CN103590229B - 衣裤自动折叠机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种衣裤自动折叠机，其特征在于，包括支架（5）、设于支架（5）上的收衣装置（A）、设于收衣装置（A）下方的复合叠衣装置（B）及收纳装置（C），收衣装置（A）用于夹持衣裤并将衣裤放于复合叠衣装置上，复合叠衣装置根据衣裤种类选择折叠的动作，并将折叠好的衣裤送至收纳装置（C）内收纳；本发明具有结构简单，可靠性高，成本低，易推广等优点。

Description

衣裤自动折叠机

技术领域

本发明属于家用自动化机械，具体涉及一种衣裤自动折叠机。

背景技术

现代社会生活节奏加快，越来越多的人没有时间来照料自己和家人的生活，繁琐的叠衣家务更是让人头痛。而服装制作厂还有干洗厂等地方更是有大量的衣裤需要折叠，一般现在都是靠人力折叠，耗时耗力。但是自动折叠衣物的机器到目前为止市面上还没有，处于研发阶段的折叠机也只能折叠某种特定的衣服，更没有折叠裤子的折叠机问世。为了能将折叠机更好的应用到实际当中，我们设计出一种不需人工操作，完全晾衣叠衣自动化而且能折叠各式衣物的折叠机。可作为家庭的折叠衣物小助手，也可用于服装制作厂，干洗厂等流水线上。这都将大大节省时间与人力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，可靠性高，成本低，易推广的衣裤自动折叠机。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种衣裤自动折叠机，其特包括支架、设于支架上的收衣装置、设于收衣装置下方的复合叠衣装置及收纳装置，收衣装置用于夹持衣裤并将衣裤放于复合叠衣装置上，复合叠衣装置根据衣裤种类选择折叠的动作，并将折叠好的衣裤送至收纳装置内收纳。

所述收衣装置包括可收缩衣架、晾衣杆、传动结构、夹持结构及红外传感器，晾衣杆设于支架上，可收缩衣架挂于晾衣杆上，传动结构用于传动夹持架构沿晾衣杆方向来回移动，夹持结构用于控制可收缩衣架收缩动作，当夹持结构控制可收缩衣架收缩动作后，将衣裤落至复合叠衣装置上，红外传感器用于感应可收缩衣架的位置以控制夹持结构的动作。

所述夹持结构为的齿轮摆臂机械手。

所述齿轮摆臂机械手包括导向板、手臂、相啮合的双齿轮、固定板及电机，电机用于驱动双齿轮，双齿轮通过手臂与导向板连接，固定板用于固定电机。

所述可收缩衣架包括铰链、对称铰链、楔形齿条杆、挤压弹簧、挂钩、衣架外壳、楔形齿操作杆、对称连杆、复位弹簧及衣架臂；

楔形齿条杆设于衣架外壳内，楔形齿条杆一端通过铰链与两个对称连杆的一端连接，两个对称连杆的另一端分别通过对称铰链与衣架臂连接，复位弹簧两端分别与两个衣架臂连接，复位弹簧的中间端与铰链连接；挤压弹簧挤压楔形齿操作杆往外，使其扣住楔形齿条杆，衣架臂的位置固定。

所述传动结构包括带轮、同步带及滑轨，带轮与滑轨固定在支架上，同步带与带轮啮合，夹持结构与同步带相连接。

所述复合叠衣装置包括摄像头、滑轨、复合叠衣板、叠衣板滑轨、叠衣板滑块、连杆、吸盘式电磁铁、铁片、电机、齿条、固定板及齿轮；摄像头固定于复合叠衣装置的架子上，用于收集图形以判别衣物的种类，吸盘式电磁铁和铁片用来控制第一、第二复合叠衣板的分离，以便根据衣物种类执行不同的叠衣程序。电机固定在固定板上，可以控制整个复合叠衣板左右移动以及复合叠衣板的翻转；

电机带动连杆转动，复合叠衣板、叠衣板滑轨在连杆的联动下也随电机转动，叠衣板滑轨用以补偿转动过程中连杆末端与复合叠衣板的相对位移，在折叠裤子时，电机带动齿轮、齿条传动，使得复合叠衣板整体能移动一定距离，其移动直线E与复合叠衣装置的中线对齐。

