1 设计思路
超声波是频率超过20kHz的声波，超声波清洗的原理是通过超声波转化为动能作用于物件表面，对于用金属、陶瓷、玻璃等固体材料制作的零件或物品，振动能量能够传递，并且衰减很小，使零件或物品里、外都能清洗很干净。同时可采用水基性溶剂清洗，有利于环保，广泛应用在机械零部件的除油除锈、金属表面处理、精密零件油脂和尘埃指纹清洗等方面。但是对于柔软材料，由于振动能量不能很好传递，里面的污物无法清洗。如清洗缠绕在一起的棉或化纤布料、衣物，以及洗涤堆放在一起的蔬菜如菠菜、生菜、白菜、韭菜、芹菜等，水果如草莓、葡萄等，只能洗涤外面，里面无法洗涤，所以洗净效果非常不好。因此需要研究既有搅拌、揉搓和翻转功能，又有超声波产生振动空化清洗作用; 既能洗固体材料，又能洗柔软材料的多功能超声波清洗水槽( 或清洗机) 。
2 重点解决的关键技术问题
2.1柔软材料的翻转散开
根据超声波清洗柔软物体，振动能量传递不到内部的特点，要将缠绕在一起的布料、衣物，堆放在一起的蔬菜或水果翻转，在超声波清洗水槽增加洗涤波轮，使其在电动机的带动下，将缠绕在一起的布料、衣物，堆放在一起的蔬菜或水果翻转散开，从而在超声波和波轮的共同作用下，将布料、衣物或蔬菜、水果清洗干净。
2.2 不能损伤蔬菜、水果
波轮与蔬菜、水果直接接触，势必造成蔬菜、水果的损伤，因此通过在超声波清洗水槽上安装洗涤网，将蔬菜、水果放在洗涤网里，通过波轮带动的水流，冲击蔬菜、水果并使其反转，达到翻转散开清洗的目的。
2.3 功能实现
通过设置程序控器、电机、减速器、超声波发生器、超声波换能器，使其能控制波轮正反转转动、转动时间长短，实动水流的强弱。控制超声波发生器，并通过超声波换能器实现超声波洗涤功能。
1． 程序控制板接触膜，2． 程序控制板，3． 程序控制板罩，4． 洗涤网，5． 多功能洗涤槽，6． 波轮固定螺钉，7． 波轮，8． 减速器安装板，9． 减速器安装
板固定螺钉，10． 减速器，11． 电机固定螺钉，12． 电机，13． 电机风扇，14． 电机风扇固定卡簧，15． 超声波换能器，16． 超声波发生器，17． 水槽下水
总成，18． 普通水槽，19． 排水阀，20． 超声波发生器固定螺钉，21． 溢流管，22． 溢流管固定螺钉，23． 程序控制板固定螺钉，24． 电源按键，25． 波轮
洗涤按键，26． 程序控制按键，27． 超声波洗涤按键，28． 水龙头阀门，29． 水龙头
图 1 家庭用超声波清洗水槽
1． 程序控制板接触膜，2． 程序控制板，3． 程序控制板罩、4． 洗涤网，5． 多功能洗涤槽，6． 波轮固定螺钉，7． 波轮，8． 减速器安装板，9． 减速器安装
板固定螺钉，10． 减速器，11． 电机固定螺钉，12． 电机，13． 电机风扇，14． 电机风扇固定卡簧，15． 排水管，16． 超声波发生器固定螺钉，17． 超声波
发生器，18． 排水阀，19． 超声波换能器，20． 程序控制板固定螺钉，21． 电源按键，22． 波轮洗涤按键，23． 程序控制按键，24． 超声波洗涤按键
图 2 工业用超声波清洗水槽
3 多功能超声波清洗水槽的结构设计
3.1结构设计
在考虑解决这些关键技术问题后，设计出家庭用超声波清洗水槽( 如图1所示) 和工业用超声波清洗水槽( 如图2所示) 。
3.2工作原理
以家庭用超声波清洗水槽的结构设计，说明其工作原理。
( 1) 程序控制: 程序控制板2上的电源按键24为电机12、超声波发生器16提供电源; 按波轮洗涤按键25，控制电机12转动，并通过减速器10减速，然后带动波轮6转动，并且确定电机12和波轮6正、反转转动时间的长短，实现波轮6转动水流的强弱; 按程序控制按键26实现超声波洗涤程序和波轮洗涤程序交替洗涤功能和时间长短控制; 按超声波洗涤按键27控制超声波发生器16，并通过超声波换能器15实现超声波洗涤功能。
( 2) 蔬菜和水果洗涤: 洗涤网4放在多功能洗涤槽5上，放置好蔬菜和水果，按程序控制按键26，先进行超声波洗涤程序，然后再进行波轮洗涤程序，即超声波洗涤→波轮洗涤→超声波洗涤→波轮洗涤循环。对蔬菜和水果洗涤的同时将蔬菜和水果翻转，再用超声波洗涤，反复几次达到洗净功能。当洗涤网4放置碗筷、盘子、铲勺等( 也可以将碗筷、盘子、铲勺等直接放进多功能洗涤槽5) ，按超声波洗涤按键27直接进行超声波洗涤程序。洗涤结束后，打开排水阀19，水通过水槽下水总成17排到下水道。
( 3) 普通水槽18一侧可以正常洗菜、淘米。尤其是可在普通水槽18内刷锅或清洗一些带泥的果蔬，例如土豆、地瓜等。然后再到多功能洗涤槽5内可进行波轮洗和超声波洗，以此达到充分清洗果蔬的目的。如图2所示工业用超声波清洗水槽的程序控制与家庭用超声波清洗水槽工作原理相同，可以根据布料、衣物材质和质量的不同，通过波轮正反转动和转动时间调整水流的强弱，达到将缠绕在一起的布料、衣物翻转散开，从而在超声波和波轮的共同作用下，将布料、衣物清洗干净。
4 结束语
多功能超声波清洗水槽的设计提供了一种带有超声波洗涤、波轮洗涤的多功能水槽，既能够进行机械零部件的除油除锈、金属表面处理等，以及洗涤碗、筷、盘子、铲勺等超声波洗涤，又能通过程序控制实现超声波和波轮交替洗涤，使
布料、衣物、蔬菜和水果翻转，达到洗净布料、衣物、蔬菜和水果等多种功能的实现。
