智能晾衣架

1.本发明是一种智能晾衣架，特别是一种能从加快晾晒速度和便捷晾晒过程两个方面为人们晾晒衣物提供便利的多功能，智能性晾衣架。


背景技术：

2.传统的晾晒方式是简单悬挂风干，晾晒过程不方便，晾晒时间长。在晾晒过程中，因阳光照射角度的不同，衣物无法得到充足的阳光照射。而在一些阳台空间有限的家庭中，如果人们在室外晾晒衣物，因天气变化的不确定性，当遇到雨天等突发情况时，人们来不及收回晾晒的衣物又会导致衣物淋湿，人们又要进行二次晾晒。市面上主流的智能晾晒方式主要为悬挂式，结合传感器、互联网等技术，实现自动上下升降、烘干等功能，但功能相对单一。能收展的不能自动寻光，能自动寻光的不能自动避雨，总之功能的集成度较低下，不能满足人们对生活便利性的要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是针对上述问题，提出一种智能晾衣架，使之能够从加快晾晒速度和便捷晾晒过程两个方面为人们晾晒衣物更便利，更快捷，让功能更多，自动化智能化程度更高，以此解决现有技术的不足。
4.本发明提出的这种智能晾衣架，它有丝杆、光轴、移动支架、下盘和履带，其特征在于丝杆和光轴安装在屋内天花板上或支架上，移动支架通过螺母块和滑块安装在丝杆和光轴上移动，丝杆由其电机驱动；移动支架上装有棘轮卷线机构，棘轮卷线机构的钢绳吊着下盘升降，移动支架和下盘间还有六连杆伸缩机构连接，以保证升降平稳；下盘装有履带，履带由其电机驱动绕下盘周边转动，履带上装有衣钩；移动支架上装有光强传感器、雨滴传感器；丝杆电机、履带电机、卷线电机和各传感器与控制器间有电连接。
5.移动支架上还装有限位传感器，并与控制器连接，以保证下盘升降在正常范围。
6.所述履带上的衣钩为凸轮衣扣，其有钩体和扭臂，扭臂通过扭簧安装在钩体上保持扭臂与钩体间的常闭状态，扭臂上端有推头。
7.所述履带旁装有一个挡块舵机，挡块舵机轴上装挡块，收衣时用来将履带上移动的凸轮衣扣的扭臂挡开，让衣服自动落到收衣处，舵机受控于控制器。
8.所述下盘为一个矩形盘，履带安装在下盘四角处的带轮上转动，带轮由履带电机驱动。
9.所述履带为同步带。
10.所述棘轮卷线机构有棘轮壳体和安装在棘轮壳体内的与绞轮连体的棘轮，棘轮由棘齿卡着保持卡死的常态，所述棘齿为一个同轴转动的对称棘齿对，棘齿对中间装有棘齿凸轮，棘齿凸轮由其舵机驱动推开左边或右边的棘齿让棘轮作间歇性单向转动后由复位弹簧推动棘齿复位，棘轮通过其轴与卷线电机连接传动，凸轮舵机也受控于控制器，钢绳绕在绞轮上卷放。
11.凸轮电机和绞线电机分别安装在棘轮壳体的两侧。
12.所述控制器为可编程单片机。
13.在天花板或支架上对应光轴远离阳台一侧处设置触须传感器，将其设定为参照原点。
14.本发明是这样使用和工作的：晾晒衣服时，用单个衣架挂上一件衣服，再挂进面前的凸轮衣扣中，启动履带开关，让履带转动一定距离将下一件衣服挂进下一个凸轮衣扣中，如此操作，直到衣服挂完或者履带都挂满衣服后停止履带转动，启动棘轮卷线机构，钢绳吊着下盘上升，六连杆伸缩机构随之收缩，使下盘保持平稳，下盘到达预定高度后停止。
15.光强传感器根据外界光强变化向控制器输出光强值信号，控制器控制着丝杆电机转动，移动支架随之移动，使衣物受到的光线最强。以触须传感器为原点，当雨滴传感器、光强传感器和触须传感器均不触发时，衣架向原点处移动，衣架移动至原点处并触碰到触须传感器时停止。当雨滴传感器检测到外部有雨时，丝杆电机转动至衣架碰到触须传感器后停止，无雨水后继续执行预定动作，当无雨水且光强传感器检测到的数值大于设定值时电机停止转动。
