CN108677464A - 基于物联网的户外晾晒机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于物联网的户外晾晒机器人，技术方案是，底盘上设置有第二电机，第二电机的转动轴竖直向上伸出且固定连接有底框，底框的上部装有水平的晾衣杆，晾衣杆上设置有顶框，顶框包括固定在晾衣杆上的底撑和竖直对称设置所述底撑两侧的斜撑，两侧的斜撑上部均设置有固定板，两固定板之间设置有旋转的滚筒，其中一个固定板上设置有用于驱动滚筒旋转的第三电机，固定板上方设置有采集板，采集板上分别设置有雨滴传感器、温湿度传感器、风向传感器、风速传感器、光角感应装置和太阳能板，本发明通过湿度传感器、雨滴传感器、光角感应装置等多种传感器感受外界环境变化，通过控制器控制不同电机旋转方向和转速实现衣物的自动晾晒。

Description

基于物联网的户外晾晒机器人

技术领域

本发明涉及晾衣装置，特别是一种基于物联网的户外晾晒机器人。

背景技术

目前人们在日常生活中所使用的晾衣工具基本上都是传统类型，其无法随者外部环境的改变而自动的做出预先设定的处理机制。因此，目前晾衣工具仍然处于相对原始的状态，早已跟不上社会的发展和人们快节奏生活的变化，如今城市里的多数人们经常忙于在工作上，白天几乎都不会停留在家里。当天气状况变化或者衣服晒干时，不能够及时的把衣服从室外收回。假如在双职工家庭，或者住户外出，则在下雨时或者在夜晚，传统类型的晾衣工具无法做到使晾晒在室外的衣物躲避雨水或者露水的功能。炎热夏日，上班族一般是把衣物一整天晾晒在阳台上的挡雨区域，即使住户在家，为了减少必要的麻烦，也很少会在有阳光时专门移到晾晒区域进行晾晒，这样不仅延长了衣物晾晒的时间，而且少了阳光的杀菌，衣物清洗晾晒的效果也大打则扣。在户外晾晒衣服的过程中，尤其是春冬季节，天气干燥，一旦周围有火源，很容易引起着火，无论对城市里的小区住户，还是农村住户，如果没有对着火的衣服进行及时处理，将可能引发整栋楼或者整个住户的火灾，将会威胁到人身安全和财产安全。因此，衣物晾晒的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于物联网的户外晾晒机器人，可有效解决衣物根据外界环境自主晾晒的问题。

本发明解决的技术方案是，一种基于物联网的户外晾晒机器人，该晾晒机器人包括底盘，底盘底部设置有由第一电机驱动的行走轮，底盘上设置有第二电机，第二电机的转动轴竖直向上伸出且固定连接有底框，底框的上部装有水平的晾衣杆，晾衣杆两侧的底框上分别设置有相对应的红外发射管和红外接收管，构成用于感应是否有衣物挂在晾衣杆上的红外对管，晾衣杆上设置有顶框，顶框包括固定在晾衣杆上的底撑和竖直对称设置所述底撑两侧的斜撑，两侧的斜撑上部均设置有固定板，两固定板之间设置有旋转的滚筒，其中一个固定板上设置有用于驱动滚筒旋转的第三电机，滚筒上绕装有挡雨布，挡雨布的一端与滚筒固定在一起，另一端装有导向杆，斜撑上设置有与导向杆相对应的导轨，导向杆沿导轨上下滑动，构成挡雨布的收放式遮挡结构，固定板上方设置有采集板，采集板上分别设置有雨滴传感器、温湿度传感器、风向传感器、风速传感器、光角感应装置和太阳能板，底框上分别设置有控制器和锂电池，底盘底部还设置有用于感应行走轨迹的红外寻迹传感器，太阳能板与锂电池相连，控制器分别与锂电池、第一电机、第二电机、第三电机、红外寻迹传感器、红外对管、雨滴传感器、温湿度传感器、风向传感器、风速传感器和光角感应装置相连。

所述斜撑呈八字形，固定板设置在八字形的顶端，挡雨布包括重叠绕装在滚筒上的第一挡雨布和第二挡雨布，第一挡雨布和第二挡雨布的自由端分别装有第一导向杆和第二导向杆，八字形两侧的斜撑上分别设置有与第一导向杆、第二导向杆相对应的导轨，第一导向杆带动第一挡雨布沿八字形一侧的导轨上下滑动，第二导向杆带动第二挡雨布沿八字形另一侧的导轨上下滑动，构成八字形的收放式遮挡结构。

