自适应晾晒智能晾衣系统的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域]
本发明涉及家居用品，具体是一种智能化自适应晾衣系统。
[0002]【背景技术】]
晾衣杆是生活中不可或缺的一种生活用品，人们对便捷化，高效化晾衣的追求催生了对智能晾衣系统的研究。不同季节阳光的强度不同，衣物的晾晒很大程度上受到了天气情况的限制。夏天晾晒衣物时，人们则担心阳光暴晒使衣物变形、颜色变旧；冬天则希望能够有充足的阳光可以加快衣物的晾晒，也可利用太阳光所含的紫外线，对衣物进行消毒杀菌。当用户把衣物挂在晾衣杆上时，对于不同身高的用户以及晾晒衣物的长短，对晾衣杆的位置都会有不同的要求，然而现今电动晾衣架都是固定死晾晒衣物的位置，因此人们需要一个可以根据阳光强烈程度与天气情况来自适应晾晒并且可以任意控制晾衣架位置的智能晾衣系统。
[0003]中国专利CNO1127853.6、名称为“智能晾衣架”的发明专利实现了雨天会自动将衣物收到阳台内的功能，并且可以电动控制晾衣架水平和垂直方向固定移动，但是却不能电动的控制任意位置。中国专利CN201210332690.1、名称为“低挂高晾随光转动晾衣架”的发明专利可以实现晾衣架随着阳光的角度来改变晾衣架的角度晾晒衣物；虽然中国专利CN01127853.6解决了天气突变对晾晒衣物的影响，中国专利CN201210332690.1让晾衣架可以随着阳光转动，但是却没有考虑到不同季节晾晒衣物对阳光强度对衣物晾晒的影响，也不能够在阳光强度弱时为衣物提供更多的阳光。
[0004]
【发明内容】
]
本发明的自适应晾晒智能晾衣系统在晴天且白天自动晾晒衣物，雨天或者黑夜收回衣物的基础上实现了以下三个功能:
1、根据阳光强度自适应改变衣物晾晒时间:阳光过于强烈时能够缩短晾晒时间防止暴晒，阳光弱时延长晾晒时间加快衣物晾晒；
2、自适应太阳能反射镜:阳光强度弱并且温度低的时候能自动开启自适应太阳能反射镜为衣物提供更多阳光，加快衣物晾晒，当反射镜的温度高于设定值时，则自动停止工作；
3、电动任意控制晾衣杆的位置:通过按键任意设定晾衣杆位置。
[0005]为了实现以上功能，本发明的自适应晾晒智能晾衣系统包括晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统、自适应太阳能反射镜子系统和控制子系统。
[0006]晾衣杆升降与平移子系统包括晾衣杆、齿轮(四个)、钢绳(四条)、晾衣杆的带槽滚轮(两个)、第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、滑动块(两个)、第一支撑杆、第二支撑杆、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、限位开关(六个)、晾衣杆滚轮轨道(两根)、固定螺母(八个)，滑块滑动轨道(两个)、步进电机电机滚轮(四个)、步进电机驱动器、连接线。第一支撑杆垂直竖立于阳台左边，第二支撑杆垂直竖立于阳台右边；第一支撑杆与第二支撑杆各带有一个竖直槽并且竖直槽内固定有竖直的滑块滑动轨道；各有一个滑动块沿对应的滑块滑动轨道上下运动；第一横梁和第二横梁分别垂直于第一支撑杆和第二支撑杆并通过滑动块分别与之相应连接；第三横梁位于阳台外，第四横梁位于阳台内，四根横梁首尾相接组成一个矩形并且处于同一水平面；第一、第二横梁横向带有相向的滚轮轨道；晾衣杆的两端分别穿过晾衣杆的带槽滚轮与带槽滚轮连为一体可随着带槽滚轮一起沿滚轮轨道横向运动。第一步进电机和第二步进电机在阳台内与第四横梁左端和右端上的与第四横梁刚性连接的齿轮通过钢绳连接，第一、二步进电机上的电机滚轮随着步进电机的正反转而转动，第一、二步进电机上的电机滚轮带动齿轮和钢绳运动时带动滑动块升降运动，进而带动与滑动块连接的第四横梁在支撑杆的滑块滑动轨道里升降运动。由于晾衣杆的两端与晾衣杆的带槽滚轮连为一体，而晾衣杆的带槽滚轮与第一、第二横梁处于同一水平面，进而与第四横梁处于同一水平面，因此，晾衣杆也将随着滑动块的升降而升降。晾衣杆的带槽滚轮两边的轮沟都穿过钢绳，能够与钢绳一同运动，第三步进电机在阳台内与第一支撑杆上的齿轮通过钢绳连接，第四步进电机在阳台内与第二支撑杆上的齿轮通过钢绳连接，第三、四步进电机带动齿轮运动时，带动与钢绳连接的晾衣杆的带槽滚轮前后运动，进而带动与晾衣杆的带槽滚轮连为一体的晾衣杆在第一、二横梁的晾衣杆滚轮轨道上前后运动。