16.如果履带上挂满衣物，控制器将下盘调整到最佳受光位置时保持履带缓慢转动，让衣物均匀受光。当履带上只有一侧挂衣物，此时控制器将履带转动到光线最强一侧，让衣物受光快干。
17.衣服晾晒结束后，关闭b按钮传感器，下盘下降至极限位置，开动c按钮传感器，挡块舵机带着挡块转至预定角度，同时启动履带电机，凸轮衣扣在挡块处被逐一挡开，单件衣架自动落到收衣处，由人工收叠起来。履带上的衣服收完后，挡块舵机转回原来的角度，挡块抬起，同时绞线电机转动将下盘升到预定高度，丝杆电机转动带动移动支架回到原点处等下次使用。
18.本发明功能多样、操作便捷、具有一定交互性，能为人们提供更为便捷、智能的生活方式。
19.因此，本发明实现了从加快晾晒速度和便捷晾晒过程两个方面为人们晾晒衣物更便利，更快捷，让功能更多，自动化智能化程度更高的发明目的。
附图说明
20.图1是本发明的立体图。
21.图2是本发明的主视图。
22.图3是本发明俯视图（省略了限位传感器）。
23.图4是本发明左视图。
24.图5是凸轮衣扣主视图。
25.图6是凸轮衣扣左视图（正剖面图）。
26.图7是棘轮卷线机构的结构立体图（省略了棘轮壳体）。
27.图8是棘轮绞线机构的棘轮壳体、凸轮和棘齿集成示意图。
28.图1-8中，各零部件的标号如下：1-丝杆电机；2-移动支架；3-a按钮传感器；4-b按钮传感器；5-c按钮传感器；6-履
带电机；7-凸轮衣扣；8-挡块舵机；9-挡块；10-履带；11-钢绳；12-六连杆伸缩机构；13-棘轮卷线机构；14-连接轴承；15-光轴；16-丝杆；17-雨滴传感器；18-螺母块；19-触须传感器；20-卷线电机；21-滑块；22-下盘；23-限位传感器；701-扭臂；702-钩体；703-扭簧；1301-凸轮舵机；1302-棘轮；1303-棘齿；1304-棘齿凸轮；1305-复位弹簧；1306-绞轮；1307-卷线电机；1308-卷线电机；1309-棘轮壳体；1310-钢绳孔。
具体实施方式
29.下面结合附图进一步描述本发明。
30.如图1-8所示，下盘22是直接安装履带10、承载吊挂衣物的部件，其形状为一个矩形框，用铝合金等材料做成，中央有一根横条，钢绳11的下端固定在此处，钢绳吊挂点是下盘的重心所在。履带为同步带，安装在下盘四角上的带轮上，其中至少一个带轮由履带电机6驱动作为主动轮，履带外侧每隔一定距离装一个凸轮衣扣7，晾晒衣物时用单个衣架担挂，一个凸轮衣扣挂一个单个衣架。凸轮衣扣由其钩体702和扭臂701组成，钩体上有一个销轴，扭臂装在销轴上并用扭簧保持扭臂与钩体合拢的常态。这种结构类似于夹子。扭臂上端的推头，以供收衣时使用。
31.自动收衣由装在履带旁的挡块9与凸轮衣扣配合来完成，挡块固定在舵机8上，平时挡块抬起，不与履带上移动的凸轮衣扣接触，收衣时挡块舵机转动一定角度，挡块转到与凸轮衣扣接触的位置，借助凸轮衣扣移动的力，扭臂上端的推头与挡块碰撞，揞开扭臂，单个衣架自动落下掉到收衣处，履带转满一周，凸轮衣扣逐个被撞开，衣服全部被自动收下，人工折叠即可。
32.为安全操作，在下盘上安装a按钮传感器3、b按钮传感器4和c按钮传感器5，并让它们接入控制器。控制器可以装在下盘上，也可以装在移动支架2上或者附近的墙壁上。
