便捷式自动晾衣架设计.doc

1、便捷式自动晾衣架设计摘要：传统的晾衣架就是一固定的晾衣杆，挂取衣物非常麻烦吃力，现今，家用的晾衣架越来越趋于自动化，出现了手摇式晾衣架和电动式晾衣架，其中，电动晾衣架因具有占用空间小、操作省力、使用便捷等优点，受到越来越多家庭的青睐。电动晾衣架包括有晾衣杆、晾衣杆两端的绳索和用以控制绳索绕卷的控制装置，其中，为防止输超出移位，两端一般都放置行程开关，电机带动丝杠转动，晾衣杆就自动的前进、后退：智能晾衣架的机械部分是在普通拉杆式晾衣架两支撑杆的端部各安装一个滑轮。滑动杆与最前外面的晾衣杆固定连接。滑动杆的另一端连接到与直流电动机相连的转轴上，通过电动机的正反转达到晾衣架的伸缩效果。其控制部分的电

2、路CPU采用89C2051单片机。利用温度、雨水、光敏等传感器，达到下雨时自动收回，雨后自动伸展；气温高于设定值时自动收回，低于设定值时自动伸展；夜晚自动收回，白天自动伸展的功能。关键词：智能衣架，单片机 Design of Portable automatic clothes hangerAbstract：Traditional dryer is a fixed airing, hanging clothes very difficult trouble, today, the home of the dryer is more and more tend to automation, a

3、wind-up dryer and electric type dryer, the electric dryer because of has a small footprint, easy operation, the advantages of convenient use, favored by more and more families. Electric dryer consists of airing, airing on both ends of the rope and a rope around the volume control device to control,

4、among them, in order to prevent lost out of shift, both ends are generally placed travel switch, the motor drive screw rotation, automatically put forward and backward: intelligent clothes-horse mechanical part is in ordinary lever type dryer two end of support bar on each install a pulley. Sliding

5、rod and the top outside the airing of fixed connection. On the other side of the sliding rod connected to the connected to the dc motor shaft, motor through positive and negative to convey to the scale effect of dryer. The control part of the circuit USES the 89 c2051 single chip microcomputer CPU.

6、Using, such as temperature, rain, photosensitive sensor to automatically when it rains, the rain automatic tension; The temperature is higher than the set value automatically withdraw, below the set value automatically extend; Night back automatically, automatic stretch during the day.Keywords：intel

7、ligent hangers, chip microcomputer目 录1 绪论11.1 智能衣架研究的目的及意义11.2 智能系统的材料选择22 自动晾衣架的机械部分设计32.1 自动晾衣架的机械原理32.2 滚珠丝杠的选择32.2.1滚珠丝杠的特点42.2.2滚珠丝杠的支撑42.3轴承的选择52.3.1直线轴承52.3.2深沟球轴承63自动晾衣架的机械部分计算及校核83.1 设计思想83.2 初选电机减速器系统方案83.3电动机类型选择83.4 电动机功率的选择83.5 确定电动机型号93.6 V带的设计计算93.6.1 传动比的分配93.6.2各轴的转速、功率和转矩93.7 带传动方案

8、的确定103.8带传动设计计算113.9带轮的结构设计123.10机械部分的校核144电气部分设计174.1自动晾衣架的电路图及简介174.2各元件的介绍及编程174.2.1压力继电器174.2.2 PLC的原理介绍及编程194.2.3 行程开关214.2.4光敏传感器234.2.5 湿度传感器26结论29参考文献30致谢31I 1.绪论1.1 智能衣架研究的目的及意义 近十年来随着国内经济高速发展及房地产的快速扩张，直接促进了装修家居行业飞速发展，其中晾衣架市场已顺势脱颖而出，十年间得以迅猛发展。 由于手摇晾衣架本身存在构造简陋，使用寿命短、保养繁琐等种种缺陷，无法满足消费者日益发展的家居智

9、能化需求。原始的晾衣架是只有一根绳子或者铁丝到穿一根钢管，之后出现了尼龙绳拉着升降，后来又发明了尼龙绳式手摇晾衣架，八九十年代，晾衣架进化到了钢丝手摇式。以广东好太太为首的手摇晾衣架迅速占领了整个国内市场。到二十世纪初，南京屋之秀，在2003年的广州家居五金展览会上首次展览了电动晾衣机，这标着电动晾衣架横空出世。从此，晾衣架市场风云再起。南京屋之秀作为电动晾衣机的开山鼻祖，时光荏苒，由于种种原因，已经销声匿迹。取而代之的是好易点智能晾衣架，一路升级换代。近几年来，好易点智能晾衣机以其不断创新的技术，人性化的晾衣体验，逐步被消费者认可，一时引领了智能晾衣机市场的潮流！可是，这种智能衣架在晾晒衣物

