智能伸缩转动式晾衣机及其控制方法与流程

本发明涉及智能家居技术领域，具体的说是一种智能伸缩转动式晾衣机及其控制方法。

背景技术：

在传统技术中，居家晾衣通常采用固定的晾衣杆设置在阳台上来来晾晒衣物。随着智能家居的逐步发展，住所智能晾衣也逐渐走入人们的智能生活，例如，采用控制拉线来控制晾衣杆上升下降，但是现有晾衣方式存在以下缺陷：

(1)晾衣装置占地面积大，不适用于现有小户型的住户。

(2)城市建筑密集，建筑距离小，阳台风速小，太阳照射时间短，导致衣物晾晒效果差，特别是楼层较低的住户，衣物晾晒几天都不能干，即使晾干后，也伴有酸臭味。

(3)太阳照射时间短，衣物灭菌效果差。

(4)晾衣杆长度固定不变，晾晒衣物有限。

综上所述，现有的晾衣装置还不能满足人们的需求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种智能化晾衣机，可实现智能检测和转动，智能晾衣。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种智能伸缩转动式晾衣机，其关键在于：包括固定安装箱，在所述固定安装箱内设置有至少一个升降电机，所述升降电机的输出轴上与升降架的一端连接，所述升降架的另一端穿出所述固定安装箱底部与升降平台连接，在所述升降平台上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出轴竖直向下，该旋转电机的输出轴上连接有旋转抵接箱，在所述旋转抵接箱内设置有至少一个伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴与伸缩架的固定端连接，所述伸缩架的自由端穿出所述旋转抵接箱的侧壁，实现水平伸缩，所述伸缩架用于晾晒衣物；所述升降电机、旋转电机和所述伸缩电机均与单片机控制器连接。

通过上述设计，控制器可控制升降电机、旋转电机、伸缩电机自动旋转，实现智能控制。旋转电机旋转时，可带动伸缩架一起旋转，可实现晾衣机360度旋转。并且结合伸缩电机，实现伸缩架的伸展和收缩，大大提高了晾衣面积。

进一步的技术方案为：所述单片机控制器的重力输入端连接有重力传感器，所述单片机控制器的光线强度输入端连接有光线强度传感器，所述单片机控制器的温度信号输入端连接有温度传感器，所述单片机控制器的湿度信号输入端连接有湿度传感器，所述单片机控制器的风速信号输入端连接有风速传感器，所述单片机控制器的雨滴信号输入端连接有雨滴传感器，所述单片机控制器的PM2.5信号输入端连接有PM2.5检测模块；

所述单片机控制器的输出端上连接有Zigbee模块、GSM模块、报警模块。

采用上述方案，单片机控制器的重力输入端采集重力信号，可实时监测升降平台承受的重力，当超过最大承重限值时，可通过报警模块实现报警；单片机控制器实时获取光线强度传感器监测的光照强度，并且可通过比较光照强度，控制旋转电机随着光照随时转动，提高晾衣机的晾晒效果；通过温度传感器、湿度传感器、风速传感器可实时监测晾晒环境，当温度、湿度、风速、PM2.5中任意一个指标超出了晾晒值，单片机控制器均可以控制升降电机、旋转电机、伸缩电机作出相应的动作。同时，只要检测到雨滴，旋转电机均可将伸缩架收回到室内，防止衣物淋雨。通过GSM模块、Zigbee模块可实现信号传递，将晾衣机的信号发送至移动终端，便于人们了解晾衣机的工作情况和远程控制晾衣机。

再进一步的技术方案为：包括伸缩导轨，所述伸缩导轨的固定连接端与所述旋转抵接箱连接，所述伸缩导轨的活动端沿所述伸缩架的伸缩方向伸缩；在所述伸缩导轨的导轨槽内卡接有至少两个限位块，所述限位块分别固定在所述伸缩架上，当所述伸缩架延伸或者收缩时，所述限位块可沿所述伸缩导轨的导轨槽滑动。

