一种多功能自动晾衣装置的制作方法

本实用新型涉及家居用品领域，具体是一种多功能自动晾衣装置。

背景技术：

晾衣机是一种集多种功能于一体的高端智能化阳台家居产品，适用于各种家庭住宅使用，是家装必备的家居产品之一。

近年来，随着科技的发展和人们生活水平的提高，自动晾衣机得到了广泛的推广，自动晾衣机可控制晾杆自动下降和上升，方便了人们日常晾衣。然而，当自动晾衣机在控制晾杆自动下降时如遇到障碍导致钢丝绳松弛，而卷线系统仍然继续放线，会造成钢丝绳打结，影响晾衣机的正常使用；当自动晾衣机控制晾杆自动上升时，如果出现被卡住的问题时，如继续控制运行，会损坏内部电机传动装置，钢丝绳等部件，影响晾衣机的使用寿命。目前大多数方案是立即停止钢丝绳的收卷，然而这种方式不能针对不同的钢丝绳松弛的情况区别处理，安全性不够。

中国专利201420034821.2公开了一种自动晾衣机，包括自动晾衣机动力驱动系统，自动晾衣机动力驱动系统包括安装板及分别安装于安装板上的卷线机构、动滑轮组件、定滑轮组件、开关单元、控制单元，动滑轮组件可滑动的连接于安装板上，卷线机构包括驱动单元，开关单元及驱动单元分别与控制单元电连接，开关单元包括接触弹片，接触弹片位于动滑轮组件的行程范围内，当动滑轮组件位于行程范围端部位置时，动滑轮组件抵触接触弹片，开关单元接通。然而该方案在实际应用中不够安全可靠，性能不够稳定。

中国专利201710377694.4公开了一种移动限位式晾衣机，包括传动支撑板、卷线器、l形安装板和剪刀式伸缩架，所述l形安装板包括顶面板和侧面板，剪刀式伸缩架的上端安装在所述侧面板上的滑轨内，还包括上下限位行程开关，所述上下限位行程开关包括上行限位行程开关和下行限位行程开关，l形安装板中的侧面板上开有孔，所述上行限位行程开关中的开关弹片从孔中穿过，晾杆上行，剪刀式伸缩架收缩时，剪刀式伸缩架中的剪刀触动到上行限位行程开关的开关弹片，触发上行限位行程开关以控制卷线器的驱动电机停止运行。该方案仍然采用的是机械触动方式来进行上下行程的限位，可靠性和稳定性差。

综上所述，智能晾衣机虽已面市多年，市场上也有诸多品牌，但其结构单一、灵活性差、安全性低，且成本高，普适性还远不如传统的手摇式晾衣架。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，而提供一种多功能自动晾衣装置，该装置与传统的晾衣架相比更灵活、实用，安全性好，普遍适用于城镇高楼、晾晒空间少、阳光日照时间短的住宅。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种多功能自动晾衣装置，包括气撑杆升降机构、翻折机构、电动轨道机构、丝杆滑台机构和感应系统，气撑杆升降机构与翻折机构连接，通过气撑杆升降机构控制翻折机构翻折；电动轨道机构与翻折机构下端连接，丝杆滑台机构分别与翻折机构、电动轨道机构连接，感应系统分别设置在电动轨道机构两侧。

所述气撑杆升降机构，包括固定架、限位合页、自锁开关和气撑杆，自锁开关由安装在固定架上的自锁开关母头和安装在翻折机构的云台上的自锁开关公头配套构成，当翻折机构翻折起来时扣合自锁；气撑杆为两个，分别安装在两个固定架之间，气撑杆内设有气筒，气筒内填充氮气。

所述固定架为两个四边形固定架，其中一个四边形固定架固定安装在墙壁上，另一个四边形固定架与气撑杆、限位合页连接，两个四边形固定架之间通过限位合页连接。

所述限位合页由两个活动长合页和一个一字形钢板构成。

所述翻折机构包括两个翻折架和云台，其中翻折架由翻折上板、翻折下板、电动撑杆、连接杆、连接固定板和连接轴构成，翻折架通过连接固定板固定在四边形固定架上，翻折上板和翻折下板之间通过连接杆连接，控制翻折上板和翻折下板同步运动；翻折下板固定在云台上，云台与丝杆滑台装置固定连接，通过气撑杆控制云台翻折，电动撑杆一端与连接固定板固定连接，另一端固定在翻折下板上，通过电动撑杆伸缩活动控制翻折下板旋转翻折，翻折下板通过连接轴活动连接在连接固定板上端，翻折下板可绕连接轴转动。

