“衣你所想”可洗晾掛的智能分類洗衣柜*

胡江誠，陳天樂，游正楊，李 猛，周在寧，楊 影

（沈陽化工大學 機械與動力工程學院，遼寧 沈陽110142）

對于如何自動晾曬一直是許多衣柜、洗衣機等廠家無法解決的問題。因為無法實現洗衣完成后自動晾曬，洗滌工作也給人們帶來了很大困擾。洗完的衣服如果不及時晾干就會導致衣物漸漸發出奇怪的氣味。時間一久便會導致衣物發霉，而且衣物還會起皺，不僅影響衣物的美觀還影響質量。一般來說，隔夜微生物有適溫菌、適冷菌、耐熱菌等，在水溫度合適情況下其繁殖速度是平時的3至4倍，這便使長時間忘在洗衣機里的衣物更加容易發生霉變。然而現代生活節奏快的年輕白領，他們很可能會忘記洗衣機中的衣服，導致衣服不能及時晾曬，從而影響穿著，因此，針對此問題我們提出了智能分類洗衣柜。具體結構如圖1所示。

圖1 智能分類洗衣柜整體結構示意圖

1 超聲波洗衣機原理

本產品的原理是利用超聲空化效應和隨之產生的沖擊波、微聲流、微射流相互作用、相互影響。具體作用分述如下：

超聲波作用于液體時可產生大量小氣泡?？栈瘹馀菰诼晥龅淖饔孟抡駝樱瑲馀菖c固體表面通過碰撞產生摩擦效應，從而起到震動與擦拭的作用，可使附著在衣服上面不太穩固的污漬掉落并清除。在污漬薄膜的邊緣處，只要有縫隙，便可借此產生氣泡，通過震動與摩擦達到清洗衣服的目的，掉落的污漬可以通過清水帶走。氣泡破裂時產生的沖擊波作用在污垢上，使不溶性污垢被擊碎，從清洗件表面散落下來，分散到清洗液中。以平時生活中比較難清洗的油污為例，油污與被清洗表面附著不太牢，與水溶液的化學作用很弱，但可在空化氣泡的作用下被乳化而脫落。對于油污包裹著的固體粒子，在超聲空化作用下，油脂在接觸面被迅速分散而乳化，固體粒子即行脫落。

此外，空化氣泡在衣物表面和液體之間的分界面產生高速微射流，它能夠有效除去附著在衣物上的污垢，達到清潔的目的，同時產生的氣泡更有利于攪拌、溶解污垢于水中，加強化學洗滌劑的清洗作用。

2 超聲波洗衣機整體結構

超聲波洗衣機與傳統洗衣機相比較，用超聲波替換了單純的水洗方式，使得清洗效率加快，不用洗衣液更加環保，清洗衣物更加徹底。（見圖2-圖6）。

圖2 洗衣機外形

圖3 洗衣機側視內部結構

圖4 洗衣機俯視內部結構

圖5 洗衣機甩桶

圖6 洗衣機超聲波裝置

3 洗衣機外部運動分析

圖7 為超聲波洗衣機結構。

圖7 超聲波洗衣機結構

（1）將衣物放于新式衣服撐之后，將其整體放置于衣服撐支撐架上。新型衣架上部與衣服撐支撐架對齊，下部與內桶凹口對齊。

（2）在電力驅動以及程序的控制下，洗衣機開始工作。

（3）超聲波發生器可以將220V交流電轉換成電磁震蕩頻率信號，通過電線即可傳輸給超聲換能器，此外，超聲換能器還能夠將電能轉化為內桶的轉動能以及超聲波能。清洗工作開始。清洗工作的時間可由程序控制。

（4）由于超聲波的作用區域主要是在外桶內，因此外桶的形狀會影響甩水效率以及超聲波勢場分布，假設內桶的外形恰好使得超聲波在內桶的每個部位分布均勻，那么會使得洗衣效果均勻化，即無論衣服處于何處都能夠達到一樣的效果，根據仿真效果及計算得知外形設置為對稱的幾何形狀最好，如：圓柱形、長方體形等，一個好的外形同樣也會影響到洗衣機的美觀，也有外觀設計上的問題。因此，超聲波全自動洗衣機的外桶宜為圓柱形。超聲發生器和超聲換能器配套使用，兩者用電線連接，超聲波換能器直接安裝于洗滌桶底部，采用粘接法，即用環氧樹脂作粘接劑在洗衣機外桶上。

（5）漂洗：由于采用的是超聲波對衣物進行清洗，不用或少用洗滌劑，因此，漂洗功能在此產品中就顯得有點雞肋，結合實際衣物的清洗情況，沒有添加此項功能。對于洗滌劑的加入，通過程序控制來實現。首先洗衣機本身可先獲取所清洗衣物的重量，通過衣物的重量有選擇性地加入洗滌劑。

（6）甩水：本產品的洗衣機功能與傳統洗衣機最大差別是采用超聲波清洗，其他功能并未做出較大改變，所以甩水部分的原理與傳統洗衣機一樣，采用滾筒高速旋轉產生的離心力以及內壁鉆出的孔即可將衣服中含有的水分甩出。