所述第一导向杆和第二导向杆的两端均设置有滑轮，导轨上设置有与滑轮相对应的轨道槽，滑轮置于轨道槽内，沿其长向滑动，构成第一导向杆和第二导向杆沿八字形的斜撑两侧上下滑动的导向结构。

所述的光角感应装置包括竖直设置在采集板顶部的阳光遮挡柱，阳光遮挡柱下部的外壁上沿周向均布有多个光敏三极管，光敏三极管的发射极与控制器的信号输入端相连，构成光照角度监测结构，所述采集板上设置有与控制器相连的烟雾传感器。

所述户外晾晒机器人置于阳台上，阳台顶部设置有挡板，挡板覆盖的区域为遮挡区，挡板未覆盖的区域为晾晒区，阳台的地面上设置有连通遮挡区和晾晒区的行走轨迹，户外晾晒机器人置于行走轨迹上且红外寻迹传感器与行走轨迹正对。

所述的行走轮有4个，每个行走轮均由与其一一对应的第一电机带动，每个第一电机均与控制器相连。

所述的底框底部设置有导向支撑杆，底盘上表面设置有与支撑杆下端相对应的圆环形导轨，导向支撑杆的底部置于圆环形导轨内，构成平衡支撑结构。

所述的控制器上装有与其相连的无线通信模块。

本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，成本低，通过湿度传感器、雨滴传感器、光角感应装置等多种传感器感受外界环境变化，通过控制器控制不同电机旋转方向和转速实现衣物的自动晾晒，在工作方式上能够与手机等终端通过无线连接，从而进行远程监控或远程操作，其操作简单、使用方便，是衣物晾晒装置上的创新。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明底撑的俯视图。

图4为本发明采集板的结构示意图

图5为本发明滚筒与挡雨布的结构示意图。

图6为本发明导向杆与轨道的装配示意图。

图7为本发明电路连接框式图。

图8为本发明使用状态图。

图9为本发明光角感应装置的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-8给出，本发明包括底盘3，底盘3底部设置有由第一电机4a驱动的行走轮4，底盘3上设置有第二电机6，第二电机6的转动轴6a竖直向上伸出且固定连接有底框7，底框7的上部装有水平的晾衣杆9，晾衣杆9两侧的底框上分别设置有相对应的红外发射管8a和红外接收管8b，构成用于感应是否有衣物挂在晾衣杆上的红外对管，晾衣杆9上设置有顶框，顶框包括固定在晾衣杆9上的底撑22和竖直对称设置所述底撑两侧的斜撑21，两侧的斜撑上部均设置有固定板14，两固定板之间设置有旋转的滚筒11，其中一个固定板上设置有用于驱动滚筒旋转的第三电机10，滚筒11上绕装有挡雨布，挡雨布的一端与滚筒11固定在一起，另一端装有导向杆，斜撑21上设置有与导向杆相对应的导轨，导向杆沿导轨上下滑动，构成挡雨布的收放式遮挡结构，固定板14上方设置有采集板15，采集板15上分别设置有雨滴传感器17a、温湿度传感器17b、风向传感器17c、风速传感器17d、光角感应装置和太阳能板16，底框7上分别设置有控制器20和锂电池19，底盘3底部还设置有用于感应行走轨迹2的红外寻迹传感器5，太阳能板16与锂电池19相连，控制器20分别与锂电池19、第一电机4a、第二电机6、第三电机10、红外寻迹传感器5、红外对管、雨滴传感器17a、温湿度传感器17b、风向传感器17c、风速传感器17d和光角感应装置相连。