所述云台表面设置有与四边形固定架上自锁开关母头相配套的自锁开关公头，翻折架翻折后通过自锁开关将其自动锁紧。

所述电动轨道机构包括若干晾衣滑车、长方轨、短方轨、转角器、步进电机、同步轮、同步带、滑轨和滑轨安装码，同步带串联在轨道内，滑轨通过滑轨安装码横跨在长方轨上，并分别与轨道、丝杆滑台机构连接。

所述步进电机固定设置在端口顶盒和端口下盖内。

所述长方轨为两根，短方轨为两根，转角器为四个，两根长方轨、短方轨分别通过转角器共同组成供晾衣滑车运动的轨道。

所述每两个晾衣滑车之间的同步带等长。

所述滑轨为三根，分别通过滑轨安装码横跨在长方轨上。

所述丝杆滑台机构包括丝杆、滑块、滑台和电机，电机通过联轴器与丝杆连接，通过电机正转或反转，驱动丝杆将回转运动转化为直线运动，驱动滑台在丝杆上水平滑动；滑台固定在云台上，并通过滑块与晾衣轨道连接。

所述感应系统分别设置在电动轨道机构两侧的长方轨上，包括智能控制系统和分别与智能控制系统相连的温度感应器、湿度感应器和光敏感应器，实时检测天气状态，控制晾衣装置根据天气善调整晾衣状态，其中：

智能控制系统以stm32作为主控微处理器，微型处理器分别实时对湿度传感器、温度传感器、光敏传感器进行信号接收，其步进电机采用tb6600驱动器进行信号分频，其通过主控制器频率周期的脉冲信号输出进而控制步进电机的正反转以及速度大小，当单片机接收到湿度传感器传来的电信号时，电机运动将晾衣部分收回室内；当单片机接收光敏传感器信号时，控制晾衣部分随光照方向移动；当单片机接收到温、湿度传感器时，连接丝杠电机随温、湿度变化而进行晾晒、收回运动；其中，单片机i/o口通过串口通信连接蓝牙通信模块，通过蓝牙发出动作指令进而进行晾衣架的全部操作；单片机连接继电器，继电器控制紫外线的开关；

温度感应器感应环境温度，检测感应装置在阳光照射下的温度变化，感应器传感器随着温度变化，其电阻值发生变化，并通过主板将模拟信号转换成数字信号；当两侧的温度传感器在阳光照射下，产生不同的温度变化，其温差由微控制器检测到后。当两个长方轨上的温度感应器之间温差达到所设目标值时，stm32微控制器控制输出脉冲控制步进电机使丝杆滑台机构运转，将电动轨道整体平移至阳台内外；

湿度感应器检测空间湿度，当环境湿度发生变化促使内部湿敏电容的介电常数发生变化，使其内部电容量也随之改变进而改变，该值经微控制器。当检测到空气湿度过大时，峰值出现，触发stm32微控制器控制丝杆滑台机构运转，将电动轨道平移至阳台内，同时晾衣滑车自动滑动至阳台内侧长方轨上。同时，晾衣部分重心变化，引发气撑杆升降机构做上升运动；

光敏感应器感应光照强度，随着外界光照强度的变化，使光敏感应器内部光敏电阻变化从而输出不同的电信号至微控制器上。stm32微控制器读取输入信号高低值，并与设定范围做比较。当检测到环境中光照强度较弱时，输入信号小于设定范围，微控制器输出高平电压控制丝杆滑台机构运转，将电动轨道平移至阳台外；当光敏感应器检测到环境中光照强度过大时，输入信号大于设定范围，微控制器输给温度感应器，温度感应器感应环境温度，检测其温度变化，反馈给stm32微控制器，微控制器综合二者判断环境是否对衣物有损害，并控制丝杆滑台机构，调整电动轨道位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.气撑杆升降机构主要利用平行四边形的原理，抛弃传统的剪叉-钢绳结构，更好的实现了竖直方向的运动，其内部采用的气撑杆，可以在保障装置稳定升降的同时，提供上升时的动力；

2.本晾衣装置直接安装在墙壁上，有效的减少应力集中，相比传统主要依靠膨胀钉摩擦力的吊顶式晾衣机更为安全可靠；

3.本晾衣装置设有相应感应系统，可以实时检测天气状态：通过多个光敏传感器检测光线情况，装置通过光敏传感器输出数据之间的比较情况来进行动态衣服晾晒的分配，通过自动stm32微控制器控制内部时钟设置的脉冲周期，进而控制电机的运动，从而移动向按算法权重比所分配的区域，以提高阳光利用率，防止衣服过度曝晒；而湿度感应器主要检测下雨情况，当下雨的时候装置进行自动收衣；