3 衣物分類存取裝置

在存放衣物的過程中，可以通過APP按照人們所需要的類型進行分類。通過APP輸入的指令，使鏈輪傳動，通過鏈輪傳動使指定的分類盒移動到固定位置，軌道與體育場的跑道類似，更加節省體積，分類盒移動到指定位置后，實行鏈輪反轉制動，實現自鎖功能。其內還有除濕和殺菌的功能，保持分類盒內部清潔、干燥，讓人們穿衣更加舒適、干爽。

該衣物分類存取裝置的運動過程如下：

啟動過程：使用者可以通過APP遠程對電機進行操控，并且指定最后的旋轉位置，對指定衣箱進行標記。

加速過程：電機通過鏈輪傳動，開始運動并逐步加速。

減速過程：當運動到離指定位置不遠的位置，電機開始減速。

反轉鎖死過程：若衣柜的位置超過指定位置，進行反轉，到指定位置后，對電機進行鎖死。

圖8 為衣物分類存取裝置結構示意圖。

圖8 衣物分類存取裝置結構示意圖

4 作評優點

（1）該洗衣柜自動化程度十分高，尤其是針對洗、晾、存放等問題采用一體化處理。本發明使得人們對衣物的處理得到系統化和流水線式的解決，使人們在清洗衣物時不用再擔心衣物何時洗完，什么時候去取出來晾曬，減少人們尋找衣物的時間，提高人們的穿衣效率，使人們向全自動家居踏出了重要的一步。

（2）對于相關洗衣機的創新設計，可以將此推廣至不同形式的洗衣機設計。在市場上，常規的家用洗衣機一般都是通過洗滌劑加上機器旋轉清洗，這樣的洗衣方式對于油漬這類頑固污漬是束手無策的，并且使用洗滌劑是會污染環境的，因為其中部分類別含有磷等對環境有害，針對此問題我們提出一種新型洗衣方式——超聲波洗衣，這種方式不僅綠色環保，而且其能耗小、效率高，關鍵是對于油漬這類頑固污漬也有較好的效果，通過上述所提到的超聲波原理可知，震動對于頑固污漬的清洗效果比單純的機器甩動效果更加明顯。

（3）市面上的普通洗衣機是利用洗滌劑與污漬發生的化學反應后，利用清水的沖洗沖去衣物表面的反應物，使衣物達到清潔的功能。但是這種清潔方式較不徹底，無法控制反應的具體程度，容易造成衣物表面的污漬殘留或洗滌劑殘留。而我們所利用的超聲波清潔方式是利用物理方式清潔，利用氣泡所產生的聲能將其震落。產生的氣泡較為細小，幾乎可以完全覆蓋在衣物表面。通過氣泡破裂產生震動的能量可立即傳遞到衣服上，并且配合內桶的反復滾動，即可將衣物上的污漬包括一些頑固污漬均可一并清除，達到高效清洗的目的。

（4）本產品采用的超聲波洗衣機，其最大的優點是環保、節能。在市場上大部分洗衣液中的成分均含有一種名為磷酸鈉的去污劑，這種含磷的洗衣液使用后排入地下污水會造成極大的環境污染。據調查顯示：受磷污染的土地占全國土地面積的0.08%，并且無磷洗衣液采用的代磷劑4A沸石同樣會污染水質，我們的產品采用的超聲波洗衣機就代替了洗衣液，這樣不僅節約水、能源，而且還響應了國家綠色節水環保的號召。

（5）隨著時代的進步，環境的變化也越來越受到人們的重視，盡管我們盡力避免環境污染，但也不得不面對環境變差的事實。針對此問題，我們的智能衣柜與傳統衣柜相比，傳統衣柜無法清理衣物，只能作為存放的工具，而智能衣柜可以做到隨時殺菌，烘干衣物，保持衣物的干爽與清潔。傳統衣柜中衣物長年累月的濕氣會腐蝕內部結構，所以為了解決此問題，考慮到節能環保低碳，我們的智能衣柜采用了在存放衣物內部設有恒溫、殺菌系統，保證衣物不被污染。傳統衣柜一直都有衣物整理不便、存取麻煩的問題，人們往往在衣物分類方面花費大量時間與精力，因此針對這些問題，本產品的智能分類洗衣柜便添加了智能分類存取裝置，通過APP控制即可方便找到存放衣物，人們便不用在此方面耗費大量時間與精力。

5 結束語

針對年輕白領與老年人，年輕白領的生活節奏快，因此我們的衣柜可以極大節約他們在整理衣物方面的時間，對于老年人，他們生活十分不便，我們的衣柜可以為其提供便利，并且該洗衣柜具有較高的智能化，同時也環保、節能，所以具備較高的發展前景。從目前的市場發展機會來看，超聲波洗衣機的優勢更為明顯，其顯著的紫外線殺菌功能、清洗衣物簡單功能更是有良好的發展前景，并且該洗衣機還能強化空間，由于疫情的原因，隨著民眾的健康防控意識的不斷加強，具備紫外線殺菌功能、清潔高效、能給衣物加洗的洗衣機很快便會成為熱點產品。并且在往后的市場發展中不斷加深，消費者對健康的洗滌方式會逐漸加深關注。