聶瑞宸 趙 華 劉耀輝 段家奇 / 上海電機學(xué)院 數(shù)理教學(xué)部

伸縮式智能晾衣桿的研究與應(yīng)用

聶瑞宸 趙 華 劉耀輝 段家奇 / 上海電機學(xué)院 數(shù)理教學(xué)部

為順應(yīng)科技改變生活的趨勢，本文研究并設(shè)計了一種伸縮式智能晾衣桿，以實現(xiàn)智能晾衣的目標(biāo)。通過對伸縮式智能晾衣桿的機械結(jié)構(gòu)、傳動方式、控制方式得研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計，使這種伸縮式智能晾衣桿具備結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便、體積小、智能化的特點。從而節(jié)省了空間，改善了人們的生活方式。

伸縮式；智能；晾衣桿

0引言

自二十世紀(jì)來隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展及房地產(chǎn)的快速擴(kuò)張，直接促進(jìn)了裝修家居行業(yè)飛速發(fā)展，其中晾衣架市場已順勢脫穎而出，十年間得以迅猛發(fā)展。智能晾衣架作為一個獨立的行業(yè)，逐步由起步階段慢慢成熟。由于手搖晾衣架本身存在構(gòu)造簡陋，使用壽命短、保養(yǎng)繁瑣等種種缺陷，無法滿足消費者日益發(fā)展的家居智能化需求。原始的晾衣架是只有一根繩子或者鐵絲到穿一根鋼管，之后出現(xiàn)了尼龍繩拉著升降，后來又發(fā)明了尼龍繩式手搖晾衣架，八九十年代，晾衣架進(jìn)化到了鋼絲手搖式。

按照傳統(tǒng)的方式，完全依靠人工或根據(jù)經(jīng)驗來來實現(xiàn)晾衣，在遇突發(fā)情況是，不能及時地收回衣物。同時現(xiàn)有裝備只能實現(xiàn)是否晾衣，而不能實時根據(jù)天氣情況的變化而改變晾衣的方式，從而不能使晾衣效果最好。智能晾衣架正是為了解決這一問題所產(chǎn)生的創(chuàng)新產(chǎn)品。

1.工作原理及設(shè)計方案

本智能晾衣桿，由安裝面，支架，電動機，連接銷，聯(lián)軸器，二孔平行桿，三孔平行桿，四孔平行桿，螺釘，渦輪，蝸桿，衣桿，控制系統(tǒng)組成。采用的可實現(xiàn)相對運動的平行桿組對晾衣桿的支撐，并且通過控制電機的轉(zhuǎn)速以及正反轉(zhuǎn)來控制晾衣桿的伸縮，本發(fā)明集天氣信息收集、處理、輸出于一體，大大提高了工作效率，解放了勞動力。伸縮式智能晾衣桿的模型圖見圖1所示。

圖1所示其包括：安裝面1；支架12，其分別通過螺釘左右平行的設(shè)置在所述安裝面1上；平行桿機構(gòu)100，分別活動連接于所述左右兩側(cè)支架12；晾衣桿8，設(shè)置于所述左右兩側(cè)的平行桿機構(gòu)100之間；電動機2，設(shè)置于所述安裝面1上，并位于所述支架12的外側(cè)；蝸桿4，通過聯(lián)軸器3與所述電動機2連接，將電動機2的動力傳遞給蝸桿4；渦輪5，通過連接銷6與所述平行桿機構(gòu)連接，所述蝸桿4和渦輪5存在嚙合關(guān)系，將蝸桿4的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為渦輪5的轉(zhuǎn)動。

本智能晾衣桿還包括控制系統(tǒng)，設(shè)置于所述安裝面，并連接于所述電動機。進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)由開關(guān)，光敏傳感器，光敏信號獲取模塊，濕敏傳感器，濕敏比較器，濕敏信號獲取模塊，信號處理模塊，判斷處理模塊，驅(qū)動模塊組成。圖2為本智能晾衣桿的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊圖。

圖1　智能晾衣桿模型圖

圖2　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊圖

通過光敏傳感器與濕敏傳感器獲取外部天氣狀況信號，并分別通過光敏信號獲取模塊、濕敏比較器，濕敏信號獲取模塊，信號處理模塊的處理，再通過判斷處理模塊中的預(yù)先設(shè)定的參數(shù)對信號進(jìn)行比較檢測判斷，將判斷過后處理的信號傳遞給驅(qū)動模塊，實現(xiàn)對電動機的正反轉(zhuǎn)控制及轉(zhuǎn)速控制，進(jìn)而通過聯(lián)軸器、渦輪、蝸桿、連接銷、平行桿機構(gòu)實現(xiàn)對晾衣桿的伸縮。其中當(dāng)總開關(guān)按鈕按下，整個電路接通開始處于待工作狀態(tài)；按下伸出或收回按鈕時，電動機接入電路開始工作，實現(xiàn)平行桿機構(gòu)伸縮桿的伸出或收回；根據(jù)春夏與秋冬季節(jié)的天氣光照強度和大氣濕度不同，選擇不同季節(jié)晾衣模式的按鈕，提升整體晾衣效果。

2.關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1傳動鏈接機構(gòu)

圖3所示為晾衣桿的蝸輪輪、蝸桿和平行桿機構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，所述蝸輪4通過連接銷6與所述平行桿機構(gòu)100末端的二孔平行桿7相連，將蝸輪4的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為與二孔平行桿7相連的三孔平行桿9與四孔平行桿10組合的伸縮運動。

圖3　機構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)示意圖。

2.2伸縮機構(gòu)

本晾衣桿采用伸縮機構(gòu)的自由度確定唯一，故只需采用一個動力源即可[ ]。圖4所示為本晾衣架伸縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述平行桿機構(gòu)100包括多組三孔平行桿9與四孔平行桿10交叉連接，所述首段三孔平行桿9與四孔平行桿10通過連接銷6連接于所述支架12，所述平行桿機構(gòu)100的末端采用二孔平行桿7與四孔平行桿10進(jìn)行連接。

圖4　伸縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

3 .結(jié)束語

本問提出的伸縮式智能晾衣桿，由安裝面，支架，電動機，連接銷，聯(lián)軸器，二孔平行桿，三孔平行桿，四孔平行桿，螺釘，蝸輪，蝸桿，衣桿，控制系統(tǒng)組成。采用的可實現(xiàn)相對運動的平行桿組對晾衣桿的支撐，并且通過控制電機的轉(zhuǎn)速以及正反轉(zhuǎn)來控制晾衣桿的伸縮，本發(fā)明集天氣信息收集、處理、輸出于一體，大大提高了工作效率，解放了勞動力。

[1]濮良貴，陳國定，等.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2013.143-162.