摘 要：傳統(tǒng)的晾衣裝置的功能已經(jīng)跟不上生活節(jié)奏快速的人們。很多家庭基本是雙職工家庭，日常需要早出晚歸，加上天氣的變化多端，使得他們可能因?yàn)樵馐軔毫犹鞖獾挠绊懀鴮?dǎo)致無法滿足晾曬衣物需求，讓生活質(zhì)量變低?；谔岣呷藗兩钏劫|(zhì)量需求考慮下，設(shè)計(jì)一款具有自動(dòng)回避晾衣裝置，實(shí)現(xiàn)衣物可以根據(jù)天氣變化自動(dòng)回避晾曬衣物。智能回避晾衣裝置設(shè)計(jì)與研究可以解決這一根本難題。智能回避晾衣裝置能根據(jù)天氣的變化自動(dòng)判斷晾曬衣物是否回避天氣的變化，讓晾曬的衣物不再遭受惡劣天氣的影響。

關(guān)鍵詞：智能;回避;人性化設(shè)計(jì)

目前我國經(jīng)濟(jì)處于發(fā)展高速增長期，隨著生活水平的不斷提高，家庭人口結(jié)構(gòu)以及信息技術(shù)發(fā)展變化，人們對家居環(huán)境的智能化、高效性、安全性提出了更高的要求。同時(shí)越來越多的家庭對家居產(chǎn)品的要求不僅僅是具備簡單的智能功能，更要求整個(gè)系統(tǒng)的功能的擴(kuò)展，能夠讓人們的生活更簡單、方便、輕松、安全。智能晾衣裝置可以讓人們無論身在何處，都可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)掌控家居、享受高品質(zhì)的生活。

從生活習(xí)慣來看，現(xiàn)在的人們喜歡節(jié)奏快速、智能化，更注重產(chǎn)品的效率與質(zhì)量。傳統(tǒng)的晾衣裝置的功能已經(jīng)跟不上生活節(jié)奏快速的人們。許多上班族基本是早出晚歸，天氣的變化多端，使得他們的衣物可能遭受惡劣天氣的影響，從而使得生活質(zhì)量變低。

本設(shè)計(jì)的智能晾衣裝置具有能根據(jù)天氣的變化自動(dòng)判斷晾曬衣物是否回避天氣的變化，讓衣物不遭受惡劣天氣的影響。智能晾衣裝置的智能化、效率高、安全可靠性的特點(diǎn)貼合消費(fèi)群體的消費(fèi)理念，符合減少家務(wù)的負(fù)擔(dān)，極大地方便人們的生活，對提高人們生活質(zhì)量的需求有著重要意義。

1系統(tǒng)組成

針對目前市面上現(xiàn)有的晾衣裝置的人性化設(shè)計(jì)的不足，本設(shè)計(jì)智能回避晾衣裝置由升降系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、回避系統(tǒng)、回收系統(tǒng)構(gòu)成四個(gè)系統(tǒng)組成。

升降系統(tǒng)使用鋼鏈通過滑輪帶動(dòng)內(nèi)桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)衣物的升降運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)品使用者可以根據(jù)身高調(diào)整系統(tǒng)的高度，不再需要使用撐衣桿進(jìn)行裝取衣物，減輕重復(fù)繁雜的家務(wù)勞動(dòng)量。

控制系統(tǒng)主要是使用單片機(jī)作為主控制芯片，通過濕度感應(yīng)裝置和光照感應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的銜接、配合和時(shí)序的控制。

回避系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對衣物的實(shí)時(shí)保護(hù)，通過濕度感應(yīng)裝置和光照感應(yīng)裝置檢測外界環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制整個(gè)裝置的自動(dòng)運(yùn)行，識別雨水來臨前的濕度變化或溫度過高時(shí)將衣服回避到指定地方，避免衣物被淋濕或暴曬的一個(gè)過程。

回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對衣物的回收，通過濕度感應(yīng)器檢測夜晚霧水升起的濕度變化或光照感應(yīng)器感應(yīng)夜晚來臨的變化，實(shí)現(xiàn)衣物回收的一個(gè)過程。

本裝置以交流雙頭電機(jī)作為動(dòng)力源，以單片機(jī)為主的主控芯片通過濕度傳感器和光傳感器對外界條件進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)裝置根據(jù)天氣變化晾曬回收衣物的自動(dòng)控制。

2工作原理

該設(shè)備工作過程可以分為三個(gè)步驟，第一步是將掛在衣架上的衣物放置在鋼鏈上：通過紅外線感應(yīng)器開始升降系統(tǒng)開始工作，鋼鏈移至指定高度，使用者將待晾曬衣均勻掛在鋼鏈上，然后上移直至與之對應(yīng)的工作高度;第二步是晾衣：完成第一步后，通過外紅線裝置把鋼鏈上升至正常工作高度，通過電機(jī)卷動(dòng)鋼鏈，把衣物帶到指定位置晾曬衣物。第三步是回收衣物：通過雙頭電機(jī)卷動(dòng)鋼鏈，把衣物帶到回收地點(diǎn)。