[0007]控制子系统包括单片机、第一按键(控制晾衣杆上升)、第二按键(控制晾衣杆下降)、第三按键(控制晾衣杆向前)、第四按键(控制晾衣杆向后)、第五按键(增加衣物晾晒时间)、和第六按键(减少衣物晾晒时间)，都被放置于阳台内墙上的同一边。晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统和自适应太阳能反射镜子系统都通过连线连接控制子系统的单片机。前四个按键分别与单片机的四个输入口相连。单片机一个时钟周期检测一次按键是否按下，只有检测到按键按下步进电机才会转动一圈，因此只有控制某个动作的按键持续按下的时候晾衣架才会连续动作。单片机的输出口与步进电机驱动器连接，电机驱动器与步进电机连接。单片机通过控制步进电机驱动器来控制步进电机，单片机通过判断信号是来第一按键、第二按键、第三按键和第四按键的信号，来控制步进电机动作的方向与圈数，从而控制晾衣杆的上升、下降、向前或者向后，如果操作者觉得晾衣杆的位置合适，则松开按键，则晾衣杆可以停在操控者任意想设定的位置。
[0008]为了让用户在不同季节晾晒衣物时不用为阳光强度的大小而担心，本发明设置了传感器检测子系统，具有根据阳光强度自适应改变衣物晾晒时间的功能，由传感器检测单元、时钟芯片与单片机控制单元组成。传感器检测单元中的六个硅光传感器，两个安装在室外的第一横梁上的既可以采集到光线又不会被雨水淋湿的透明、透光的硅光传感器保护盒内，两个相同方式安装在第二横梁上，剩余两个也相同方式安装在第三横梁上，它们分别与单片机的输入端连接，通过ATD (模数转换)，将光信号转换成电压信号输出给单片机；六个温湿度传感器，两个安装在室外的第一横梁上，两个安装在第二横梁上，剩余两个安装在第三横梁上，分别与单片机的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将外界的温湿度信号传输给单片机；时钟芯片与单片机的输入端相连接让单片机与现实的时钟同步，单片机通过分析采集的外界环境的温湿度与光度综合来判断外界的阳光强度并且有相应的预处理程序，如果外界阳光强度过强则减少衣物的晾晒时间，防止衣物暴晒，如果外界阳光强度太弱则增加衣物的晾晒时间，加快衣物晾干。
[0009]为了在阳光强度弱的时候为衣物提供更多阳光，本发明设置了自适应太阳能反射镜子系统，具有自适应反光的功能，包括舵机和太阳能反射镜温湿度传感器检测单元，并共享传感器检测子系统的传感器检测单元。太阳能反射镜传感器检测单元中有四个温湿度传感器，两个安装在太阳能反射镜的一边，剩余两个安装在太阳能反射镜的另一边，分别与单片机的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将太阳能反射镜表面的温度信号传输给单片机。舵机通过支撑架被安装在阳台外有阳光的地方，舵机通过太阳能反射镜连接块、太阳能反射镜转动轴与太阳能反射镜连接，因此舵机可以带动太阳能反射镜转动。舵机的控制端通过连接线与单片机的输出端相连接，单片机通过第一横梁、第二横梁和第三横梁上传感器采集的温湿度和光度来判断外界的光照强度，如果光照强度太弱将开启舵机工作，即让太阳能反射镜工作，如果太阳能反射镜表面的温度高于设定值，则停止太阳能反射镜工作。舵机的旋转角度由PWM波控制，在单片机内预先建立一天上午6点到晚上6点的12个小时中每个小时所对应于不同太阳高度角所对应输出的舵机的PWM波控制信号，使得太阳能反射镜的转角最合适来为衣物提供最充足的阳