所述收纳装置包括齿轮，电机，齿条，收纳箱外壁，滑轨，收纳板及滑块；

电机通过齿轮驱动齿条，齿条与收纳板固定住，电机固定在收纳箱外壁处，滑轨与收纳箱内壁固定，滑块与收纳板固定。滑轨与滑块起导向和定位作用，滑轨使得收纳板在上下移动的过程中起到定位的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，可靠性高，成本低，易推广的自动叠衣装置。本发明设计合理，结构精巧，成本低廉，方便实用。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为收衣装置的机构示意图；

图3为收衣装置的机构示意图；

图4为复合叠衣装置的机构示意图；

图5为复合叠衣装置的机构示意图；

图6为复合叠衣装置横向移动后的状态示意图；

图7为收纳装置内部机构的示意图；

图8为齿轮摆臂机械手的机构示意图；

图9为收缩衣架的结构示意图（图9-1）以及收缩后的状态示意图（图9-2）；

图10中1-1~6为折叠短袖步骤示意图；

图11中2-1~6为折叠长袖步骤示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

本发明包含收衣装置A、复合叠衣装置B及收纳装置C。

收衣装置A，设置在型材做成的支架5顶端，用于夹持衣裤并将衣裤放于复合叠衣装置B上。

复合叠衣装置B，其设置在所述收衣装置的正下方，根据衣裤种类选择折叠的动作，并用于折叠衣服整理衣服。

收纳装置C，其设置在复合叠衣装置后方，用于收纳完成折叠的衣物。

所述收衣装置A，具体包括：可收缩衣架1、晾衣杆2、传动结构、夹持结构及红外传感器8，晾衣杆2设于支架5上，可收缩衣架1挂于晾衣杆2上，传动结构用于传动夹持架构沿晾衣杆2方向来回移动，夹持结构用于控制可收缩衣架1收缩动作，当夹持结构控制可收缩衣架1收缩动作后，将衣裤落至复合叠衣装置B上，红外传感器8用于感应可收缩衣架1的位置以控制夹持结构的动作。

所述夹持结构为的齿轮摆臂机械手6，所述齿轮摆臂机械手6包括导向板28、手臂29、相啮合的双齿轮30、固定板31及电机33，电机用于驱动双齿轮，双齿轮30通过手臂29与导向板28连接，固定板31用于固定电机33。

所述可收缩衣架1包括铰链34、对称铰链35、楔形齿条杆36、挤压弹簧37、挂钩38、衣架外壳39、楔形齿操作杆40、对称连杆41、复位弹簧42及衣架臂43；

楔形齿条杆36设于衣架外壳39内，楔形齿条杆36一端通过铰链34与两个对称连杆41的一端连接，两个对称连杆41的另一端分别通过对称铰链35与衣架臂43连接，复位弹簧42两端分别与两个衣架臂43连接，复位弹簧42的中间端与铰链34连接；挤压弹簧37挤压楔形齿操作杆40往外，使其扣住楔形齿条杆36，衣架臂43的位置固定。

所述传动结构包括带轮3、同步带4及滑轨7，带轮3与滑轨7固定在支架5上，同步带4与带轮3啮合，夹持结构与同步带4相连接。

所述复合叠衣装置B包括摄像头9、滑轨10、复合叠衣板11、叠衣板滑轨12、叠衣板滑块13、连杆14、吸盘式电磁铁15、铁片16、电机17、齿条18、固定板19及齿轮20；摄像头9固定于复合叠衣装置的架子上，用于收集图形以判别衣物的种类，吸盘式电磁铁15和铁片16用来控制第一、第二复合叠衣板a、b的分离，以便根据衣物种类执行不同的叠衣程序。电机固定在固定板19上，可以控制整个复合叠衣板左右移动以及复合叠衣板的翻转。电机17的转动带动连杆14转动，复合叠衣板11、叠衣板滑轨12在连杆14的联动下也随电机转动。叠衣板滑轨12用以补偿转动过程中连杆14末端与复合叠衣板11的相对位移。在折叠裤子的时候，通过电机17的转动，齿轮20齿条18的传动，使得复合叠衣板11整体向图6中的V方向移动一定的距离，使得移动直线E与复合叠衣装置的中线对齐。摄像头9为CMOS摄像头，以S3C2440为核心的ARM9处理器，无线模块，摄像头9安置于复合叠衣板前方，通过电线与ARM实验板连接，以S3C2440为核心的ARM9处理器固定在复合叠衣板下方，无线模块通过USB接口与ARM9实验板连接。