采用上述方案，伸缩导轨可以增加伸缩架的承重力，防止伸缩架由于受力过大出现晃动，并且可以通过上述设计，可以有效防止伸缩架出现晃动，提高了整个晾衣机的可靠性。

再进一步的技术方案为：在所述升降平台底部设置有环形滑槽，所述旋转抵接箱设置在所述环形滑槽中心，在所述环形滑槽的滑槽内滑动安装有滑块，所述滑块与上拉线的上端连接，所述上拉线的下端固定在所述伸缩导轨活动端端部，当所述旋转电机带动所述旋转抵接箱旋转时，所述上拉线的一端沿着所述环形滑槽的滑槽滑动。

根据上述技术方案，可增加伸缩架的承重量，当旋转电机转动时，可带动上拉线、滑块一起转动。当晾晒衣物时，上拉线可给伸缩架一个上拉力。

再进一步的技术方案为：在所述升降平台底部设置有燕尾滑槽，在所述旋转抵接箱上设置有与所述燕尾滑槽配套的滑动凸块，所述滑动凸块套装在所述燕尾滑槽内。

采用上述方案，燕尾滑槽可提高升降平台的承重力，这样也晾晒更多的衣物。

再进一步的技术方案为：所述重力传感器设置在所述滑动凸块和所述燕尾滑槽的抵接处；所述光线强度传感器设置在所述伸缩导轨的一端端部；所述温度传感器、湿度传感器、风速传感器、雨滴传感器和PM2.5检测模块均设置在所述伸缩导轨另一端端部。

采用上述方案，重力传感器检测升降平台的承重量，当超出最大承重量时，单片机控制器可控制发出承重超标报警；光线强度传感器设置在靠近旋转抵接箱处，可使光照强度检测更加可靠，可检测到整个晾衣机的光照情况。

为了增加晾衣量和方便晾衣，在所述伸缩架上设置有衣架挂孔。

为了提高晾衣效果和晾衣质量，更好地杀灭菌等，在所述固定安装箱底部设置有照明装置和紫外线照射装置。

一种智能伸缩转动式晾衣机的控制方法，其关键在于包括以下步骤：

S1：分别设定所述升降电机、旋转电机、伸缩电机初始化位置，所述升降电机的初始位置为所述升降架处于收缩状态时的位置，所述旋转电机的初始位置为所述伸缩架处于室内的位置，所述伸缩电机的初始位置为所述伸缩架处于收缩状态时的位置；设定适宜衣物晾晒温度范围值、湿度范围值、风速范围值、光线强度范围值、PM2.5范围值；设定不适宜晾晒天气；设定所述旋转电机旋转的最大角度；

S2：初始化，所述升降电机、旋转电机、伸缩电机回到初始化位置；

S3：通过Zigbee模块，获取实时实地天气预报，判断当前天气是否为适宜室外晾衣天气，若适宜室外晾衣，进入步骤S4；若不适宜室外晾衣，则启动室内晾晒模式，保持所述旋转电机不动，控制所述伸缩电机将所述伸缩架伸展至最远处，返回步骤S3；

