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        智能伸縮晾衣架的設(shè)計(jì)制作

        2021-10-25 03:36:34夏銘遙陳廷玉周世乾屈斌文
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2021年30期
        關(guān)鍵詞:晾衣桿晾衣架滑軌

        夏銘遙 陳廷玉 周世乾 屈斌文

        (江漢大學(xué)工程訓(xùn)練中心,湖北 武漢 430000)

        1 概述

        1.1 創(chuàng)意來(lái)源

        使用雨水傳感器判斷天氣,當(dāng)下雨時(shí),折疊晾衣架收縮,同時(shí)遮雨布展開(kāi);雨停后遮雨布收縮,折疊晾衣桿展開(kāi)。通過(guò)單片機(jī)內(nèi)置時(shí)鐘判斷時(shí)間,光敏傳感器判斷室外亮度,綜合判斷外部光線(xiàn)狀況,進(jìn)而通過(guò)手機(jī)APP 和蜂鳴器對(duì)人發(fā)出收衣提示。

        1.2 設(shè)計(jì)背景

        作為家居必備產(chǎn)品,晾衣架銷(xiāo)售量具有穩(wěn)定10%以上的增長(zhǎng)率。具體數(shù)據(jù)顯示,2017 年晾衣架行業(yè)銷(xiāo)售收入49.46 億元,2018 年,銷(xiāo)售收入56.88 億元。經(jīng)前期對(duì)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),當(dāng)前市面上室外晾衣架并不智能,需要根據(jù)人為主觀(guān)因素判斷何時(shí)收衣服,很容易忘記收衣服,尤其是突發(fā)的降雨,經(jīng)常因?yàn)橥浭找路鴮?dǎo)致衣物被雨水打濕。現(xiàn)在社會(huì)生活節(jié)奏快,經(jīng)常早出晚歸,家中長(zhǎng)期無(wú)人,管理晾曬衣物,導(dǎo)致下雨天要么不能晾曬衣物或被晾曬衣物被淋濕?,F(xiàn)在生活繁忙,容易忘記晾曬的被子等,導(dǎo)致經(jīng)常將被子晾曬到天黑受潮。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了智能收縮晾衣架。

        1.3 本產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)

        1.3.1 將傳統(tǒng)機(jī)械的室外晾衣桿與電子信息技術(shù)結(jié)合,給室外晾桿通電,使它能加裝傳感器和控制元器件,實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化,將人們從“下雨了,回家收衣服”“天黑了,趕快回去收被子”中解放了出來(lái)。

        1.3.2 克服室外晾衣桿不能預(yù)防下雨的缺陷。

        1.3.3 采用可拉升的防雨布,解決防水工具的儲(chǔ)存問(wèn)題。

        1.3.4 采用自鎖結(jié)構(gòu),自鎖結(jié)構(gòu),在方便掛衣物的情況下,可以固定晾衣架,防止高空衣架的掉落。

        1.3.5 采用開(kāi)關(guān)操作室外晾衣桿收縮問(wèn)題,簡(jiǎn)化人員操作,使家中中老年人員輕松上手。

        1.3.6 在保留原先室外晾衣桿的機(jī)械結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),保留晾衣桿機(jī)械部分,使得其同時(shí)能人工機(jī)械操作,增加其可靠性。在發(fā)生電子元器件故障時(shí),依舊可以當(dāng)作普通室外晾衣桿繼續(xù)使用。

        2 作品設(shè)計(jì)

        2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)目的

        智能收縮衣架主要有一個(gè)核心功能,兩個(gè)伴隨產(chǎn)生的副功能。主要的核心功能是,在下雨時(shí),桿通過(guò)鏈帶收回,通過(guò)伸展頂部的柔性防水布,防止衣物被雨水打濕,當(dāng)檢測(cè)到外部無(wú)降雨時(shí),桿通過(guò)鏈帶展開(kāi),收縮防水布,達(dá)到突發(fā)降雨時(shí)避免衣物打濕。為了達(dá)成以上功能,得給晾衣架通電,安裝電機(jī)更傳感器。以此衍生了一個(gè)功能,用開(kāi)關(guān)控制晾衣桿的伸縮。另一個(gè)功能是——黃昏提醒,當(dāng)外部光線(xiàn)較暗時(shí),濕度較大時(shí),智能收縮衣架通過(guò)硬件軟件發(fā)出提醒,提醒用戶(hù)收衣。

        2.2 工作原理

        當(dāng)兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),使繞過(guò)滑輪的繩子收緊,衣架桿有向上的趨勢(shì)運(yùn)動(dòng),使得慢慢脫離導(dǎo)軌下方的鋸齒形結(jié)構(gòu),使衣架桿沿滑軌,向內(nèi)運(yùn)動(dòng),使衣架平穩(wěn)收回。

