多功能自動旋轉晾衣架設計與實踐

姜浩磊 王麒森 畢艷茹 楊新志

（淮安信息職業技術學院，江蘇 淮安223003）

1 概述

在智能化時代下，人們的生活模式發生了翻天覆地的變化：智能家電、智能家居等產品相繼被推出，并以較高的性價比越來越貼近用戶的內心。晾衣架也由原來傳統的樣式、功能逐步走上了智能的行列，正在步入高速發展的快車道。目前市場上晾衣架的種類和形式越來越多，各種晾衣架和裝置的自動化程度已經提高了，但是，目前晾衣架的功能在市場上普遍是一樣，在出現了自動伸縮晾衣架以后，就再也沒有其他方面的創新。能夠加速晾干衣物、價格低、使用方便、節能環保，適合大眾消費的晾衣架卻不存在，大多都是“靠天吃飯”，在陰雨天氣，晾干衣物速度方面就顯得“力不從心”。尤其，一些住宿的職工或學生宿舍之中，由于人員多，空間小，用電有限制，同時，住宿學生大部分消費能力低，買不起帶烘干的高端洗衣機，因此，很多背陽的地方，由于潮濕，在春、夏季過度中衣物總是晾不干，滋生霉菌。針對以上問題，為方便宿舍職工或學生，研制一款低速，通過設定時間和檔位，可自動旋轉，增加空氣流動速度的晾衣架，采用可拆卸方式，節省空間；同時，產品價格低、耗電少，節約能源，適合大眾需要。即能保證加速衣物晾干，又方便快捷，特別滿足住宿人員的使用，該晾衣架具有很強的使用價值。

2 自動旋轉晾衣架設計簡介

采用模塊化和兼容性設計理念，設計開發出一款能夠增加空氣流通，讓衣物加速晾干的自動旋轉晾衣架。該晾衣架解決了在春夏季交替的梅雨季節、秋冬季節以及陰雨天氣等多種情況下，因潮濕，衣物數天不干的現象。這款衣架平時可以晾衣服，需要時可以自動旋轉，加速衣物晾干，非常適用于大學生，住宿舍職工、居住在潮濕地區的人群使用，能滿足各種人群生活的需要，具有很大的使用價值。

圖2 控制板電路設計

圖3 電路原理圖

3 自動旋轉晾衣架需求及構成設計

3.1 需求分析。產品研發從使用者角度出發，產品調研期間匯總了市場上同類產品的優缺點，根據不同品牌產品的使用操作，進行優化，時尚簡約的外觀造型進行設計。采用具有典雅清新的時尚元素，即是一款工具也是一件室內裝飾品。自動旋轉式晾衣架，不僅僅滿足普通正常晾衣需求。同時，還具有自動化功能。能夠定時、定速進行旋轉以及增加其他功能。在智能時代下，細節創新上會有更多發展的前景，完全可以實現自動旋轉式晾衣一物多用的效果。自動旋轉的晾衣架，通過旋轉加速周圍空氣的流動速度，從而加速水分的蒸發，將非常受飽受潮濕煎熬人士的歡迎，適用于梅雨天比較多的地區，空氣流動慢，衣物晾不干現象。有很大的實用價值，解決室內衣物潮濕的問題。

