功能型智能衣柜的设计与结构分析

蒯荟羽 徐伟 何蕴洁 陆清屿

摘 要：本文主要讲述了一款功能型智能衣柜的设计与结构分析。其衣柜柜体设计包括柜体、柜门、层板、环形衣架系统和镜面显示屏，环形衣架系统置于柜体上部的上方，分为衣架部分、自动挂钩部分和衣物识别器部分，镜面显示屏置于柜体上部柜门外表面，柜体下部则由抽屉和底柜模块组成。其优点在于，环形衣架系统采用智能衣物识别和传送，和镜面显示屏组合形成智能换衣系统，大大提高了挑选衣物的效率，同时可以为用户提供潮流、天气、在库衣物等多方面的信息，提高用户衣物搭配的时尚感和实用性。

关键词：智能衣柜;环形衣架;功能设计

智能家居产品的出现、新材料新技术的运用，越来越多地吸引了青年人群的目光，智能家居成为青年群体的新宠。如可自动弹起的懒人床、支持无线充电的沙发茶几、能自动消毒的鞋柜衣柜等，都深受青年群体的喜爱。[1]本文主要对一种带有镜面显示屏和环形衣架的智能衣柜进行设计与结构上的分析，其功能性在于针对衣橱凌乱、衣装搭配选择困难、衣装和气候冲突等问题，分别提供自动整理、快捷试装、分析记录等功能，提高用户生活质量，节约用户时间，满足使用者各方面的需求。

1 智能衣柜的发展现状

随着时代发展、科技进步，智能化引领了崭新的生活方式，家居行业也逐渐引入智能控制技术，众厂家纷纷着手尝试，试图抢先占领智能化家居的市场。智能家居产品融入了组合智能、电子智能、机械智能、物联等多种技术，是创新性、智能性和实用性的统一，具有极强的功能可塑性。但是由于各厂设计的大同小异、无用累赘功能的开发和联动互联网产业的不全面，导致该市场至今都没有被很好地开发。

随着经济的发展和生活水平的提高，人们的衣服越来越多，衣柜也成为人们日常生活的必需品。应市场需求，衣柜也从最初的仅具备存储功能，发展到如今各式各样功能的衣柜层出不穷。[2]通过对传统衣柜行业的调查研究，发现传统衣柜会使衣服产生发霉、有异味、潮湿等问题，严重影响了衣物的质量和穿着的舒适性。[3]智能衣柜可以说是智能化家居中比较成熟的领域，即使如此，其提供的如遥控开启、环境优化、手机联动等功能，依旧不能为用户带来明显的生活质量提升，各厂家的功能大多十分相似，价格却相差甚远，这些都使用户对该市场产生不信任感，持观望态度居多。用户不愿投入资金，无法反馈给厂家改进的需求和建议，厂家也无法获得资金以继续研究，使智能衣柜的发展停滞下来。不过也正因如此，我们能够從中反思缺陷，杜绝对功能的绝对放大并且考虑用户的使用感受，进而研发出能够吸引用户眼球的设计。

2 智能衣柜的结构分析

2.1 智能衣柜整体结构

衣柜在设计中应达到安全使用、方便舒适、美观自然的目的。[4]本款智能衣柜分为衣柜内部衣物扫描放置环形衣架部分和柜门表面智能镜面显示器部分;衣柜分为上：柜内环形衣架、衣物识别器、自动挂钩、柜门表面镜面显示屏，下：三个抽屉和底柜部分。

2.2 环形旋转衣架的结构

位于柜体内部上方，俯视下两边呈半圆形，中间由两条直线连接。环形衣架框架通过四根支柱悬于柜顶板，框架内部嵌有轨道，挂衣钩连接于环形衣架框架中的轨道上，呈中空的长方形，挂衣钩内部上方设置有LED照灯，挂衣钩内部下方设置有在库确认按钮，每个挂衣钩内置感应器，可以根据衣物的厚度保持与相隔挂衣钩之间的合适距离。当用户通过中间的柜门开启处挂入新衣物时，衣物挂入后挂衣钩中的按钮按下，衣物进入在库状态，新挂入的衣物将立即通过环形衣架轨道转至衣柜侧板处，此时轨道运转速度为10mm/s。新衣物移动到位后，由自动挂钩截取并由衣物识别器进行扫描，扫描结束后再由自动挂钩挂回原位。当用户通过镜面显示器挑选衣物并点选特定衣物时，被点选的衣物挂钩上的LED灯亮起并且衣物所在挂衣钩跟随轨道转至柜门开启处，此时轨道运转速度为40mm/s。衣物被取下后LED灯熄灭，衣物进入离库状态。若衣物被重新挂回，将根据其被挂入的挂衣钩进行重新编号，无须重新扫描。