        當(dāng)電機(jī)停止,受重力原因,衣架桿下沉,導(dǎo)軌與下方的鋸齒形結(jié)構(gòu)嚙合,形成自鎖,固定衣架桿。(如圖1)。

        圖1 作品效果圖

        2.3 組成部件

        標(biāo)準(zhǔn)件:86 系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī),對(duì)于控制器發(fā)過(guò)來(lái)的脈沖信號(hào),在其驅(qū)動(dòng)器的推動(dòng)下做出相應(yīng)反映,實(shí)現(xiàn)晾衣架的打開(kāi)或收攏。GB/T7218-2013 凸緣外圈深溝球軸承使用方便,是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類(lèi)軸承,在晾衣架中起到減小摩擦阻力的作用。

        衣架桿(圖2):(1)使用較為廣泛。上方有心型通孔,使掛上去的衣架不易掉落,增加觀(guān)賞性,下方有橫桿,可以放置體積較大的衣物或者被子。(2)外觀(guān)簡(jiǎn)潔大方,有設(shè)計(jì)感,便于售賣(mài)。(3)便于修理。大部分由各個(gè)標(biāo)件和非標(biāo)件的小型零件組成,便于拆裝,更換零件。

        圖2 衣架桿示意圖

        窗體:窗體整體效果如圖3 所示。側(cè)邊運(yùn)用三角形支架,后方采用卡扣,固定窗體五個(gè)自由度,使窗體易于安裝,更加穩(wěn)定。鋸齒形結(jié)構(gòu)限位器,可方便的鎖止晾衣架的運(yùn)動(dòng)。

        圖3 窗體示意圖

        滑軌:限制衣架桿的自由度,使衣架桿沿滑軌平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。(圖4)。

        圖4 滑軌示意圖

        緊固件(圖5):側(cè)邊有波浪型的紋路,增大摩擦力,增加了觀(guān)賞性,使用快速成型技術(shù)制作。

        圖5 緊固件

        傳感器:晾衣架中使用到了雨滴傳感器和光敏傳感器(圖6,圖7)。雨滴傳感器用于監(jiān)測(cè)是否下雨及雨量的大小。光敏傳感器用于監(jiān)測(cè)外部光線(xiàn)的強(qiáng)弱。

        圖6 雨滴傳感器

        圖7 光敏傳感器

        蜂鳴器:蜂鳴器(圖8)接通電源后,當(dāng)監(jiān)測(cè)到雨水或光線(xiàn)暗至閾值以下時(shí),蜂鳴器報(bào)警提示。

        圖8 蜂鳴器

        3 產(chǎn)品研發(fā)市場(chǎng)前景

        晾衣架行業(yè)發(fā)展前景廣闊。隨著居民生活水平的不斷提高,家庭消費(fèi)能力的持續(xù)增強(qiáng),人們對(duì)于生活質(zhì)量尤其對(duì)生活便利性的要求會(huì)越來(lái)越高,智能晾衣架很好的解決了傳統(tǒng)晾衣架手動(dòng)操作、不能及時(shí)回收衣物的弊端。與此同時(shí),隨著銷(xiāo)售渠道的不斷拓寬,消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品要求的進(jìn)一步提升,企業(yè)不斷提高研發(fā)設(shè)計(jì)能力、帶動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新和質(zhì)量穩(wěn)定性的提升,同時(shí),企業(yè)品牌意識(shí)逐漸強(qiáng)烈,線(xiàn)上線(xiàn)下?tīng)I(yíng)銷(xiāo)渠道的拓寬進(jìn)一步擴(kuò)大了業(yè)務(wù)規(guī)模,從而有力帶動(dòng)了整個(gè)晾衣架行業(yè)的發(fā)展。同時(shí),消費(fèi)升級(jí)帶來(lái)產(chǎn)品單價(jià)的不斷提升,疊加智能化產(chǎn)品較容易滲透消費(fèi),進(jìn)一步擴(kuò)大了晾衣架行業(yè)的發(fā)展空間。鑒于中國(guó)房?jī)r(jià)與日俱增,越來(lái)越多住戶(hù)會(huì)考慮物品的使用空間,而室外空間的合理利用就能很好的解決。市場(chǎng)上的智能晾衣架只有,掛在室內(nèi)天花板上的智能晾衣架,這對(duì)晾臺(tái)尺寸有一定的要求,對(duì)于沒(méi)有晾臺(tái)和晾臺(tái)較小的戶(hù)型不適合安裝。

        現(xiàn)存市場(chǎng)上只有純機(jī)械的室外晾衣架,雖然能解決沒(méi)有晾臺(tái)晾衣服和對(duì)室內(nèi)空間占用的問(wèn)題,但是其并不智能,無(wú)法處理晾曬衣物期間突降雨水的問(wèn)題。

        從市場(chǎng)規(guī)模角度看,中國(guó)建筑裝飾裝修材料協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)顯示,2015 年中國(guó)晾衣架行業(yè)終端市場(chǎng)規(guī)模約為80 億元,的終端市場(chǎng)規(guī)模[1]。

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