侯毅恒　韓海媚　肖宏曉　尹偉劍　何芳賢　何麗華　劉德澤

【摘 要】近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城鎮(zhèn)化的深入推行，直接推動(dòng)了智能家居行業(yè)晾衣機(jī)產(chǎn)品的快速發(fā)展。文章提出了一款多功能智能晾衣機(jī)的設(shè)計(jì)，利用氣撐桿輔助升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)總體的升降，利用滑臺(tái)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)晾衣軌道的平面轉(zhuǎn)移，綜合保證了晾衣的方便性與智能性，真正體現(xiàn)“科技方便生活”的理念。

【關(guān)鍵詞】晾衣機(jī);安全性;便捷晾衣;智能感應(yīng)控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】TS914.21 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）07-0044-02

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化的深入推進(jìn)[1]，城鎮(zhèn)人口激增，城市的房?jī)r(jià)也隨之大幅增長(zhǎng)。作為剛工作的年輕人或者普通的工薪階層，租住公寓樓或者購(gòu)買(mǎi)經(jīng)濟(jì)適用的小戶型，成為他們的首選。公寓樓、小戶型房屋均存在面積小、采光差、日均光照時(shí)間嚴(yán)重不足等問(wèn)題?，F(xiàn)有的晾衣機(jī)安全性差，占用室內(nèi)面積大，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的晾曬過(guò)程，具有晾曬位置需手動(dòng)調(diào)節(jié)、智能化不足等缺點(diǎn)。所以，當(dāng)前市場(chǎng)急需一款可以同時(shí)滿足衣物采光晾曬、智能收放、節(jié)省室內(nèi)空間且極具安全性的智能晾衣機(jī)。針對(duì)上述提出的問(wèn)題，文章提出了一款多功能智能晾衣機(jī)的設(shè)計(jì)，利用氣撐桿輔助升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)總體的升降，利用滑臺(tái)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)晾衣軌道的平面轉(zhuǎn)移，綜合保證了晾衣的方便性與智能性。

1 裝置介紹

該裝置由氣撐桿輔助升降機(jī)構(gòu)、折疊機(jī)構(gòu)、晾衣軌道裝置、絲桿滑臺(tái)裝置和感應(yīng)控制系統(tǒng)組成，整體機(jī)械裝置如圖1所示。

1.1 氣撐桿輔助升降機(jī)構(gòu)與翻折機(jī)構(gòu)

本機(jī)構(gòu)由氣撐桿、四邊形固定架、翻折機(jī)構(gòu)和電動(dòng)推桿等組成（如圖2所示）。

調(diào)查顯示：現(xiàn)有晾衣機(jī)多采用剪叉吊頂式結(jié)構(gòu)，但吊頂設(shè)計(jì)和鋼絲繩的存在帶來(lái)了極大的安全隱患。為解決安全性問(wèn)題，本產(chǎn)品利用平行四邊形的性質(zhì)定理[2]，實(shí)現(xiàn)整體的穩(wěn)定升降。主要原理如下：氣撐桿處于平行四邊形的對(duì)角線位置上，當(dāng)右側(cè)的翻折結(jié)構(gòu)的電動(dòng)推桿伸縮時(shí)，其晾衣整體的重心也變化即F2發(fā)生變化，進(jìn)而改變氣撐桿的伸縮長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)總體的升降[3]。

1.2 晾衣軌道裝置

晾衣軌道裝置[4]（如圖3所示）包括軌道、溫濕度感應(yīng)裝置、步進(jìn)電機(jī)、同步輪、同步帶、終端滑車(chē)和若干晾衣滑車(chē)。其中，晾衣軌道的大小可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)，以便合理利用陽(yáng)臺(tái)空間。

晾衣滑車(chē)的工作形式采用了類(lèi)似窗簾的運(yùn)動(dòng)原理，將所有晾衣滑車(chē)之間用等長(zhǎng)的鋼繩串聯(lián)，通過(guò)同步帶帶動(dòng)終端滑車(chē)控制所有晾衣滑車(chē)的收發(fā)。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)同步輪、同步帶帶動(dòng)終端滑車(chē)運(yùn)動(dòng)。晾曬時(shí)，所有晾衣滑車(chē)集中在外側(cè)，將衣服掛在晾衣滑車(chē)后，再通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滑車(chē)，最總使所有晾衣滑車(chē)均勻地散開(kāi)。