S4：室外晾晒模式：所述旋转电机旋转，并停留在所述光线强度传感器检测到的光照强度最强的位置；

S5：判断雨滴传感器是否检测到雨滴，若是，进入步骤S9，否则，进入步骤S6；

S6：判断当前晾晒环境是否均处于适宜衣物晾晒温度范围值、湿度范围值、风速范围值、光线强度范围值、PM2.5范围值内，若是，进入步骤S7；否则进入步骤S9；

S7：控制所述伸缩电机将所述伸缩架伸展至最远处；

S8：延时T分钟，返回步骤S4；

S9：控制所述旋转电机回到初始化位置，并返回步骤S3。

步骤S4中，光照强度最强的位置的判断方法为：

S41：设定初始位置的光照强度L₀为最大光照强度，设定旋转电机最大旋转角度，并进入步骤S42；

S42：判断所述雨滴传感器是否检测雨滴，若是，所述旋转电机回到初始化位置，否则，进入步骤S43；

S43：所述旋转电机控制所述旋转抵接箱沿一个方向旋转x度，该方向为顺时针方向或逆时针方向，并记录下该位置的光照强度Lnx；

S44：判断光照强度Lnx是否大于最大光照强度，若是，将Lnx设为新的最大光照强度；否则最大光照强度不变；

S45：判断旋转总角度是否大于或等于最大旋转角度，若是，停止转动，将得到的最大光照强度为最终光照强度；否则，返回步骤S42；

本发明的有益效果：智能晾衣，节省人力物力，晾晒效果好，实现衣物智能收、晾。晾衣机结构简单，可实现自动升降、旋转、收缩、延伸，晾衣机晾衣量大，承重力大。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明的控制系统框图；

图3是本发明的控制方法流程图；

图4是本发明的寻找光照强度流程图；图中1.固定安装箱，2.升降电机，3.升降架，4.升降平台，4a.环形滑槽，5.旋转电机，6.旋转抵接箱，7.伸缩电机，8.伸缩架，9.伸缩导轨，10.上拉线，11.单片机控制器，11a.重力传感器，11b.光线强度传感器，11c.温度传感器，11d.湿度传感器，11e.风速传感器，11f.雨滴传感器，11g.PM2.5检测模块，11h.Zigbee模块，11l.GSM模块，11m.报警模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1可以看出，一种智能伸缩转动式晾衣机，包括固定安装箱1，在所述固定安装箱1内设置有两个升降电机2，所述升降电机2的输出轴上与升降架3的一端连接，所述升降架3的另一端穿出所述固定安装箱1底部与升降平台4连接，在所述升降平台4上设置有旋转电机5，所述旋转电机5的输出轴竖直向下，该旋转电机5的输出轴上连接有旋转抵接箱6，在所述旋转抵接箱6内设置有一个伸缩电机7，所述伸缩电机7的输出轴与伸缩架8的固定端连接，所述伸缩架8的自由端穿出所述旋转抵接箱6的侧壁，实现水平伸缩，所述伸缩架8用于晾晒衣物。

还包括伸缩导轨9，所述伸缩导轨9的固定连接端与所述旋转抵接箱6连接，所述伸缩导轨9的活动端沿所述伸缩架8的伸缩方向伸缩。

在所述伸缩导轨9的导轨槽内卡接有至少两个限位块8a，所述限位块8a分别固定在所述伸缩架8上，当所述伸缩架8延伸或者收缩时，所述限位块8a可沿所述伸缩导轨9的导轨槽滑动。

在所述升降平台4底部设置有环形滑槽4a，所述旋转抵接箱6设置在所述环形滑槽4a中心，在所述环形滑槽4a的滑槽内滑动安装有滑块，所述滑块与上拉线的上端连接，所述上拉线10的下端固定在所述伸缩导轨9活动端端部，当所述旋转电机5带动所述旋转抵接箱6旋转时，所述上拉线10的一端沿着所述环形滑槽4a的滑槽滑动。

在所述升降平台4底部设置有燕尾滑槽，在所述旋转抵接箱6上设置有与所述燕尾滑槽配套的滑动凸块，所述滑动凸块套装在所述燕尾滑槽内。

在所述伸缩架8上设置有衣架挂孔。

在所述固定安装箱1底部设置有照明装置和紫外线照射装置。

从图2可以看出，所述升降电机2、旋转电机5和所述伸缩电机7均与单片机控制器11连接。

所述单片机控制器11的重力输入端连接有重力传感器11a，所述单片机控制器11的光线强度输入端连接有光线强度传感器11b，所述单片机控制器11的温度信号输入端连接有温度传感器11c，所述单片机控制器11的湿度信号输入端连接有湿度传感器11d，所述单片机控制器11的风速信号输入端连接有风速传感器11e，所述单片机控制器11的雨滴信号输入端连接有雨滴传感器11f，所述单片机控制器11的PM2.5信号输入端连接有PM2.5检测模块11g，在所述单片机控制器11的升降输入端还设置有升降按钮。