33.如上所述，为使下盘升降平稳，在移动支架和下盘间钢绳两侧用两个六连杆伸缩机构分别连接。
34.移动支架也是一个矩形框结构，只是其上侧多了一个类似于提手的零件，用以安装固定棘轮卷线机构13，螺母块18和两个滑块21。棘轮卷线机构是保证下盘升降的部件。它能够实现下盘在升降范围内任何位置的停留不下滑。
35.如上所述，棘轮卷线机构包括钢绳11、与绞轮1306连体的棘轮1302、棘齿1303、棘齿凸轮1304、棘轮壳体1309等零部件。连体的棘轮和绞轮通过其轴安装在棘轮壳体内，由卷线电机1308驱动。棘轮下方装棘齿，棘齿是一个齿对，分别撑着棘轮两边使之不能转动。在齿对中间装棘齿凸轮，刺齿凸轮装在凸轮舵机1301上左摆或右摆。齿对分别由两个复位弹簧1305撑着保持其向内的常态。钢绳卷在绞轮上。
36.当下盘需要上升时，凸轮舵机带动棘齿凸轮左摆，推开左边的棘齿，让卷线电机带动棘轮逆时针转动并且不会反转，升到预定位置时卷线电机停止凸轮舵机转回原位，左边的棘齿复位将棘轮卡死，下盘便不能升降。当下盘需要下降时，凸轮舵机带动棘齿凸轮右摆放开棘轮，同时，卷线电机顺时针转动，下盘下降，降到预定位置时卷线电机停止，同时凸轮舵机回位，右边棘齿复位卡住棘轮，下盘便不能升降。这样便保证了下盘在任何位置均可保持稳定和安全。卷线电机装在卷线电机座1307上，卷线电机座又固定在棘轮壳体上。
37.丝杆16为与螺母块18配合的螺杆，它由丝杆电机1驱动，丝杆转动时，装在它上面
的螺母块便带动移动支架2朝某个方向移动，丝杆电机反转时，螺母块带动移动支架朝相反方向移动，从而实现移动支架的平移功能。丝杆两侧配置光轴15，光轴穿在滑块21上滑动，以保持移动支架平稳移动和受力平衡。
38.光轴和丝杆均用连接轴承14安装固定在天花板上或者另外的支架上。这样整个智能晾衣架便可以装在居家阳台的天花板上升降或平移。
39.为使晾衣架具备随光线强弱改变衣物位置，获得最佳的晾晒效果，以及保证动作的安全，在移动支架上安装光强传感器（图中未画出）、雨滴传感器17、限位传感器23。触须传感器19作为移动支架移动的参照原点，安装在天花板上。
40.各电机，各传感器与控制器间进行电连接，实现智能控制。
41.控制器又称控制主板或单片机，选用basra 主控板加bigfish扩展板，basra是一款基于arduino开源方案设计的一款开发板，可通过各类传感器来接受外界环境数据，通过控制各舵机、丝杆电机、卷线电机和履带电机和其他的传感器来反馈、响应环境变化。这种主控板可以通过市场选购。参照说明书进行安装、根据具体控制需要进行编程调节。
42.按功能种类划分，本发明有升降功能模块、找光、避雨功能模块和便捷晾衣、收衣功能模块。三大模块不能相互干涉，否则会影响到智能晾衣系统的稳定性。它遵循和满足以下逻辑：只有处于原点位置才执行上下升降功能；只有晾衣部分处于上极限位置时执行自动找光和自动避雨功能；只有晾衣部分处于下极限位置时执行便捷晾衣和一键收衣功能；只有在无雨时执行自动找光功能，执行自动避雨功能时不执行自动找光功能；执行便捷晾衣功能就不执一键收衣功能，执行一键收衣功能就不执行便捷晾衣功能；在执行上下升降功能过程中不执行自动找光、避雨和便捷晾衣、一键收衣功能。
43.按照控制器单片机的编程规则和本发明的具体要求，以及上述逻辑规则编辑控制程序输入单片机，调试正常即可使用。
44.未提及的零部件及标号如上所述。