本文将讨论削皂机的主要构成、设计要素、切割原理。削皂机由外壳、肥皂安装、切割工具、机电传动、刀具、电源、传感器、底部硬件八个部分构成。使用肥皂洗手时，只需将手部放在削皂机底部的传感器感应区内，传感器对机器发出指令，按照微型传感器内部预设的程序，自动切削出一次洗手的肥皂屑使用量，当达到预设出皂量时，自动停止切削。为了方便配备削皂机的使用场所，及时对削皂机电量的补充和肥皂的更换，削皂机内部配备了电池电量显示模块和蜂鸣器提示模块。从根源上杜绝因使用肥皂致使间接接触病毒的可能性，同时也便于肥皂的及时更换，提高使用和维护的快捷性。
1 基于微型传感器的削皂机系统设计
1.1肥皂进给机构
选用高压Y型压簧控制肥皂的进给与固定，极大缩减了制造成本，减小了产品的体积。进给机构包括了四根高压Y型压簧，采用传统的物理传动原理，当肥皂置于进给位置时，弹簧受力变形，在反作用力下，顶部的两根弹簧推动顶部的亚克力模块挤压肥皂向下运动，随着切削过程的进行，肥皂的体积发生变化，弹簧的作用力随之也发生变化。侧面两根弹簧主要起固定作用，当肥皂的尺寸过大或者过小时，主要用于压紧肥皂，减小震动，防止对削皂机壳体造成损伤。
1.2切削机构
切削传动结构是对肥皂进行切削加工。电动机在联轴器的作用下带动滚刀旋转，其中滚刀由固定装置紧固于轴上，当电机启动带动轴旋转，完成切削。在滚刀切削的过程中，滚刀的刃口接触肥皂表面，并向下施加切削力，将肥皂切割成微小碎屑。同时，滚刀的滚动产生摩擦有助于保持滚刀在肥皂表面上的稳定性，防止滚刀滑动或打滑。在滚刀切削肥皂时，刀口向下施加切削力，滚动摩擦力保持刀口在肥皂表面上的稳定性，最终将肥皂切削。
1.3智能控制结构
智能控制结构主要由光学传感器、系统板、驱动板等组件组成，并联合作用实现控制功能。光学传感器选用激光红外线测距传感器模块，当传感器识别出使用指示时，会将信号传递至微型控制器，随即下达指令实现电机转动。停止过程主要由程序编码确定切削加工的时间段自行控制，从而实现无接触清洁双手。同时配备光敏传感器检测肥皂剩余量。使用气敏传感器检测空气状况，在显示屏上面打印出具体参数数值，极大限度的增加机器的多功能性和人机交互性。
图1 装配体部分视图
1.3具体参数设定和系统设计
表1 基本参数设定
图2 削皂机系统设计
削皂机是一种自动或半自动削皂的机器设备。其主要组成部分包括电动机、切削刀具、皂块定位装置、控制系统等。电动机是驱动削皂机的主要动力来源，其输出转速和转矩需要匹配传动装置和切削刀具的要求。传动装置将电动机的旋转转矩传递到切削刀具上。切削刀具用于切削皂块的部件，用高硬质合金制成。切削刀具的几何形状、角度和刃口形状等参数需要根据皂块的形状和尺寸进行设计和调整。皂块定位装置选用高压Y型弹簧，用于确保皂块在削皂机的切削区域内稳定运动。皂块定位装置通常包括皂块进料装置为进给推动弹簧和皂块夹紧装置选用压缩固定弹簧组成。控制系统用于控制削皂机的运行和操作。控制系统采用MCU、人机界面控制等方式，通过设定参数、监测运行状态等方式实现对削皂机的控制和管理。
2 结论
削皂机的系统设计通过控制切削刀具的几何形状、皂块定位和输送系统的设计、控制系统，确保削皂机的高效运行和稳定性。选用激光红外测距传感器模组，改变了传统接触肥皂进行洗手的方式，在人流量较大的公共场所具有较强的实用意义。削皂机采用Y型弹簧作为物理加料系统，节省了批量生产成本，同时精简了整个机构的设计，使外观更加紧凑。通过定量切削固体肥皂，有助于减少洗手时肥皂的浪费。
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