多功能組合晾曬架的研制

劉小虎，易建鋼，余志偉

（江漢大學，武漢 430056）

1 引言

目前，家用晾衣架大多固定在室外或涼臺上，缺點是易腐蝕、壽命短，功能單一。對此，我們設計了一款多功能組合式晾曬架，可以用作移動伸縮式室內掛衣架、折疊式晾衣架、窗外晾曬架。既可在伸縮桿頭部更換部件，作為衣叉頭、玻璃清潔擦使用，又可組成衣叉、墻刷等清潔工具。這項創新巧妙地運用了連桿機構及鎖緊機構，解決了現階段衣物晾曬架不適用等問題。同時，在室外晾曬中，人不必探出窗外，保障了人身安全。

2 設計方案

如圖1 所示為多功能組合晾曬架造型圖，它由三腳架與帶掛衣鉤的伸縮桿套接而成，伸縮桿之間通過偏心輪鎖緊裝置鎖緊，可根據需要調節高度，高度范圍1～2m。通過連桿機構，使得下部的三根腳桿可展開與收攏，不用時可折疊，方便搬運，節省空間。底部安裝有三個萬向輪，便于移動。組合過程中，兩個三腳架置于室內，帶掛衣鉤及帶方形框的伸縮桿分別套在兩個三腳架里面，并通過偏心輪鎖緊機構鎖緊，將方形架穿套在伸縮桿上，菱形架一端掛在方形框上方，另一端掛在掛衣鉤上，組合成“門”狀結構。三腳架底部有萬向輪，可移動到陽臺或者窗戶邊晾曬衣服。若室內空間不足或晾曬衣物較多時，可采用折疊式晾衣架。晾衣架采用平行四邊形機構，不僅方便折疊伸縮，而且強度高。

如圖2 所示，該室外晾曬架由三腳架、帶方形框的伸縮桿、菱形框架以及固定在天花板上的套筒組合而成。展開三腳架，將帶方形框的伸縮桿套接在三腳架上，掛衣架通過兩節伸縮桿向上伸，使細的伸縮桿頂部嵌入固定于天花板上的圓筒里面，保持支架平穩。將菱形架掛在方形架上面，另一端伸出窗外。有些居民小區不允許在窗外安裝固定晾衣架，該設計有效地解決了此問題。

圖1 室內晾曬架

圖2 室外晾曬架

3 結構設計

3.1 三腳架結構的設計

圖3 三腳架機構

如圖3 所示，該三腳架由固定桿、滑塊、連桿、腳架、萬向輪組成。滑塊可在固定桿上滑動，且具有鎖死功能；滑塊與連桿、連桿與腳架、固定桿與腳架之間均通過鉸接而成。當滑塊在固定桿上滑動時，腳架可展開和收攏，收攏后占據空間極小。當底部三個相同的腳架展開處于同一平面時，滑塊鎖死，從而起到平衡支撐作用。

3.2 偏心輪鎖緊機構的設計

圖4 偏心輪鎖緊機構

如圖4 所示，該偏心輪鎖緊機構包括：偏心輪、O 型圈、螺紋銷、螺母。其中，O 型圈套在直徑較大的桿上，通過偏心輪旋轉使得O 型圈夾緊，進而將兩桿鎖死。

4 受力分析及強度校核

圖5 晾曬架受力簡圖

圖6 螺栓受力簡圖

桿件受到支撐力：F≈G=20kg×10N/kg=200N，受到彎矩：M＝FL，0＜L＜1600mm。受力分析圖如圖8 所示。

圖7 衣架桿受力圖

圖8 彎曲力及彎曲圖

桿受到的彎曲應力為：

選材為碳素結構鋼，［σ］=235MPa，σ＜［σ］，故安全。

選材為碳素結構鋼，［σ］=235MPa，σ＜［σ］，故安全。

采用SolidWorks CosmosXpress 對室外晾曬架進行受力分析，可知整個裝置所受最大應力點在菱形架和伸縮桿結合處，最大應力σ=16.4MPa，桿件材料為鍍鉻不銹鋼，經查得［σ］=17.3MPa，σ＜［σ］，故合格。

5 結語

根據人們的日常生活需要，我們采用組合創新法設計了具有多功能的晾曬架，其主要特點有：（1）實現了衣架功能的多樣化，集掛衣架、室外晾曬架、室內晾曬架三大功能于一體。（2）結構簡單，易于操作和搬運，可折疊，占空間小。（3）價格合理，性價比高，市場前景好。

該裝置對操作人員的要求不高，操作簡單方便，適用場所廣泛。適用于高樓層的家庭，適應單位小區建設要求安全、簡單、美觀的功能，尤其是適合禁止室外安裝固定晾衣架的場所。所設計的多功能組合晾曬架已申報專利。

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