3.2 自動晾衣架系統構成設計

3.2.1 機械結構設計。本產品各部分采用模塊化設計，各個部件間拆裝方便，形成一個完整的系統；產品部件采用CNC 加工，保證了產品的質量；根據人體身高比例，設計成適合大眾的晾衣高度。本產品使用方便，快捷。結構上采用常規的落地式，提高了穩定性。考慮到大多在室內使用且陰暗潮濕時候。部件全部采用了不易腐蝕的鋁合金和硬塑PVC 材質。既減少了產品的生產成本又保證了產品的剛性和耐腐蝕性。首先用CAD、UG設計圖紙，充分研究好結構的合理性后，再組織實施加工。具體結構說明如下。a.衣架主體下部由1.5 米高的PVC 圓管做裝飾管，套裝在旋轉軸上，上面設計上系列圖案，起到美觀裝飾、防水的作用。b.中內嵌晾衣架旋轉軸，旋轉軸由不銹鋼圓鋼型材做支撐，和電機主軸相連，實現轉動。在旋轉軸上方設立了兩層的晾衣臺，晾臺由托架支撐，采用螺絲緊固的安裝方式，拆裝方便，其上面有掛鉤，上部為較小掛臺，可以晾曬貼身小件衣物，其下方35 公分處可安裝較大晾掛臺，大晾掛臺造型設計為花瓣形式+筋構成，即增加藝術氣息，也形成不同層面的晾曬位置，采用這種錯層的方式掛衣物，不僅沒減少掛鉤數量，還增加了空氣流動的面積，增大通風量，提高晾衣速度。大晾臺采用八邊形花瓣圓盤，同時用加強筋，降低掛臺的自重；c.晾衣架下方底座上安裝有控制箱，可以設計成圓臺卡通結構，采用鋁合金制作，里面安放電機、衣架操作控制器等電器配件，上面安裝有控制面板，起到支撐保護作用，晾衣桿旋轉軸采用不銹鋼管材，承重能力強，旋轉軸通過聯軸器接在電機主軸上，跟隨主軸一起轉軸，衣物也跟著一起旋轉，加大空氣流動速度，也提高晾干速度。d.衣架最下部為底座，增大與地面接觸面積，保證整套設備的穩定性，采用PVC 材料，耐腐蝕，防止生銹。自動旋轉式晾衣架結構示意圖如圖1 所示。3.2.2 控制系統設計，控制系統分為二個模塊：操作面板控制電路和電機驅動電路二個部分。a.操作面板控制電路：實現開關、旋轉、調速、定時功能[1]。用戶根據需要可選擇不同轉速檔位，或設定定時旋轉等要求。b.機驅動電路：根據操作面板控制電路信號，通過電機驅動電路驅動電機運行。控制系統原理如下：外部控制面板→控制電路→電機驅動電路→低速電機→衣架轉軸。c.制電路原理與所選元器件控制電路分成狀態鎖存電路、觸發脈沖電路、檔位控制電路三部分，有四與非門74LS00、4D 觸發器74LS175、八選一數據選擇器74LS151、四與門74LS08。用555 多諧振蕩器做一個脈沖電路或者單脈沖發生電路代替開關產生脈沖[2]，再增加定時電路和按鍵反饋電路即可實現所有功能。電機采用微型同步電機，體積小，功率在40W-60W 范圍之間，電壓220V，10 轉/分。晾衣架用控制面板系統分三個功能模塊，分別是調速設置、定時設置、開始運行，退出系統，調速即為電機轉速設置，轉速分為強、中、弱三種。3.2.3 控制電路設計：定時器電路、電機轉速控制電路、主控電路三個部分[3]（圖2、3）。

3.3 技術方案的實施過程。產品研發從使用者出發，產品調研期間匯總市面上同類產品的優缺點，自動旋轉式晾衣架整體方案設計，首先研發本體機械結構、并根據不同品牌產品的使用方法進行優化整合，設計出時尚簡約的自動旋轉式晾衣架。用CAD、UG 設計圖紙及建模，充分研究好結構的合理性后，再組織實施加工生產，其次完成電氣部分系統設計與開發，控制器制作，控制器系統電氣程序設計與編制，電控部件安裝調試，最終實現其設計功能。

結束語

該晾衣架結構上采用模塊化設計，各部件可以靈活拆卸，形成一個完整的整體。材料上采用高強度不銹鋼和鋁材為旋轉軸和底座，剛性強，抗腐蝕。同時，根據人體工學設計合理產品高度，提高使用者的舒適性與便利性，應用時尚風格，匯集流行元素，集實用和裝飾于一身。新穎、方便、實用，切實解決現實生活中問題，具有很強的使用價值。