一種帶烘干消毒功能晾衣架設計與控制

西安工業大學機電工程學院 鄧穎楠 萬宏強 葛 帥 盧龍龍 馬飛南 張 洋

一種帶烘干消毒功能晾衣架設計與控制

西安工業大學機電工程學院 鄧穎楠 萬宏強 葛 帥 盧龍龍 馬飛南 張 洋

針對衣物晾曬、烘干、消毒問題，設計了一種帶烘干消毒功能晾衣架。論文分別闡述了晾衣架模塊、烘干模塊、消毒模塊的功能與結構。結果表明，與傳統設計相比，晾衣架的設計實現了裝置的自動化，實用性強，適合未來智能家居的時代發展需求，具有一定的應用前景和參考價值。

晾衣架；烘干；消毒；控制

隨著人們消費水平的提高和第三產業的高速發展，人們對賓館的服務要求也越來越高。在晾曬衣物方面，通常賓館會提供2～3個普通衣架，用來懸掛衣物，但是考慮實際情況，人們需要對衣物進行及時的烘干和消毒，基于這種需求，僅有極少數高檔賓館會提供該服務，這給人們的出行生活帶來了不便。因此，需要設計一款兼有烘干和消毒功能的晾衣架。為了滿足這種需求，本文設計了一款適用于多數賓館的多功能晾衣架，該設備通過外接電源供電，具有烘干殺菌消毒的功能，同時結構簡單，易于裝卸，成本較低，可為同類產品的設計提供的借鑒。本文從三個方面進行分模塊設計，分別為晾衣架模塊、烘干模塊、消毒模塊。

圖1 總體結構圖

1 晾衣架模塊

晾衣架整體結構如圖1所示。主要分為三個部分，底座、支撐桿和掛衣服的架子[1]。底座主要用來固定整體裝置，同時設計引水裝置和水槽，防止衣物滴水造成對設備影響，也避免人因為地面的水而滑倒；連接桿采用高強度的合金材料，防腐蝕且抗變形能力強，其作用主要為支撐，通過螺紋把底座和桿、桿和架子連接到一起。架子為懸掛衣服的地方，設計為傘骨狀，在節省空間的同時更兼顧了美觀性。采用輕型材料進行加工制作，各零件加工完成后采用螺紋聯接、鉚接、彈簧卡接等方法進行裝配。底座上裝有具有轉向功能的輪子，晾掛衣服的時候通過旋轉衣架即可，同時也方便整體結構的移動。

2 烘干模塊

烘干模塊采用PTC暖風機，主要利用風機鼓動空氣流經PTC電熱元件強迫對流作為主要熱交換方式[2]。加熱部件采用的半導體發熱元件，同時配有風扇和大面積散熱裝置，有極高的傳熱效率，升溫快而且輻射也比較小，具有自動恒溫功能，長時間烘烤衣物也不會起燃，安全性很高，PTC元件一般具有防水功能。

配置555時基電路進行溫控，555定時器是一種集成模擬電路和數字電路與一體的電子器件[3]。本文選用的555時基電路電路圖如圖2所示。

圖2 555時基電路圖

由NE555時基電路構成的單穩態以及一個負溫度系數的熱敏電阻Rt構成溫控器，電路的供電選用12V的穩壓管，即2CW60。為了提高測控的精度，熱敏電阻使用帶正溫度系數的Pt1000，因為Pt1000的阻值與溫度的變化具有更好的直線性，可以相對的提高測控的精度。

將此溫控系統加載在PTC暖風機上，通過溫控旋鈕控制該系統，可以很好的控制暖風機的最高溫度，防止暖風機過度加熱，達到設定溫度后停止加熱，安全性能比較高。

對設計中的烘干系統設置三個檔位，在對不同衣物烘干時提供選擇，對于普通易干衣物，選擇1檔，僅風扇工作，不加熱；對于較難干的衣物，選擇2檔，風扇運行的同時，以一半功率制熱；對于厚重或大型衣物及其他物品，選擇3檔，風扇運行加全功率制熱。這樣的設計，更加人性化，也可以節約電能。

3 殺菌模塊

在整體晾衣架的頂端安裝一紫外線殺菌燈，紫外線消毒具備快速、容易實施且效率較高的特點。其結構如下，中間為圓柱形空間，四周骨架與掛桿相連，掛桿中間設有紫外線燈，能夠很好的對衣物內部進行消毒殺菌，同時考慮短波紫外線也會在一定程度上對人體造成危害，所以在晾曬架外部包裝一層塑料薄膜，薄膜由混合有紫外線吸收劑的樹脂制成[4]。

根據 GB19258—2012《紫外線殺菌燈》的相關規定，晾曬架采用石英玻璃生產的無臭氧低氣壓汞蒸氣放電紫外線殺菌燈（單端燈），其紫外輻射峰值波長為 253.7nm，標稱功率為 55W(T5)，同時，根據國標，該設備殺菌的效果和時間如表1所示。

表1 單端T5紫外線等殺菌效果及所需時間表

將紫外線殺菌燈安裝在晾曬架中間部位，可以同時對四周衣物進行紫外線照射，加大殺菌的效率。紫外線燈燈管的鎮流器根據標稱電壓和標稱功率有所不同，使用時燈管和鎮流器必須相適配。此外，對于干燥衣物的消毒，也可使用此裝置，非常的便捷。

4 結論

面對第三產業的高速發展，面對賓館服務在這一方面的空缺，該晾衣架的設計同時滿足了多種需求，為人們的出行提供了便捷，低成本，易裝配。該設計具有一定的應用和推廣價值。

[1]盧全國,吳常林,劉利文,段年松．基于移植法的傘式晾衣架設計與試作[J]．南昌工程學院學報,2013(04):52-55．

[2]席軍,劉廷華．PTC熱敏電阻的開發應用現狀[J]．塑料,2005(04):79-84．

[3]劉浩．555時基電路原理及應用探討[J]．電子世界,2014(11):31．

[4]彭生輝,魏永帥．基于紫外線殺菌的衣物消毒架設計[J]．山東工業技術,2015(03):273．

Design and Control of Clothes Hanger with Drying and Ultraviolet Disinfection

Deng Yingnan;Wan Hongqiang;Ge Shuai;Lu Longlong;Ma Feinan;Zhang Yang
（School of Mechanical & Electrical Engineering, Xi'an University of Technology）

A kind of clothes hanger with drying and sterilizing function is designed，in order to solve the problem of airing,drying and sterilizing clothes.The paper expounds the function and structure of the clothes hanger module,drying module and disinfection module.The result shows that the clothes hanger has the characteristics of automation and practicability.It is suitable for the future development of smart home, and has a certain application prospect and reference value.

clothes hanger；drying；ultraviolet disinfection；control

鄧穎楠（1996—），女，陜西西安人，在讀本科生，研究方向為機械設計制造及其自動化。

萬宏強（1973—），男，陜西蒲城人，博士，副教授，研究方向：機械動態設計。

大學生創新創業訓練計劃項目201610702055。