所述收纳装置C包括齿轮21，电机22，齿条23，收纳箱外壁24，滑轨25，收纳板26，滑块27。

电机22通过齿轮21驱动齿条23，齿条23与收纳板26固定住，电机22固定在收纳箱外壁24处，滑轨25与收纳箱内壁固定，滑块27与收纳板26固定。滑轨与滑块起导向和定位作用。滑轨25是使得收纳板26在上下移动的过程中起到定位的作用，避免与收纳箱外壁24产生干涉，滑轨25另一个作用是减少摩擦力，减少电机的扭矩。

所述的不同衣物的叠衣步骤,具体包括:1.短袖:机械手将衣物铺在叠衣板上(图10中1-2),叠衣板按顺序折叠短袖(图10中1-3.图10中1-4.图10中1-5),最后将短袖翻转至收纳板上面(图10中1-6);2.长袖:在衣物放上叠衣板前,吸盘式电磁铁消磁,ab板分离,a板转至水平位置(图11中2-1),长袖被置于叠衣板上(图11中2-2),叠衣板按顺序折叠好长袖(图11中2-3.图11中2-4.图11中2-5),最后将长袖翻转至收纳板上面进行收纳(图11中2-6);裤子:在裤子放上去之前,吸盘式电磁铁吸住,ab板结合,并转至水平位置;裤子被平铺在叠衣板上,叠衣板按顺序折叠裤子。

当启动叠衣机时，单片机依次发出指令，使带轮3逆时针带动同步带4转动以带动齿轮摆臂机械手6向衣服方向移动。齿轮摆臂机械手通过红外检测仪8，检测到前方的收缩衣物1时带轮3立即停止转动，电机26带动双齿轮23转动以此让手臂22转动并夹住衣架，齿轮摆臂机械手6往前移动一定的位置把衣物平铺在复合叠衣装置B上面。可收缩衣架1内装有卡位棘轮机构，齿轮摆臂机械手6的手臂29一触碰到楔形齿操作杆40，复位弹簧42会把楔形齿条杆36往上顶，则衣架臂43收缩，衣物则往下掉。

在移动过程中，摄像头9会采集齿轮摆臂机械手夹持的衣物的视频，然后运用图形识别技术识别衣物种类，本识别过程采用了Roberts算子，霍夫变换，光流法等方法，在对衣服移动的视频流进行读取的基础上，对截取的帧图片进行边缘检测和图像分割，最后利用中值滤波法将图片分离出来，最后进行图像数据匹配，以此判断衣物是裤子或衣服。如果是裤子，则吸盘式电磁铁14.15会吸住，a.b板相连接并在电机17的带动下转动到水平位置。之后，复合叠衣装置B上的复合叠衣板11会在电机17的带动下整体横向移动一定的距离，直到晾衣杆与E线在同一垂直面内，此过程中滑轨10起到导向和减少摩擦的作用。如图5所示。如果是衣服，则复合叠衣装置B不会有动作。

将衣物放置在复合叠衣装置B上面后，ARM9处理器通过识别结果下达指令到复合叠衣板11，使其按不同的程序折叠衣物，并将衣物翻转至收纳装置C上面。

当复合叠衣装置B叠好衣物后把衣物送到收纳板26上面时，ARM9处理器控制电机22带动齿轮21转动一定的角度，控制齿条23下降一定的齿数，而收纳板26也下降一定的距离，下降过程中滑轨与滑块起导向和定位作用，避免收纳板26左右前后蹿动。通过识别判别衣物是裤子和衣服，ARM9处理器会控制电机22下降不同的高度，以节约收纳空间。这样，叠好的衣物就一件件收纳到收纳装置C里面。叠衣完毕后，电机22自动往相反方向转动相同的角度，使收纳板26回到最初的位置。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种衣裤自动折叠机，其特征在于，包括支架（5）、设于支架（5）上的收衣装置（A）、设于收衣装置（A）下方的复合叠衣装置（B）及收纳装置（C），收衣装置（A）用于夹持衣裤并将衣裤放于复合叠衣装置上，复合叠衣装置根据衣裤种类选择折叠的动作，并将折叠好的衣裤送至收纳装置（C）内收纳；