在衣物晾曬的過程中，當(dāng)遇到天氣突變，空氣濕度產(chǎn)生變化的情況下，裝置側(cè)端的濕度感應(yīng)器接受到空氣濕度的變化信號，通過控制系統(tǒng)控制電機(jī)卷動(dòng)鋼鏈，將衣物轉(zhuǎn)移至待回收地點(diǎn)繼續(xù)陰干衣物，避免衣物被突如其來的雨水打濕。當(dāng)濕度感應(yīng)器檢測到暴雨消失，太陽重現(xiàn)后的空氣濕度情況后，控制系統(tǒng)重新將衣物移至正常晾曬的地點(diǎn)。

在衣物晾曬的過程中，當(dāng)遇到午間太陽暴曬時(shí)，裝置外頂部的光照感應(yīng)器接受到強(qiáng)烈陽光的信號后，通過控制系統(tǒng)控制電機(jī)卷動(dòng)鋼梁，將衣物轉(zhuǎn)移至待回收地點(diǎn)，等待暴曬的時(shí)間過去后再移至正常晾曬地點(diǎn)。

當(dāng)光照感應(yīng)器感應(yīng)到夜晚的來臨和濕度感應(yīng)器夜晚霧水的的升起的實(shí)時(shí)情況下，控制衣物轉(zhuǎn)移至待回收地點(diǎn)，等待使用者的判斷衣物是否干爽，達(dá)到回收衣物的要求后進(jìn)行下一步的操作。衣物沒有完成回收保留在待回收地點(diǎn)時(shí)，在第二天滿足光照感應(yīng)器接受天亮后的信號和濕度感應(yīng)器接受到空氣濕度適宜晾曬衣物的條件后，控制系統(tǒng)將通過雙頭電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，把衣物轉(zhuǎn)移至正常晾曬衣物地點(diǎn)繼續(xù)晾曬衣物。

3裝置材料設(shè)計(jì)

家庭人口數(shù)量的不同，晾曬衣物的重量不一致;季節(jié)的變化，衣物重量的改變，對升降系統(tǒng)的受力要求也不完全一樣，我們需要對晾衣裝置的長度、季節(jié)的變化等因素進(jìn)行受力分析，采用經(jīng)濟(jì)適用的材料。考慮到該裝置是家用設(shè)備，同時(shí)考慮成本和電機(jī)體積，選擇工作電壓為AC220V的交流電機(jī)，額定功率為10W，有額定轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)r/s。設(shè)晾曬衣物重40N，鋼鏈重10N，則在升降系統(tǒng)在升降過程中的總總量為：F=50N。鋼鏈考慮受力和腐蝕材質(zhì)導(dǎo)致污染衣物。減輕自身材料重量等情況，主要采用鋁合金/PVC材料。

4控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能回避晾衣裝置控制系統(tǒng)的控制模式是通過紅外線和藍(lán)牙通信切換，分為智能和手動(dòng)兩者工作模式。

在智能模式下，濕度感應(yīng)器和光照感應(yīng)器檢測當(dāng)前的濕度值和光照強(qiáng)度值，在主控制芯片的LED屏上顯示，同時(shí)可以通過紅外遙控設(shè)置濕度、光照強(qiáng)度的對比值。單片機(jī)作為主控制芯片可以根據(jù)程序設(shè)計(jì)來判斷天氣情況，從而自動(dòng)控制衣物回收與晾曬的操作。

在手動(dòng)模式下，紅外遙控或藍(lán)牙可以直接控制交流電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)衣物回收與晾曬的操作。

5系統(tǒng)調(diào)試

本裝置的設(shè)計(jì)的是基于天氣的變化而設(shè)計(jì)的，天氣的變化有時(shí)候是單一的，有時(shí)候是變化多端的。尤其在廣東地區(qū)的夏季天氣就是娃娃臉，一會(huì)哭一會(huì)笑。一天內(nèi)出現(xiàn)幾種天氣的變化，可以是上午天氣晴朗，中午高溫暴曬，下午一陣狂風(fēng)暴雨，暴雨過后又是晴天白云的情況。這種多變的情況對系統(tǒng)提出比較高的要求，在天氣晴朗的時(shí)候正常晾曬，在溫度過高和暴雨的情況下實(shí)現(xiàn)衣物回避，天氣再次晴朗時(shí)重新晾曬，根據(jù)天氣變化進(jìn)行調(diào)整。

總結(jié)

針對目前我國市面上的晾衣產(chǎn)品人性化設(shè)計(jì)上的不足，設(shè)計(jì)并開發(fā)一種多功能自動(dòng)晾衣裝置，能在下雨或夜晚來臨時(shí)，自動(dòng)將衣物收回，避免雨水或夜間潮氣將衣物打濕;同時(shí)在陽光強(qiáng)烈的情況下，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)晾曬，避免衣物因過度曝曬而變形褪色;智能回避晾衣裝置在本質(zhì)上采用太陽光照晾曬衣物而非人工干衣，綠色環(huán)保的同時(shí)還保持傳統(tǒng)“陽光”的味道。

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作者簡介：

李曉敏，碩士，講師。研究方向：機(jī)械工程，軟件逆向工程，數(shù)控加工與編程。

基金項(xiàng)目：2020年茂名市科技計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目：智能回避晾衣裝置設(shè)計(jì)與研究

茂科字[2020]36號