2.3 自动挂钩和衣物识别结构

位于柜体侧板和环形衣架挂衣钩同等高度的位置，是具有抓取能力的环扣形部件。当新衣物挂入衣柜中时，衣物跟随环形衣架旋转至自动挂钩处，此时自动挂钩前伸抓取衣物所挂衣架并将其拿下，之后旋转90°将衣物正面面向衣物识别器，由衣物识别器扫描，获取其版型、颜色、材质并建立该衣物的相关数据。扫描结束后，自动挂钩反向旋转90°并将衣物放回原位。

2.4 镜面触摸显示屏结构

位于中央柜门外表面，未开启时仅作为镜面，当用户双击显示屏时，显示屏开启，屏幕右上方显示潮流按钮、天气按钮、在库衣物按钮、搭配按钮四个按钮。其中搭配按钮可供用户选择自动搭配或手动搭配两种使用模式，点选自动搭配按钮时，系统会智能根据在库衣物信息和天气等情况自动完成搭配，并在画面上显示出几套搭配方案，以供用户选择。选中后，进入试装环节，用户站在显示屏前，显示屏识别用户身体并将虚拟衣物贴合显示于显示屏中的用户身上，进行虚拟试穿。选择手动搭配按钮时，屏幕上会显示出所有在库衣物供用户选择，也可选择虚拟试穿。其他按钮则提供潮流时尚、天气、在库衣物状况等信息。新媒体技术的介入打破了单一的展示设计，通过科学技术支撑，能够更加自由地发挥创意完成设计。[5]

2.5 衣柜除湿结构

位于衣柜上部顶板和背板交界处，下部抽屉和底柜的背板处，设置有PTC发热器。工作时间为9点至21点时，每工作20分钟休眠40分钟，工作时间为21点至9点时，依旧每工作20分钟休眠40分钟，但进入低耗静音模式。

在衣柜中设置环形旋转衣架、衣物识别器、自动挂钩、镜面显示屏等。通过衣物识别器对用户的衣物进行编号记录;通过自动挂钩将记录的衣物挂入环形衣架中对应的挂衣钩中，实现衣物在库状态，在用户选中该衣物时自动旋转至镜面显示器所安装的柜门前;通过柜门上安装的镜面显示屏，实现虚拟试衣功能，虚拟试衣又可分为自动搭配与手动搭配两种选项，自动搭配是由人工智能基于服装材质、版型、色彩等进行搭配，手动搭配则由用户通过显示屏自行选择试衣，同时，显示屏上还可查看潮流时讯，天气变化，在库衣物状态等;通过柜体内部的除湿装置，可以保持衣物随时清新整洁，防止细菌滋长;通过柜体下方抽屉和底柜对换季后的衣物和被褥等进行收纳，使柜体布局平衡，更加美观。

3 结语

衣柜功能设计要综合考虑人、衣柜和衣物三者之间的关系。[6]智能衣柜属于智能家居的一部分，目前家居市场已经开始重视对智能化控制技术的应用，传统家具的生产模式和功能已经不能满足智能化时代的需求，家具智能化是家居行业发展的必然要求。[7]智能衣柜在使用中涉及许多灵活的功能配置，在今后的设计和制造中，如何尽量多地放大功能性并且设计更简便的智能化操作系统，还有许多需要研究的地方。

参考文献：

[1] 王丽娜，许柏鸣.青年群体家具消费行为研究[J].家具，2017，38（03）：64-67.

[2] 张逢雪，王香婷，王通生.基于STM32单片机的无线智能家居控制系统[J].自动化技术与应用，2011（08）：102-105.

[3] 张雪颖，吴智慧，詹先旭，杨勇.基于智能控制技术的除湿杀菌衣柜研究[J].家具，2018，39（02）：68-74.

[4] 徐颖异，吴智慧.基于人体工程学的衣柜产品调研与评价[J].家具，2018，39（1）：19-24.

[5] 施琪，周橙旻.基于新媒体技术的家具展示设计探讨[J].家具，2018，39（02）：75-78.

[6] 孙克亮，王逢瑚.整体衣柜功能的适用性设计[J].木材加工机械，2011，22（01）：14-16.

[7] 张小玲，康铁鑫，张宽宏，姚文宇.智能衣柜控制系统设计[J].信息系统工程，2018（10）：119-121.

作者简介：蒯荟羽（1998—），女，本科在读，研究方向：家具结构设计。

通讯作者：徐伟（1975—），男，教授，研究方向：家具与木制品工程。