媒體型自動凈傘機的設計與開發

朱玲玲等

摘 要：針對目前市場上濕傘包裝機存在的各種問題，本文采用智能控制技術，設計和開發了一種媒體型自動凈傘機，該機器以綠色環保、方便實用為目的，可同時實現長柄傘和折疊傘的自動甩干和清潔，運行高效，使用便捷，彌補了市面上雨傘套機等產品所帶來的白色污染與不便，而且機身可以投放廣告，具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：雨傘；自動凈傘；廣告

1.研究背景

雨傘是雨天必備的工具。雨天時，人們進入商場、超市等公共場所時通常習慣性在門口將雨傘甩干，往往會在不經意時將雨水甩到別人身上，從而引起爭執；或是將濕漉漉的雨傘直接帶入公共場所，弄濕地面，容易使人滑倒。因此商場、超市等一般不允許人們帶著濕漉漉的雨傘進入，他們一般都會在門口派人發放塑料袋，或是在門口放置濕傘包裝機，讓顧客自己將雨傘用塑料套包裹起來。隨著人們環保意識的增強，現在商場、超市購物場所都不提供免費塑料袋了。另外，濕傘包裝機雖然方便顧客，但由于包裹雨傘的塑料套其實就是一次性的塑料袋，通常顧客用完以后就會隨手扔掉，特別容易造成白色污染。因此，為了使公共場所保持一個干凈、整潔、舒適的環境，同時又為了減少因使用一次性雨傘套而帶來的白色污染，急需研制一種可以將濕雨傘快速甩干，而且又無需使用塑料套的自動凈傘機。

2.國內外研究現狀

目前，公共場合解決濕傘的放置問題主要是由服務員用塑料袋子將顧客攜帶的濕雨傘裝起來，這樣做不僅耗費人力，而且帶來更多的生活垃圾和白色污染，不利于環境保護。近年來，人們發明了一些凈傘裝置，如：“簡易凈傘器”（專利號：CN201492227U）和“一種凈傘器”（專利號：CN201734031U）。通過對以上兩個專利產品進行分析可以發現：①“簡易凈傘機”是通過濕傘擠壓海綿，然后擠壓的海綿吸收濕傘的水分。因此，該產品只能適用于長柄傘，而如今80%以上的人們使用的是折疊傘，所以它無法得到廣泛的推廣與應用；②“一種凈傘機”采用的是自動晾干的方式凈傘，效率極低，無法滿足公共場所的人流密度和流量的需求。

當前，市場上應用最為廣泛的凈傘裝置是濕傘包裝機，它是一種傘具快速兜裝裝置（如圖2.1所示），主要包括傘袋架、分袋機構和支撐架體，其中傘袋架為U形桿架，并與架體凹凸插塊安裝配合固定，其分袋機構為弧形撥桿構成的“人”字形門桿。當用戶將雨傘插入機器時，往側方一拉，機器就會為雨傘裝上塑料袋。但是這種凈傘裝置存在以下幾個問題：①當包裝長柄傘時比較方便自如，但是包裝短柄傘時需要人工輔助；②包裝后的雨傘仍然是濕的，也無法實現為雨傘清潔的功能；③包裝雨傘用的塑料袋往往被用戶丟棄，容易造成白色污染。因此，通過以上市場調研和分析來看，濕雨傘的問題并沒有得到妥善地解決。