4.本晾衣装置的灵感来源于窗帘运动实例，只需一侧挂衣，晾衣轨道便可将衣物均匀晾干，减少传统晾衣过程，提高了生活效率，其采用的是电动暗式轨道，能够防止大部分的粉尘污染物进入，且暗轨轨道杆可以根据所需弧形，调整出不同程度的弯曲，适应性强；

5.传统的晾衣机将衣物升高来节约空间，但现代楼房顶部较矮，常升至最高高度仍阻碍人们视线；本晾衣装置在水平方向上移动，可将衣物伸出阳台外晾晒，有效的扩大晾衣范围，节约空间。

附图说明

图1为本实用新型多功能自动晾衣装置的结构示意图；

图2为本实用新型云台下的结构示意图；

图3为本实用新型电动轨道机构的结构示意图；

图4为本实用新型翻折架的结构示意图；

图5为本实用新型丝杆滑台机构的结构示意图；

图6为本实用新型智能控制系统的结构框图。

图中：1.晾衣轨道2.一字钢板3.活动合页4.固定板5.四边形固定架6.基座7.气筒8.自锁开关母头9.轴杆10.翻折架11.云台12.自锁开关公头13.第二滑块14.第一滑块15.滑块导轨16.丝杆滑台机构17.感应系统18.长方轨19.转角器20.短方轨21.滑轨安装码22.滑轨23.晾衣滑车24.端口下盖25.端口顶盒26.步进电机27.翻折下板28.连接杆29.翻折上板30.电动撑杆31.连接固定板32.连接轴33.电机34.电机固定板35.联轴器36.丝杆37.第三滑块38.前置固定板39.滑台40.固定铝型材。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构作进一步的说明。

实施例：

如图1所示，本实用新型一种多功能自动晾衣装置，由气撑杆升降机构、翻折机构、丝杆滑台机构、电动轨道机构和感应系统构成，气撑杆升降机构与翻折机构连接，通过气撑杆升降机构控制翻折机构翻折；电动轨道机构与翻折机构下端连接，丝杆滑台机构分别与翻折机构、电动轨道机构连接，感应系统分别设置在电动轨道机构两侧。其中：

气撑杆升降机构包括：两个四边形固定架5、四个由一字钢板2和两个活动合页3构成的限位合页、两个由气筒7和轴杆9组成的气撑杆，内侧的四边形固定架5通过膨胀钉固定安装在墙壁上，两个四边形固定架5之间通过四个限位合页和两个由基座6固定的气撑杆连接，两个气撑杆呈斜对角线位置安装连接两个四边形固定架5。整个气撑杆升降机构的升降原理主要根据平行四边形不稳定、易变形的特点，合页的限位活动可控制另一个四边形固定架灵活地降升，其运动原理如图2所示。当四边形固定架2受到一个外力作用时，两个四边形固定架与两个限位合页所在的四边形截面变形，气撑杆被压缩或拉伸，且绕a点旋转，从而实现四边形固定架2的下降或上升运动。当气撑杆被压缩到最大行程时，∠α达到最大值，加上合页的限位作用，使四边形固定架2下降到最低高度且保持稳定状态；当气撑杆被压缩到最小行程时，∠α达到最小值，且∠α在自锁角度之内，使四边形固定架2上升到最高高度且保持稳定状态。此气撑杆升降机构既满足了功能需求，又提高了安全性。

翻折机构包括两个翻折架10和云台11，其中翻折架10包括：翻折下板27、连接杆28、翻折上板29、电动撑杆30、连接固定板31和连接轴32，翻折架10通过连接固定板31固定在气撑杆升降机构上，翻折上板29安装在连接固定板31上端，翻折下板27固定安装在连接固定板31下端，连接杆28连接翻折上板29和翻折下板27，电动撑杆30的气筒端固定在连接固定板31，其轴杆端固定在翻折下板27上，云台11上端与翻折下板27连接固定，云台11下端与丝杆滑台机构的滑块导轨连接，从而实现晾衣轨道的翻转。当不使用晾衣装置时，可利用翻折架10将云台11和电动轨道翻折起来，以节省阳台空间。运动流程如下：电动撑杆30收缩将翻折下板27提起，翻折下板27绕连接轴32转动，随着翻折下板27重心的转移，产生一个沿重心移动方向的力，其向上的分力使连接杆28往上运动推动翻折上板29翻折，同样的，云台11和电动轨道重心的转移，产生一个沿重心移动方向的力，使云台11和电动轨道很轻易地被翻折，当电动撑杆30收缩到最大行程状态时，翻折下板27翻折90°折叠收起，最终实现云台11和电动轨道的翻折。在四边形固定架5上安装有自锁开关母头8，云台11表面安装有自锁开关公头12，翻折后自锁开关将自动锁紧。当需要使用晾衣机时，推动晾衣轨道取消自锁，之后晾衣轨道和其上方的丝杆滑台装置就能根据自身的重心点的移动，实现增大对四边形固定架5的s扭矩，使得完成包括晾衣轨道1在内的机构的下翻运动。

