一种带烘干消毒功能晾衣架设计与控制

西安工业大学机电工程学院 邓颖楠 万宏强 葛 帅 卢龙龙 马飞南 张 洋

一种带烘干消毒功能晾衣架设计与控制

西安工业大学机电工程学院 邓颖楠 万宏强 葛 帅 卢龙龙 马飞南 张 洋

针对衣物晾晒、烘干、消毒问题，设计了一种带烘干消毒功能晾衣架。论文分别阐述了晾衣架模块、烘干模块、消毒模块的功能与结构。结果表明，与传统设计相比，晾衣架的设计实现了装置的自动化，实用性强，适合未来智能家居的时代发展需求，具有一定的应用前景和参考价值。

晾衣架；烘干；消毒；控制

随着人们消费水平的提高和第三产业的高速发展，人们对宾馆的服务要求也越来越高。在晾晒衣物方面，通常宾馆会提供2～3个普通衣架，用来悬挂衣物，但是考虑实际情况，人们需要对衣物进行及时的烘干和消毒，基于这种需求，仅有极少数高档宾馆会提供该服务，这给人们的出行生活带来了不便。因此，需要设计一款兼有烘干和消毒功能的晾衣架。为了满足这种需求，本文设计了一款适用于多数宾馆的多功能晾衣架，该设备通过外接电源供电，具有烘干杀菌消毒的功能，同时结构简单，易于装卸，成本较低，可为同类产品的设计提供的借鉴。本文从三个方面进行分模块设计，分别为晾衣架模块、烘干模块、消毒模块。

图1 总体结构图

1 晾衣架模块

晾衣架整体结构如图1所示。主要分为三个部分，底座、支撑杆和挂衣服的架子[1]。底座主要用来固定整体装置，同时设计引水装置和水槽，防止衣物滴水造成对设备影响，也避免人因为地面的水而滑倒；连接杆采用高强度的合金材料，防腐蚀且抗变形能力强，其作用主要为支撑，通过螺纹把底座和杆、杆和架子连接到一起。架子为悬挂衣服的地方，设计为伞骨状，在节省空间的同时更兼顾了美观性。采用轻型材料进行加工制作，各零件加工完成后采用螺纹联接、铆接、弹簧卡接等方法进行装配。底座上装有具有转向功能的轮子，晾挂衣服的时候通过旋转衣架即可，同时也方便整体结构的移动。

2 烘干模块

烘干模块采用PTC暖风机，主要利用风机鼓动空气流经PTC电热元件强迫对流作为主要热交换方式[2]。加热部件采用的半导体发热元件，同时配有风扇和大面积散热装置，有极高的传热效率，升温快而且辐射也比较小，具有自动恒温功能，长时间烘烤衣物也不会起燃，安全性很高，PTC元件一般具有防水功能。

配置555时基电路进行温控，555定时器是一种集成模拟电路和数字电路与一体的电子器件[3]。本文选用的555时基电路电路图如图2所示。

图2 555时基电路图

由NE555时基电路构成的单稳态以及一个负温度系数的热敏电阻Rt构成温控器，电路的供电选用12V的稳压管，即2CW60。为了提高测控的精度，热敏电阻使用带正温度系数的Pt1000，因为Pt1000的阻值与温度的变化具有更好的直线性，可以相对的提高测控的精度。

将此温控系统加载在PTC暖风机上，通过温控旋钮控制该系统，可以很好的控制暖风机的最高温度，防止暖风机过度加热，达到设定温度后停止加热，安全性能比较高。

对设计中的烘干系统设置三个档位，在对不同衣物烘干时提供选择，对于普通易干衣物，选择1档，仅风扇工作，不加热；对于较难干的衣物，选择2档，风扇运行的同时，以一半功率制热；对于厚重或大型衣物及其他物品，选择3档，风扇运行加全功率制热。这样的设计，更加人性化，也可以节约电能。

3 杀菌模块

在整体晾衣架的顶端安装一紫外线杀菌灯，紫外线消毒具备快速、容易实施且效率较高的特点。其结构如下，中间为圆柱形空间，四周骨架与挂杆相连，挂杆中间设有紫外线灯，能够很好的对衣物内部进行消毒杀菌，同时考虑短波紫外线也会在一定程度上对人体造成危害，所以在晾晒架外部包装一层塑料薄膜，薄膜由混合有紫外线吸收剂的树脂制成[4]。

根据 GB19258—2012《紫外线杀菌灯》的相关规定，晾晒架采用石英玻璃生产的无臭氧低气压汞蒸气放电紫外线杀菌灯（单端灯），其紫外辐射峰值波长为 253.7nm，标称功率为 55W(T5)，同时，根据国标，该设备杀菌的效果和时间如表1所示。

表1 单端T5紫外线等杀菌效果及所需时间表

将紫外线杀菌灯安装在晾晒架中间部位，可以同时对四周衣物进行紫外线照射，加大杀菌的效率。紫外线灯灯管的镇流器根据标称电压和标称功率有所不同，使用时灯管和镇流器必须相适配。此外，对于干燥衣物的消毒，也可使用此装置，非常的便捷。

4 结论

面对第三产业的高速发展，面对宾馆服务在这一方面的空缺，该晾衣架的设计同时满足了多种需求，为人们的出行提供了便捷，低成本，易装配。该设计具有一定的应用和推广价值。

[1]卢全国,吴常林,刘利文,段年松．基于移植法的伞式晾衣架设计与试作[J]．南昌工程学院学报,2013(04):52-55．

[2]席军,刘廷华．PTC热敏电阻的开发应用现状[J]．塑料,2005(04):79-84．

[3]刘浩．555时基电路原理及应用探讨[J]．电子世界,2014(11):31．

[4]彭生辉,魏永帅．基于紫外线杀菌的衣物消毒架设计[J]．山东工业技术,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

邓颖楠（1996—），女，陕西西安人，在读本科生，研究方向为机械设计制造及其自动化。

万宏强（1973—），男，陕西蒲城人，博士，副教授，研究方向：机械动态设计。

大学生创新创业训练计划项目201610702055。