3.產品功能設計

針對目前凈傘機存在的問題，結合市場調研結果，本文基于自動控制技術開發一種媒體型自動凈傘機，該凈傘機的功能需求包含以下內容：

（1）符合節能環保要求，不使用塑料袋；

（2）由于目前大多數用戶使用的是折疊傘，所以產品應能夠解決折疊傘的凈傘問題；

（3）由于用戶對象為進出公共場所的普通市民，所以產品使用需要設計地簡潔方便，面對產品時可直接使用，無需指導；

（4）充分考慮雨傘強度問題，產品在凈傘的時候不能損壞用戶的雨傘；

（5）為了減少用戶等待的時間，在保證凈傘效果的情況下，凈傘機的凈傘速度應盡可能快；

（6）由于產品置放于公共場所，所以外觀設計一定要時尚美觀。

4.產品結構設計

4.1 總體設計

媒體型自動凈傘機主要由三大部分組成：清潔裝置、控制系統和機身，如圖4.1所示。清潔裝置是整個自動凈傘的核心部分，主要由電機、減速器和內附橡膠篩網的轉筒組成。電機通過皮帶輪帶動固定在轉筒的雨傘高速旋轉，通過離心力的作用將雨傘甩干，甩出的水通過水管排至底部的儲水箱中。轉筒底部有一個雨傘固定機構，當用戶將雨傘對準該機構，輕壓雨傘后即可將雨傘固定，保證雨傘在高速旋轉時不會飛出；當雨傘完全固定并且合上機蓋后，智能控制系統將自動啟動電機，雨傘隨著轉筒被高速旋轉，其中電機的旋轉速度是充分考慮時間因素并進行了大量實驗獲得的，該速度可以保證3-4秒后雨傘被甩干，之后智能控制系統則自動關閉電機。媒體型自動凈傘機屬于小功率設備，為減輕設備質量，降低生產成本，轉筒、機身等主要結構采用價格經濟、標準化程度高的ABS塑料作為材料。

4.2 清潔裝置的結構設計

清潔裝置主要由電機、減速器和內附橡膠篩網的轉筒組成，內部核心動力結構是由電動機輸出功率通過皮帶輪使轉筒高速轉動，達到甩干的效果。清潔裝置包含兩個不同大小的轉筒，分別用于甩干長柄傘和短柄傘，轉筒的高度以足夠容納長柄傘或短柄傘為準。轉筒內附橡膠篩網，多重的結構設置用于保護雨傘骨架以及細小部件不受損，并且橡膠在起保護雨傘骨架的同時，因其輕薄柔軟的特性又能對濕傘表面起清潔作用。

轉筒底部中心設置有卡套，固定雨傘頂部的外伸段。凈傘機運行過程中，卡套是雨傘夾緊機構，固定在轉筒的正中心，保持轉筒的工作平衡和穩定，避免凈傘機運行時雨傘與轉筒之間發生相對滑動，防止雨傘在高速旋轉時飛出轉筒。

4.3 機身設計

凈傘機的機身正面內嵌LED面板，通過將LED顯示與凈傘巧妙結合在一起，可以做客戶的形象廣告，提高客戶的形象和知名度，如圖4.2所示。由于機器的功能及性質決定了它只要一經采用，必定會放置于公共場所的門口，因而它屬于一個優秀的廣告載體，具有得天獨厚的廣告宣傳價值。凈傘機前后雙面均可發布廣告，覆蓋面廣，影響力強，時間性長，顯眼醒目，有著其它廣告形式無法替代的優勢。

4.4 智能控制系統設計

自動凈傘機的智能控制系統是基于PLC設計和開發的，用于控制整個凈傘過程。當用戶將雨傘對準轉筒底部的卡套，輕壓雨傘后即可固定，保證雨傘在高速旋轉時不會飛出；當雨傘完全固定并且合上機蓋后，智能控制系統將自動啟動電機，雨傘隨著轉筒先低速再高速旋轉，其中電機的旋轉速度是充分考慮時間因素并進行了大量實驗獲得的，該速度可以保證3-4秒后雨傘被甩干，之后智能控制系統則自動關閉電機，具體運行流程如圖4.3所示。

5.設計總結

本文基于自動控制技術研制的媒體型自動凈傘機，高效解決了公共場所雨具滴水的問題，產品的科學性和先進性主要有：①自動凈傘，無需手動，使用方便；②安全可靠，將傘固定后轉筒轉軸將緩慢轉動，以提醒用戶凈傘機已開始工作，3-4秒內，轉筒轉軸將高速轉動，將雨傘甩干；③環保節能，不會產生白色污染，另外可以裝飾環境，增強企業人性化服務，樹立良好的企業形象；④適用面廣，可同時滿足長柄傘和短柄傘的清潔功能，轉筒中內附橡膠篩網，不會對雨傘造成損壞；⑤可為投放廣告。由于機器的功能及性質決定了它只要一經采用，必定會放置于公共場所的門口，因而它屬于一個優秀的廣告載體，具有得天獨厚的廣告宣傳價值。

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