多功能自动旋转晾衣架设计与实践

姜浩磊 王麒森 毕艳茹 杨新志

（淮安信息职业技术学院，江苏 淮安223003）

1 概述

在智能化时代下，人们的生活模式发生了翻天覆地的变化：智能家电、智能家居等产品相继被推出，并以较高的性价比越来越贴近用户的内心。晾衣架也由原来传统的样式、功能逐步走上了智能的行列，正在步入高速发展的快车道。目前市场上晾衣架的种类和形式越来越多，各种晾衣架和装置的自动化程度已经提高了，但是，目前晾衣架的功能在市场上普遍是一样，在出现了自动伸缩晾衣架以后，就再也没有其他方面的创新。能够加速晾干衣物、价格低、使用方便、节能环保，适合大众消费的晾衣架却不存在，大多都是“靠天吃饭”，在阴雨天气，晾干衣物速度方面就显得“力不从心”。尤其，一些住宿的职工或学生宿舍之中，由于人员多，空间小，用电有限制，同时，住宿学生大部分消费能力低，买不起带烘干的高端洗衣机，因此，很多背阳的地方，由于潮湿，在春、夏季过度中衣物总是晾不干，滋生霉菌。针对以上问题，为方便宿舍职工或学生，研制一款低速，通过设定时间和档位，可自动旋转，增加空气流动速度的晾衣架，采用可拆卸方式，节省空间；同时，产品价格低、耗电少，节约能源，适合大众需要。即能保证加速衣物晾干，又方便快捷，特别满足住宿人员的使用，该晾衣架具有很强的使用价值。

2 自动旋转晾衣架设计简介

采用模块化和兼容性设计理念，设计开发出一款能够增加空气流通，让衣物加速晾干的自动旋转晾衣架。该晾衣架解决了在春夏季交替的梅雨季节、秋冬季节以及阴雨天气等多种情况下，因潮湿，衣物数天不干的现象。这款衣架平时可以晾衣服，需要时可以自动旋转，加速衣物晾干，非常适用于大学生，住宿舍职工、居住在潮湿地区的人群使用，能满足各种人群生活的需要，具有很大的使用价值。

图2 控制板电路设计

图3 电路原理图

3 自动旋转晾衣架需求及构成设计

3.1 需求分析。产品研发从使用者角度出发，产品调研期间汇总了市场上同类产品的优缺点，根据不同品牌产品的使用操作，进行优化，时尚简约的外观造型进行设计。采用具有典雅清新的时尚元素，即是一款工具也是一件室内装饰品。自动旋转式晾衣架，不仅仅满足普通正常晾衣需求。同时，还具有自动化功能。能够定时、定速进行旋转以及增加其他功能。在智能时代下，细节创新上会有更多发展的前景，完全可以实现自动旋转式晾衣一物多用的效果。自动旋转的晾衣架，通过旋转加速周围空气的流动速度，从而加速水分的蒸发，将非常受饱受潮湿煎熬人士的欢迎，适用于梅雨天比较多的地区，空气流动慢，衣物晾不干现象。有很大的实用价值，解决室内衣物潮湿的问题。

3.2 自动晾衣架系统构成设计

3.2.1 机械结构设计。本产品各部分采用模块化设计，各个部件间拆装方便，形成一个完整的系统；产品部件采用CNC 加工，保证了产品的质量；根据人体身高比例，设计成适合大众的晾衣高度。本产品使用方便，快捷。结构上采用常规的落地式，提高了稳定性。考虑到大多在室内使用且阴暗潮湿时候。部件全部采用了不易腐蚀的铝合金和硬塑PVC 材质。既减少了产品的生产成本又保证了产品的刚性和耐腐蚀性。首先用CAD、UG设计图纸，充分研究好结构的合理性后，再组织实施加工。具体结构说明如下。a.衣架主体下部由1.5 米高的PVC 圆管做装饰管，套装在旋转轴上，上面设计上系列图案，起到美观装饰、防水的作用。b.中内嵌晾衣架旋转轴，旋转轴由不锈钢圆钢型材做支撑，和电机主轴相连，实现转动。在旋转轴上方设立了两层的晾衣台，晾台由托架支撑，采用螺丝紧固的安装方式，拆装方便，其上面有挂钩，上部为较小挂台，可以晾晒贴身小件衣物，其下方35 公分处可安装较大晾挂台，大晾挂台造型设计为花瓣形式+筋构成，即增加艺术气息，也形成不同层面的晾晒位置，采用这种错层的方式挂衣物，不仅没减少挂钩数量，还增加了空气流动的面积，增大通风量，提高晾衣速度。大晾台采用八边形花瓣圆盘，同时用加强筋，降低挂台的自重；c.晾衣架下方底座上安装有控制箱，可以设计成圆台卡通结构，采用铝合金制作，里面安放电机、衣架操作控制器等电器配件，上面安装有控制面板，起到支撑保护作用，晾衣杆旋转轴采用不锈钢管材，承重能力强，旋转轴通过联轴器接在电机主轴上，跟随主轴一起转轴，衣物也跟着一起旋转，加大空气流动速度，也提高晾干速度。d.衣架最下部为底座，增大与地面接触面积，保证整套设备的稳定性，采用PVC 材料，耐腐蚀，防止生锈。自动旋转式晾衣架结构示意图如图1 所示。3.2.2 控制系统设计，控制系统分为二个模块：操作面板控制电路和电机驱动电路二个部分。a.操作面板控制电路：实现开关、旋转、调速、定时功能[1]。用户根据需要可选择不同转速档位，或设定定时旋转等要求。b.机驱动电路：根据操作面板控制电路信号，通过电机驱动电路驱动电机运行。控制系统原理如下：外部控制面板→控制电路→电机驱动电路→低速电机→衣架转轴。c.制电路原理与所选元器件控制电路分成状态锁存电路、触发脉冲电路、档位控制电路三部分，有四与非门74LS00、4D 触发器74LS175、八选一数据选择器74LS151、四与门74LS08。用555 多谐振荡器做一个脉冲电路或者单脉冲发生电路代替开关产生脉冲[2]，再增加定时电路和按键反馈电路即可实现所有功能。电机采用微型同步电机，体积小，功率在40W-60W 范围之间，电压220V，10 转/分。晾衣架用控制面板系统分三个功能模块，分别是调速设置、定时设置、开始运行，退出系统，调速即为电机转速设置，转速分为强、中、弱三种。3.2.3 控制电路设计：定时器电路、电机转速控制电路、主控电路三个部分[3]（图2、3）。

3.3 技术方案的实施过程。产品研发从使用者出发，产品调研期间汇总市面上同类产品的优缺点，自动旋转式晾衣架整体方案设计，首先研发本体机械结构、并根据不同品牌产品的使用方法进行优化整合，设计出时尚简约的自动旋转式晾衣架。用CAD、UG 设计图纸及建模，充分研究好结构的合理性后，再组织实施加工生产，其次完成电气部分系统设计与开发，控制器制作，控制器系统电气程序设计与编制，电控部件安装调试，最终实现其设计功能。

结束语

该晾衣架结构上采用模块化设计，各部件可以灵活拆卸，形成一个完整的整体。材料上采用高强度不锈钢和铝材为旋转轴和底座，刚性强，抗腐蚀。同时，根据人体工学设计合理产品高度，提高使用者的舒适性与便利性，应用时尚风格，汇集流行元素，集实用和装饰于一身。新颖、方便、实用，切实解决现实生活中问题，具有很强的使用价值。