全自动追光多功能晾衣架的设计与应用前景研究

◇沈阳化工大学 张玉磊 刘春艳 张鑫 郑浩睿 孙辉 刘祺

晾衣架是现代家庭的生活必需品，然而传统晾衣架不够智能化，无法根据环境变化自动改变工作状态。物联网技术的发展催生各类传感器设备的不断涌现，也使人们对环境信息的采集、存储和分析成为可能。项目组研究设计的智能晾衣架系统即是利用传感器获取环境信息，然后对信息进行分析，相应地驱动直流电机的旋转，实现晾衣架的上下左右转动。本产品对晾衣架的控制有自动和手动两种模式，且功能众多，很大程度上满足人们的生活需求。

近年来，随着生活水平的提高，日常生活用品也变得越来越智能高效，但晾晒衣物依然采用传统方式，不仅使用繁琐还耗费时间、精力。因此，需要设计一款具有较高自动化功能的产品，能够实现自动追光功能的晾衣架，从而满足特定消费人群的需求。现就全自动追光多功能晾衣架优势、设计思路及市场应用前景进行分析，希望该产品能够填补智能家居产品领域的空白，提升消费者的消费体验。

1 全自动追光多功能晾衣架优势

全自动追光多功能衣架内部装有紫外线灯，封闭式框架结构可以大大减小紫外线对人体的危害；其次，晾衣架底部盒子里装有遥控装置，使用者可以通过遥控自主地实现晾衣杆的升降，增强对于晾衣架使用的机动性；选用轻质的材料，降低了整个装机的重量。在不使用本产品的时候，还可以对其进行拆卸保存，节省了大量使用空间，同时增加了可移动性；产品的顶部装有太阳能板，可提高晾衣架的续航能力，也就意味着在没有电的情况下，也可以通过太阳能板集聚存储电量带动产品使用。全自动追光多功能晾衣架便于拆卸，方便携带与清洗，且相对于其他产品来说价格低廉、操作简单、适用人群很广，具有广阔的推广前景和商业价值。

2 全自动追光多功能晾衣架的设计思路

市场上现有的家用晾衣架绝大部分是悬挂式或者不锈钢落地折叠式晾衣架，二者皆不易拆卸且价格不菲，前者顶部安装有紫外线灯，长期照射还会对人体产生危害，后者较为笨重。针对许多家庭（特别是有老年人以及身体不方便人士）晾晒衣物的问题，从实际出发，结合光敏电阻以及电机的运作等原理，研究出一款晾衣装置，实现自动追光晾晒、消毒、烘干多功能一体化设计。

2.1 设计依据

家居产品的设计需要以人文为本[1]。首先，全自动追光多功能晾衣架的高度以标准成年人的身高作为设计标准参考，结合实际使用情况设计为2200mm，确保便于对衣物进行晾晒，另外，考量衣服烘干及旋转所需空间，将旋转部位的长度和宽度暂定为450mm。其次，为了完成旋转、晾衣杆的上下移动、自动追光和烘干等功能，在设计的过程中决定使用连杆、抱闸电机、啮合斜齿轮、齿轮齿条、单片机、紫外线灯等机械和光学电子结构使驱动部分的运动更加合理。

2.2 驱动结构的设计

对于智能家居产品设计来说，需要确保控制系统的完善性[2]。对于全自动追光多功能晾衣架，驱动结构的设计是关键，结构设计的水平将在很大程度上影响晾衣架功能的发挥。在设计驱动结构时，首要考虑的是驱动装置功能的实现，即完成旋转、衣杆上下移动以及自动追光等动作。经过计算，旋转部分的动力由抱闸电机承担，然后利用啮合齿轮和磁力相斥的原理完成，衣杆上下移动由抱闸电机完成，自动追光动作由单片机控制抱闸电机完成，烘干功能则由紫外线灯来完成。

2.3 各组成部分的设计

（1）框架。全自动追光多功能晾衣架的框架为箱体，其背部有两扇门，内部有两个晾衣杆，也是完成烘干和消毒的场所。烘干主要由安装在箱体内的小型烘干机来完成；消毒主要由安装在烘干机周围的紫外线小灯来完成，实现烘干、杀菌同步进行。

（2）抱闸电机。在设计的过程中将感光器装在晾衣杆的中间，这样可以有效地使衣物大面积被阳光所覆盖，控制器安装在衣杆内部。抱闸电机采用直齿轮，直齿轮与其升降杆上的“齿链”相啮合，完成晾衣杆上下移动。同时还配备了滑道式回路，通过电路回路闭合，成功实现晾衣杆的上下移动。

（3）磁条。磁条采用同性磁条，主要放在箱体与底座的接触处，目的减少两者之间的摩擦力，此处设计采用“电生磁”原理，利用压敏电阻来控制电流大小，即磁力大小。在实现自动光追功能的过程中，感光器能够将所感应的光线信息反馈给单片机，单片机根据光线信息对抱闸电机以及磁体进行控制，使得晾衣杆左右转动，从而实现对光线的自动追踪，加快衣物晾干的速度。这种系统控制方式能够在很大程度上减少对人为操作的需求，体现了科技以人为本的原则[3]。

3 新款晾衣架市场应用前景分析

现有的自动晾衣架产品由于缺乏完善的功能且价格较高，难以大规模地普及。而新款晾衣架针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供全自动追光功能。该晾衣架结构及操作简单、工作可靠，且进行了精心地设计与不断地改良，保障了创新性、实用性，引领未来人民生活的高品质享受。该款衣架成本低、使用效率高、经济环保、实用性较高，优于市场上的同类产品，有效地填补了国内市场的空白；其结构相对简单，有利于大规模的生产，因此拥有广阔的市场应用前景。

4 结束语

全自动追光多功能晾衣架设计合理、操作简单、功能多样，适用任何人群，特别是老年人和身体不便者，因而具有巨大的市场需求，其社会效益是无法用金钱来衡量的。该产品可以根据光强进行自动追光进而高效地将衣服晾干，还可以按自己的需求调整位置和高度，减少了很多人在晾衣服时遇到的的困扰，并且便于拆卸、携带与存放。总体上来说，该晾衣架技术含量较高、成本低、加工简单、工作可靠，能够有效填补智能家居市场的空白。