10、的过程中还有一个最大的不便始终没有得到解决，那就是天象万变，而我们又不可能每时每刻都在家，（即使在家也不能时时盯着天空），衣服晒在室内，得不到足够的阳光的照射，不容易干透；晒到室外，如果突然降雨，而我们又不能及时赶回家，则又要面临重新洗涤的艰辛与劳累。相信这个问题每个人都遇到过，十分令人烦恼。所以，当我们因工作、学习、交际、娱乐等等事情出门在外时，对于家中已经晒出去的大量衣物，自然是牵肠挂肚的，一看到天气有变，即不能再安心从事眼前的事务，紧急赶到家时，衣物往往已经被淋成了“落汤鸡”，所以能不能发明一种东西能自己感知天气的变化，感光、感湿材料等组成，智能感应部件被安装在户外，当感应到阳光时，即发

11、出指令，电机自动驱动，将晾晒在金属支架上的衣物撑出户外；当湿度感应器（应做成面积较大的凹盘状，即能有效的储存到雨水）感应到有雨水时，即发出另一指令，电机即把金属支架回缩，衣物即被自动收回室内避雨。从此，衣物的晾晒有了一个全天候保架护航的能手，人们不必再为这种小事而忧心了。因有时是大雨，衣物即使回收至室内，仍然会遭到飘雨的侵袭，故完美的设计就是再加装一套防水隔层，比如卷轴式的塑料雨帘，当衣物被收回室内，雨帘即自动放下，将衣物完全遮挡。能不能以一种简捷有效的方式来解决这个问题呢？答案当然是肯定的。我设想，能不能设计一种以电力驱动，具备可以智能感应天晴与下雨，并及时做出反应的装置？姑且把它命名为：“

12、自动晴雨伸缩衣架”。当天晴时，卷轴转动，将雨帘自动收起，然后将衣物自动撑出户外。当然也可以和窗户联动，衣物收回，和该系统挂接的电动窗户自动闭合。另外应再加入两个监测器：1.风力监测器当风力过大，从而易使衣物脱钩坠地时，可协助把衣物收回；2.温度感应器当室外气温降到零度左右，而光照度又严重不足时，为防止降雪，温度感应器协助把衣物收回（盛夏中午，室外气温高过35度，烈日当头，光照度过强时，为保护衣物不被晒坏，而将衣物回收）如果有了它，除了可以免受突然降雨而糟蹋衣物外，还可以实现自动收、晒衣物的功能。特别是在冬季，衣物需要连晒数日的情况下，我们不必再每天傍晚将衣物收回，次日晨又晒出去，入夜，光线暗淡

13、，该装置的光照度感应器感受不到充足的光线，即自动把衣物收回，次日早晨光线充足时，又自动晒出。当然，也可以加入程控芯片，由人们自由设定几点钟晒出，几点钟收回。这种装置真的可以极大的方便人们的生活，定会得到广泛的喜爱。所以，我认为研究设计这么一款便捷式自动晾衣架是非常有意义的。1.2 智能系统的材料选择 衣架的材料采用最常用的304不锈钢，他的优点有：作为一种不锈钢的材料，有得天独厚的优势，其无毒、质轻、耐压且耐腐蚀。管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，可以达到不结垢、不生锈、不渗漏。是绿色高级的不锈材料。非常适合一般家庭装修使用。304不锈钢典型用途大多数的使用要求是长期保持建筑

14、物的原有外貌。主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性，表面不很干净也可以。在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍304不锈钢板。所以，304不锈钢板广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途。现在，人们已充分认识到了在结构应用中使用304不锈钢板的优越性。304不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性。由于衣架经常置于户外，而且有风吹雨淋，如果生锈还有可能把锈水滴到衣服上既不卫生也不干净，所以材料选择了304不锈钢。2.自动晾衣架的机械部分设计2.1 自动晾衣架的机

15、械原理自动晾衣架顾名思义就是能自动的收晾衣服，本发明是一种自动感应伸缩的晾衣架。在晾衣架机构的最上层两侧装有两个轨道，并与电动机相连，电动机带动丝杠旋转，拐弯处装有滑轮；两侧支撑杆的一端分别与墙体相连，另一端伸出，支撑杆内部有供挂衣横杆滑动的滑槽，支撑杆滑槽之间装有挂衣横杆，支撑杆滑槽外端分别装有电动销，支撑架分别位于各自支撑杆下面，支撑架的一端与墙体相连，支撑架的另一端分别与各自支撑杆相连，一根支撑杆的前端装有行程开关。通过外界湿度及光线变化，能自动收拢衣物并用雨布裹住，这样使衣物不在因为各种原因被弄湿，给人们生活带来方便。工作原理如下图：电机丝杠晾衣架滑槽4个行程开关图 2.12.2 滚珠丝杠的选择滚珠丝杠是把旋转的运动转化成高精度的直线运动。滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。滚珠丝杠的组成及工作原理见下图2.2：7 e0 c. g+ J( M, G( g 图2.2 滚珠丝杠螺母副的结构原