全自動追光多功能晾衣架的設計與應用前景研究

◇沈陽化工大學 張玉磊 劉春艷 張鑫 鄭浩睿 孫輝 劉祺

晾衣架是現代家庭的生活必需品，然而傳統晾衣架不夠智能化，無法根據環境變化自動改變工作狀態。物聯網技術的發展催生各類傳感器設備的不斷涌現，也使人們對環境信息的采集、存儲和分析成為可能。項目組研究設計的智能晾衣架系統即是利用傳感器獲取環境信息，然后對信息進行分析，相應地驅動直流電機的旋轉，實現晾衣架的上下左右轉動。本產品對晾衣架的控制有自動和手動兩種模式，且功能眾多，很大程度上滿足人們的生活需求。

近年來，隨著生活水平的提高，日常生活用品也變得越來越智能高效，但晾曬衣物依然采用傳統方式，不僅使用繁瑣還耗費時間、精力。因此，需要設計一款具有較高自動化功能的產品，能夠實現自動追光功能的晾衣架，從而滿足特定消費人群的需求。現就全自動追光多功能晾衣架優勢、設計思路及市場應用前景進行分析，希望該產品能夠填補智能家居產品領域的空白，提升消費者的消費體驗。

1 全自動追光多功能晾衣架優勢

全自動追光多功能衣架內部裝有紫外線燈，封閉式框架結構可以大大減小紫外線對人體的危害；其次，晾衣架底部盒子里裝有遙控裝置，使用者可以通過遙控自主地實現晾衣桿的升降，增強對于晾衣架使用的機動性；選用輕質的材料，降低了整個裝機的重量。在不使用本產品的時候，還可以對其進行拆卸保存，節省了大量使用空間，同時增加了可移動性；產品的頂部裝有太陽能板，可提高晾衣架的續航能力，也就意味著在沒有電的情況下，也可以通過太陽能板集聚存儲電量帶動產品使用。全自動追光多功能晾衣架便于拆卸，方便攜帶與清洗，且相對于其他產品來說價格低廉、操作簡單、適用人群很廣，具有廣闊的推廣前景和商業價值。

2 全自動追光多功能晾衣架的設計思路

市場上現有的家用晾衣架絕大部分是懸掛式或者不銹鋼落地折疊式晾衣架，二者皆不易拆卸且價格不菲，前者頂部安裝有紫外線燈，長期照射還會對人體產生危害，后者較為笨重。針對許多家庭（特別是有老年人以及身體不方便人士）晾曬衣物的問題，從實際出發，結合光敏電阻以及電機的運作等原理，研究出一款晾衣裝置，實現自動追光晾曬、消毒、烘干多功能一體化設計。

2.1 設計依據

家居產品的設計需要以人文為本[1]。首先，全自動追光多功能晾衣架的高度以標準成年人的身高作為設計標準參考，結合實際使用情況設計為2200mm，確保便于對衣物進行晾曬，另外，考量衣服烘干及旋轉所需空間，將旋轉部位的長度和寬度暫定為450mm。其次，為了完成旋轉、晾衣桿的上下移動、自動追光和烘干等功能，在設計的過程中決定使用連桿、抱閘電機、嚙合斜齒輪、齒輪齒條、單片機、紫外線燈等機械和光學電子結構使驅動部分的運動更加合理。

2.2 驅動結構的設計

對于智能家居產品設計來說，需要確保控制系統的完善性[2]。對于全自動追光多功能晾衣架，驅動結構的設計是關鍵，結構設計的水平將在很大程度上影響晾衣架功能的發揮。在設計驅動結構時，首要考慮的是驅動裝置功能的實現，即完成旋轉、衣桿上下移動以及自動追光等動作。經過計算，旋轉部分的動力由抱閘電機承擔，然后利用嚙合齒輪和磁力相斥的原理完成，衣桿上下移動由抱閘電機完成，自動追光動作由單片機控制抱閘電機完成，烘干功能則由紫外線燈來完成。

2.3 各組成部分的設計

（1）框架。全自動追光多功能晾衣架的框架為箱體，其背部有兩扇門，內部有兩個晾衣桿，也是完成烘干和消毒的場所。烘干主要由安裝在箱體內的小型烘干機來完成；消毒主要由安裝在烘干機周圍的紫外線小燈來完成，實現烘干、殺菌同步進行。

（2）抱閘電機。在設計的過程中將感光器裝在晾衣桿的中間，這樣可以有效地使衣物大面積被陽光所覆蓋，控制器安裝在衣桿內部。抱閘電機采用直齒輪，直齒輪與其升降桿上的“齒鏈”相嚙合，完成晾衣桿上下移動。同時還配備了滑道式回路，通過電路回路閉合，成功實現晾衣桿的上下移動。

（3）磁條。磁條采用同性磁條，主要放在箱體與底座的接觸處，目的減少兩者之間的摩擦力，此處設計采用“電生磁”原理，利用壓敏電阻來控制電流大小，即磁力大小。在實現自動光追功能的過程中，感光器能夠將所感應的光線信息反饋給單片機，單片機根據光線信息對抱閘電機以及磁體進行控制，使得晾衣桿左右轉動，從而實現對光線的自動追蹤，加快衣物晾干的速度。這種系統控制方式能夠在很大程度上減少對人為操作的需求，體現了科技以人為本的原則[3]。

3 新款晾衣架市場應用前景分析

現有的自動晾衣架產品由于缺乏完善的功能且價格較高，難以大規模地普及。而新款晾衣架針對現有的結構及缺失予以研究改良，提供全自動追光功能。該晾衣架結構及操作簡單、工作可靠，且進行了精心地設計與不斷地改良，保障了創新性、實用性，引領未來人民生活的高品質享受。該款衣架成本低、使用效率高、經濟環保、實用性較高，優于市場上的同類產品，有效地填補了國內市場的空白；其結構相對簡單，有利于大規模的生產，因此擁有廣闊的市場應用前景。

4 結束語

全自動追光多功能晾衣架設計合理、操作簡單、功能多樣，適用任何人群，特別是老年人和身體不便者，因而具有巨大的市場需求，其社會效益是無法用金錢來衡量的。該產品可以根據光強進行自動追光進而高效地將衣服晾干，還可以按自己的需求調整位置和高度，減少了很多人在晾衣服時遇到的的困擾，并且便于拆卸、攜帶與存放。總體上來說，該晾衣架技術含量較高、成本低、加工簡單、工作可靠，能夠有效填補智能家居市場的空白。