所述单片机控制器11的输出端上连接有Zigbee模块11h、GSM模块11l、报警模块11m。

所述重力传感器11a设置在所述滑动凸块和所述燕尾滑槽的抵接处。

所述光线强度传感器11b设置在所述伸缩导轨9的一端端部。

所述温度传感器11c、湿度传感器11d、风速传感器11e、雨滴传感器11f和PM2.5检测模块11g均设置在所述伸缩导轨9另一端端部。

一种智能伸缩转动式晾衣机的控制方法，从图3和4可以看出，包括以下步骤：

S1：分别设定所述升降电机2、旋转电机5、伸缩电机7初始化位置，设定适宜衣物晾晒温度范围值、湿度范围值、风速范围值、光线强度范围值、PM2.5范围值；设定不适宜晾晒天气；设定所述旋转电机5旋转的最大角度；

所述升降电机2的初始位置为所述升降架3处于收缩状态时的位置，所述旋转电机5的初始位置为所述伸缩架8处于室内的位置，所述伸缩电机7的初始位置为所述伸缩架8处于收缩状态时的位置。

不适宜晾晒天气：雨天、雾霾天气空气指数大于等于200、雪天、沙尘天气、风速等级风速大于等于10m/s等。

旋转电机的最大转动角度：180度。

S2：初始化，所述升降电机2、旋转电机5、伸缩电机7回到初始化位置；

S3：通过Zigbee模块11h，获取实时实地天气预报，判断当前天气是否为适宜室外晾衣天气，若适宜室外晾衣，进入步骤S4；若不适宜室外晾衣，则启动室内晾晒模式，保持所述旋转电机5不动，控制所述伸缩电机7将所述伸缩架8伸展至最远处，返回步骤S3；

S4：室外晾晒模式：所述旋转电机5旋转，并停留在所述光线强度传感器11b检测到的光照强度最强的位置；

S5：判断雨滴传感器11f是否检测到雨滴，若是，进入步骤S9，否则，进入步骤S6；

S6：判断当前晾晒环境是否均处于适宜衣物晾晒温度范围值、湿度范围值、风速范围值、光线强度范围值、PM2.5范围值内，若是，进入步骤S7；否则进入步骤S9；

S7：控制所述伸缩电机7将所述伸缩架8伸展至最远处；

S8：延时T分钟，返回步骤S4；

在本实施例中，T＝20。

S9：控制所述旋转电机5回到初始化位置，并返回步骤S3。

步骤S4中，从图4可以看出，光照强度最强的位置的判断方法为：

S41：设定初始位置的光照强度L₀为最大光照强度，设定旋转电机最大旋转角度，并进入步骤S42；

S42：判断所述雨滴传感器11f是否检测雨滴，若是，所述旋转电机5回到初始化位置，否则，进入步骤S43；

S43：所述旋转电机5控制所述旋转抵接箱6沿一个方向旋转10度，该方向为顺时针方向，并记录下该位置的光照强度Lnx；

S44：判断光照强度Lnx是否大于最大光照强度，若是，将Lnx设为新的最大光照强度；否则最大光照强度不变；

S45：判断旋转总角度是否大于或等于最大旋转角度，若是，停止转动，将得到的最大光照强度为最终光照强度；否则，返回步骤S42；

本发明的工作原理：

将固定安装箱1安装在晾衣室屋顶上，将升降电机2的设置为升降架3处于收缩状态，旋转电机5设为伸缩架8处于室内且与外墙体平行，伸缩电机7设为所述伸缩架8处于收缩状态。

当要悬挂衣物时，按压升降按钮，单片机控制器发送下降信号至升降电机2，升降电机2开始下降，下降至人们可悬挂高度。

单片机控制器通过Zigbee模块获取实时天气情况，若为宜晾晒天气，旋转电机5开始旋转，伸缩架想外转动，并停留在光照强度最大的位置。

当温度、湿度、光线强度、PM2.5超出预设范围值时，或者出现下雨的情况，旋转电机5自动旋转，将伸缩架转至室内。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。