所述复合叠衣装置（B）包括摄像头（9）、滑轨（10）、复合叠衣板（11）、叠衣板滑轨（12）、叠衣板滑块（13）、连杆（14）、吸盘式电磁铁（15）、铁片（16）、第二电机（17）、齿条（18）、第二固定板（19）及齿轮（20）；摄像头（9）固定于复合叠衣装置的架子上，用于收集图形以判别衣物的种类，吸盘式电磁铁（15）和铁片（16）用来控制第一、第二复合叠衣板（a、b）的分离，以便根据衣物种类执行不同的叠衣程序；第二电机（17）固定在第二固定板（19）上，可以控制整个复合叠衣板左右移动以及复合叠衣板的翻转；

第二电机（17）带动连杆（14）转动，复合叠衣板（11）、叠衣板滑轨（12）在连杆的联动下也随第二电机（17）转动，叠衣板滑轨（12）用以补偿转动过程中连杆（14）末端与复合叠衣板（11）的相对位移，在折叠裤子时，第二电机（17）带动齿轮（20）、齿条（18）传动，使得复合叠衣板（11）整体能移动一定距离，其移动直线(E)与复合叠衣装置的中线对齐。

2.根据权利要求1所述的衣裤自动折叠机，其特征在于，所述收衣装置（A）包括可收缩衣架（1）、晾衣杆（2）、传动结构、夹持结构及红外传感器（8），晾衣杆（2）设于支架（5）上，可收缩衣架（1）挂于晾衣杆（2）上，传动结构用于传动夹持结构沿晾衣杆（2）方向来回移动，夹持结构用于控制可收缩衣架（1）收缩动作，当夹持结构控制可收缩衣架（1）收缩动作后，将衣裤落至复合叠衣装置（B）上，红外传感器（8）用于感应可收缩衣架（1）的位置以控制夹持结构的动作。

3.根据权利要求2所述的衣裤自动折叠机，其特征在于，所述夹持结构为齿轮摆臂机械手（6）。

4.根据权利要求3所述的衣裤自动折叠机，其特征在于，所述齿轮摆臂机械手（6）包括导向板（28）、手臂（29）、相啮合的双齿轮（30）、第一固定板（31）及第一电机（33），第一电机（33）用于驱动双齿轮（30），双齿轮（30）通过手臂（29）与导向板（28）连接，第一固定板（31）用于固定第一电机（33）。

5.根据权利要求2所述的衣裤自动折叠机，其特征在于，所述可收缩衣架（1）包括铰链（34）、对称铰链（35）、楔形齿条杆（36）、挤压弹簧（37）、挂钩（38）、衣架外壳（39）、楔形齿操作杆（40）、对称连杆（41）、复位弹簧（42）及衣架臂（43）；

楔形齿条杆（36）设于衣架外壳（39）内，楔形齿条杆（36）一端通过铰链（34）与两个对称连杆（41）的一端连接，两个对称连杆（41）的另一端分别通过对称铰链（35）与衣架臂（43）连接，复位弹簧（42）两端分别与两个衣架臂（43）连接，复位弹簧（42）的中间端与铰链（34）连接；挤压弹簧（37）挤压楔形齿操作杆（40）往外，使其扣住楔形齿条杆（36），衣架臂（43）的位置固定。

6.根据权利要求2所述的衣裤自动折叠机，其特征在于，所述传动结构包括带轮（3）、同步带（4）及滑轨（7），带轮（3）与滑轨（7）固定在支架（5）上，同步带（4）与带轮（3）啮合，夹持结构与同步带（4）相连接。

7.根据权利要求1所述的衣裤自动折叠机，其特征在于，所述收纳装置（C）包括齿轮（21），第三电机（22），齿条（23），收纳箱外壁（24），滑轨（25），收纳板（26）及滑块（27）；

第三电机（22）通过齿轮（21）驱动齿条（23），齿条（23）与收纳板（26）固定住，第三电机（22）固定在收纳箱外壁（24）处，滑轨（25）与收纳箱内壁固定，滑块（27）与收纳板（26）固定；滑轨与滑块起导向和定位作用，滑轨（25）使得收纳板（26）在上下移动的过程中起到定位的作用。