用人们运用时产生的机械能，可以节省传统洗衣机洗衣时消耗的电能，实现绝对零排放。如果每月少用一次机洗, 每台洗衣机每年可节能减排约1.4千克标准煤, 相应节能减排二氧化碳3.6千克. 如果全国1.9亿台洗衣机都因此每月少用一次, 那么每年可节能减排约26万吨标准煤, 节能减排二氧化碳68.4万吨。

由于本产品在锻炼健身的同时免去了手洗衣物的麻烦，尤其是小件衣物的洗涤，特别适合广大在校同学和单身一族使用， 又由于本产品机械结构相对简单，没有复杂电子和动力装置，所以成本相对较低，适合在校学生和家庭使用。相信该产品凭借健身和洗涤多功能的融合，零排放的特点以及低廉的成本，必会成为大家的首选

意义：面对如此严峻的形势，我们想到了减少洗衣机耗电能源而用别的能源代替。而“别的能源”的最佳代表是我们人体所释放的能源。人在很多情况下做无用功（如：锻炼身体），而要是把这些能源收集起来，会是个不小的收获。本品在经过精心设计后能以成本低，外观美，节能意义重大为最大优点杀入低碳经济市场。为我们的可持续发展提供依据，并且为寻找新能源争取时间。为人类的可持续发展尽微薄之力。

2 设计方案

2.1 电器控制

为切合主题，本作品不涉及电路控制，做到100%省电。

2.2 机械部分

1每次洗衣时将衣物放入洗衣桶内，将进水软管接到水龙头上，到达指定刻度线后停止进水，倒入适量洗衣粉，合上盖子。

2使用者坐到座子上，踩到脚踏轮上，开始运动，约两分钟后，将正反转控制杆左右移动（只能在停止时使用摇杆），使蜗杆发生位移，使之与不同齿轮啮合，从而改变洗衣桶的转向，使用者继续运动，以此类推，约五分钟后，即可将衣物取出。洗涤时最好采用集中洗涤的方法，即一桶含洗涤剂的水连续洗几批衣物，洗衣粉可适当增加，全部洗完后在逐一漂洗，这样可以省电、省水，还可节省洗涤时间。

3排水时，将衣物取出，将底部的塞子拔出即可。

3 理论设计计算

本品洗衣性能：一次能洗衣8件（大小分布均匀）

耗能： 0(J)

人体运动时间: 5(MIN)

本产品无需电力驱动，重在让使用者在享受锻炼的同时实现洗净衣物的琐事，充分利用人们运用时产生的生物能能，可以节省传统洗衣机洗衣时消耗的电能，实现绝对零排放。

每月少用一次机洗

每台洗衣机每年可节能减排约： 1.4千克标准煤

节能减排二氧化碳 ： 3.6千克

全国1.9亿台洗衣机

每年节约煤： 约26万吨

减少二氧化碳排放： 68.4万吨

如果完全放弃使用耗电的洗衣机将节约更多的能源。

4 工作原理及性能分析

工作原理：本品主要利用机械传动原理、杠杆原理、以及平衡原理。

本品性能：本品价格、使用寿命、以及操作性能视使用的材料而定。在此概不论述。 5 创新点及应用

1、节约能源，将健身与家务完美集合于一体。让生活更加美好。

2、洗衣服完全根据自己意愿进行，洗衣对于单生来说不再是头疼问题。

3、节约不必要的生活开支，为蚁族朋友提供生活便利。