1.3 系統(tǒng)控制原理

該裝置控制系統(tǒng)（如圖4所示）以STM32F103C8T6作為主控微處理器。微型處理器分別實(shí)時(shí)對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器、光敏傳感器進(jìn)行信號(hào)接收。其步進(jìn)電機(jī)采用TB6600驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行信號(hào)分頻[5]，其通過(guò)主控制器頻率周期的脈沖信號(hào)輸出進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及速度大小。當(dāng)單片機(jī)接收到濕度傳感器傳來(lái)的電信號(hào)時(shí)，電機(jī)運(yùn)動(dòng)將晾衣裝置收回室內(nèi);當(dāng)單片機(jī)接收光敏傳感器信號(hào)時(shí)，控制晾衣裝置隨光照方向移動(dòng);當(dāng)單片機(jī)接收到溫度傳感器時(shí)，連接絲杠電機(jī)隨溫度變化而進(jìn)行晾曬、收回運(yùn)動(dòng)。其中，單片機(jī)I/O口通過(guò)串口通信連接藍(lán)牙通信模塊，通過(guò)藍(lán)牙與手機(jī)小程序發(fā)出動(dòng)作指令進(jìn)而進(jìn)行晾衣機(jī)的全部操作;單片機(jī)連接繼電器，繼電器控制紫外線的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)殺菌消毒功能。其中，溫度自動(dòng)控制、光敏自動(dòng)控制、濕度檢測(cè)自動(dòng)控制功能，需要藍(lán)牙控制調(diào)制自動(dòng)擋才能實(shí)現(xiàn)?？刂苾?yōu)先級(jí)為濕度傳感器、溫度傳感器、光敏傳感器，當(dāng)使用濕度信號(hào)功能時(shí)，其他功能不起作用;當(dāng)需要人為控制時(shí)需調(diào)為手動(dòng)操作模式。

2 裝置特點(diǎn)

2.1 安全性高

本文設(shè)計(jì)的晾衣機(jī)直接安裝于陽(yáng)臺(tái)墻壁上，有效地減少應(yīng)力集中，相比吊頂式晾衣機(jī)更安全;氣撐桿的存在也避免了裝置的急進(jìn)急退，既可提高零件使用壽命，也可防止砸傷使用者。

2.2 便捷晾衣

晾衣軌道內(nèi)的晾衣滑車(chē)，由步進(jìn)電機(jī)控制在軌道上定向移動(dòng)。掛衣服時(shí)，滑車(chē)自動(dòng)集中在一側(cè)，掛上衣物后滑車(chē)自動(dòng)均勻地散開(kāi)，無(wú)需來(lái)回在內(nèi)外兩晾衣桿晾曬;為滿足在外忙碌的上班族，本裝置的感應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控天氣，具有下雨自動(dòng)收衣的功能。

2.3 智能感應(yīng)控制

晾衣軌道兩側(cè)均安裝感應(yīng)裝置，實(shí)時(shí)感應(yīng)光照、溫度、濕度的變化。晾衣軌道可根據(jù)檢測(cè)到的天氣狀況移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“光弱追光，光強(qiáng)避光”和保護(hù)衣物的效果。

2.4 節(jié)省空間

現(xiàn)有房屋普遍較矮，現(xiàn)有晾衣機(jī)升至最高處時(shí)衣物因高度不夠而阻礙視線，未實(shí)現(xiàn)原有節(jié)省空間的預(yù)想。本晾衣機(jī)使用時(shí)，晾衣軌道伸向室外晾曬，有效地?cái)U(kuò)大晾衣范圍，減少室內(nèi)空間的占用。

3 結(jié)語(yǔ)

衣物的洗滌與晾曬，是我們?nèi)粘Ｉ钪兴究找?jiàn)慣又必不可少的小事，針對(duì)這種單調(diào)的日常行為，市場(chǎng)上早已問(wèn)世了諸多晾衣機(jī)，但這些晾衣機(jī)大多只能滿足基本的晾曬動(dòng)作，未體現(xiàn)出智能簡(jiǎn)單生活的理念。本文所述的多功能智能晾衣機(jī)的設(shè)計(jì)則是出于上述問(wèn)題來(lái)考慮，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、安全實(shí)用、真正節(jié)省陽(yáng)臺(tái)空間等優(yōu)點(diǎn)，貼合了廣大群眾的需求，具有較高的推廣價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李雷剛，黃飛挺，馬雙斌.多功能電動(dòng)晾衣機(jī)設(shè)計(jì)研究[J].科技專(zhuān)論，2014（8）.

[2]魏巍，張明召.四連桿鉸鏈與氣撐桿在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上的力學(xué)研究[J].北京汽車(chē)，2018（4）.

[3]周勇.電動(dòng)尾門(mén)系統(tǒng)最大受力研究[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2019（11）.

[4]袁根紅，曾勇，李禧川.基于家居式晾衣機(jī)的新探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（6）.

[5]高立新.基于GSM的智能晾衣機(jī)的研制[J].清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（6）.