丝杆滑台机构16包括：电机33、电机固定板34、联轴器35、丝杆36、第三滑块37、前置固定板38、滑台39和固定铝型材40，固定铝型材40与云台11固定连接，第三滑块37与滑台39相连，滑台39穿插安装于丝杆36中，丝杆36一端由前置固定板38固定，另一端与联轴器35、电机固定板34、电机33依次连接，其中电机固定板34起固定电机33的作用。丝杆滑台装置16和滑块导轨15、第一滑块14、第二滑块13同时固定在云台11和晾衣轨道1上，当丝杆滑台装置16工作时，两个滑块导轨15上的第一滑块14、第二滑块13也相应的移动，利用丝杆滑台装置16将电机33和丝杆36的旋转运动转化成滑台39的直线运动，实现晾衣轨道1在水平方向上的前后平移，晒衣时晾衣轨道1在水平方向上平移滑动到阳台外，收衣时则移回来。

电动轨道机构包括：三根滑轨22、两个长方轨18、四个转角器19、两个短方轨20、端口下盖24、端口顶盒25、步进电机26和若干晾衣滑车23，滑轨22分别安装在第三滑块37和第二滑块13下端，通过滑轨安装码21安装固定在长方轨18上，短方轨20固定于左右两个转角器19之间，步进电机26由端口顶盒25、端口下盖24固定安装在另一端的左右两个转角器19之间；两个长方轨18、两个短方轨20和四个转角器19共同组合构成晾衣轨道1。步进电机26工作时，驱动端口顶盒25内的同步轮旋转，通过同步轮带动与之配合的同步带运动来控制晾衣滑车23的旋回和释放。晾衣滑车23之间用等长的钢绳相连，类似窗帘挂钩的结构，晾衣时，当第一个晾衣滑车23被带动时，其他的晾衣滑车23也依次带动，等长的钢绳使晾衣滑车23停下来后能够均匀分布在晾衣轨道1上。晾衣时，由遥控控制电机驱动同步轮旋转，带动与它配合的同步带运动，使晾衣滑车23在轨道上定向滑动，实现自动晾衣的功能。

感应系统17包括：安装在电动轨道机构上的智能控制系统和分别与智能控制系统相连的光敏感应器、温度感应器、湿度感应器。

感应系统实时检测天气环境状况并且与网络天气预报相连接，当天气预报检测到会下雨，丝杆滑台装置16会向阳台内移动，在阳台内部尽享晾晒；当天气预报检测到不会下雨，感应系统17上的光感应器检测到光照强度较低时，电机33正转驱动丝杆36转动，第三滑块37向外平移，晾衣轨道1在水平方向上“追光”移动，提高阳光利用率；光照强度高时，衣服晾晒一段时间后，感应系统17上的温度感应器检测到温度明显升高，晾衣轨道1往阴凉处移动“避光”，防止长时间暴晒损坏衣服；当感应系统17上的湿度感应器检测到空气湿度大于80%时，电机33反转，收回晾衣轨道1，同时晾衣轨道1上的晾衣滑车23往回移动，收回滑车，避免衣服被淋湿。

如图6所示，智能控制系统的工作原理是：以stm32作为主控微处理器。微型处理器分别实时对湿度传感器、温度传感器、光敏传感器进行信号接收。其步进电机采用tb6600驱动器进行信号分频，其通过主控制器频率周期的脉冲信号输出进而控制步进电机的正反转以及速度大小。当单片机接收到湿度传感器传来的电信号时，电机运动将晾衣部分收回室内；当单片机接收光敏传感器信号时，控制晾衣部分随光照方向移动；当单片机接收到温湿度传感器时，连接丝杠电机随温湿度变化而进行晾晒、收回运动。其中，单片机i/o口通过串口通信连接蓝牙通信模块，通过蓝牙与手机小程序来发出动作指令进而进行晾衣架的全部操作；单片机连接继电器，继电器控制紫外线的开关，实现杀菌消毒功能。其中，温湿度自动控制、光敏自动控制、湿度检测自动控制功能，需要蓝牙控制调制自动档才能实现。控制优先级为湿度传感器、温湿度传感器、光敏传感器，当进行湿度信号功能时，其他功能不起作用；当需要现场操作时需调为手动操作模式。电源采用220v市电，通过开关电源进行降压处理后再通过lm2596进行降压稳压供单片机和各传感器使用。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。