为保证使用效果，所述斜撑21呈八字形，固定板14设置在八字形的顶端，挡雨布包括重叠绕装在滚筒11上的第一挡雨布12a和第二挡雨布12b，第一挡雨布12a和第二挡雨布12b的自由端分别装有第一导向杆13a和第二导向杆13b，八字形两侧的斜撑上分别设置有与第一导向杆13a、第二导向杆13b相对应的导轨，第一导向杆13a带动第一挡雨布12a沿八字形一侧的导轨上下滑动，第二导向杆13b带动第二挡雨布12b沿八字形另一侧的导轨上下滑动，构成八字形的收放式遮挡结构；所述第一导向杆13a和第二导向杆13b的两端均设置有滑轮131，导轨上设置有与滑轮131相对应的轨道槽21a，滑轮131置于轨道槽21a内，沿其长向滑动，构成第一导向杆和第二导向杆沿八字形的斜撑两侧上下滑动的导向结构，这种八字形的遮挡结构挡雨效果好，而且方便排水。

所述的光角感应装置包括竖直设置在采集板15顶部的阳光遮挡柱23，阳光遮挡柱23下部的外壁上沿周向均布有多个光敏三极管24，光敏三极管24的发射极与控制器的信号输入端相连，构成光照角度监测结构。如图9所示，阳光遮挡柱23下部的外壁上沿周向均布有6个光敏三极管24，所述的阳光遮挡柱23为空心柱，光敏三极管的线路可穿过其内腔进行接线，所述的风向传感器17c和风速传感器17d均设置在采集板的上端，放置采集板挡风，光敏三极管24位于风向传感器17c和风速传感器17d的上方，放置风向传感器17c和风速传感器17d的阴影干扰。光敏三极管24上方的阳光遮挡柱长度为15-20cm，阳光遮挡柱的外径为2-3cm。当阳光非直射时，立柱的投影会遮住某一个方向的光照，使得对应的光敏三极管所在的回路的电流值与其它的回路电路不同。并将这些信号传输给控制器，控制器输出信号控制第二电机转动，选择最佳晾晒角度。光敏三极管的型号为3DU33，光敏三级管的导通电流与光照强度呈线性关系，在每个光敏三极管发射极与控制器输入端之间可增加一一对应的电阻，经过三级管放大的感应电流转变为电压信号输入控制器。

所述采集板15上设置有与控制器相连的烟雾传感器，当出现着火情况时，会发出报警信息，报警信息会无线通信模块传送至手机，所述的烟雾传感器为市售产品，如TELESKY天猫旗舰店销售的型号为MQ-2的烟雾传感器。

所述户外晾晒机器人置于阳台上，阳台顶部设置有挡板1，挡板覆盖的区域为遮挡区1a，挡板未覆盖的区域为晾晒区1b，阳台的地面上设置有连通遮挡区1a和晾晒区1b的行走轨迹2，户外晾晒机器人置于行走轨迹2上且红外寻迹传感器5与行走轨迹2正对。

所述晾衣杆9上设置有均布的衣架挂孔9a。

所述太阳能板16经稳压器与锂电池19相连。

所述的行走轮4有4个，每个行走轮均由与其一一对应的第一电机4a带动，每个第一电机4a均与控制器20相连。

所述的底框7底部设置有导向支撑杆18，底盘3上表面设置有与支撑杆18下端相对应的圆环形导轨18a，导向支撑杆18的底部置于圆环形导轨18a内，构成平衡支撑结构。

所述的控制器20上装有与其相连的无线通信模块，所述的无线通信模块为市售产品，可以基于3G网络或4G网络的无线通信模块。

所述的红外寻迹传感器5为市售产品(现有技术)，如深圳市优信电子科技有限公司生产的四路红外寻迹模块，所述的行走轨迹4为预先铺好贴于遮挡区1a和晾晒区1b之间的行走路线的地面上的黑色哑光胶带，所述的控制器20为市售产品(现有技术)，如型号为STC89C52的单片机控制器、PLC控制器等，红外寻迹传感器能够通过行走轨迹反射的光线感应底盘是否偏移行走路线，当发生偏移时，通过控制器控制各个第一电机的转速，通过转速差调整底盘的行走方向和位置，使其回到行走轨迹上，从而实现晾晒机器人在遮挡区1a和晾晒区1b之间的自动移动。同时控制器可以接收温湿度传感器、雨滴传感器、风向传感器、风速传感器和光角感应装置等多种传感器感受外界环境变化，再通过控制器控制不同电机旋转方向和转速实现衣物的自动晾晒，并选择最佳的晾晒时间和晾晒角度，在工作方式上能够与手机等终端通过无线连接，从而进行远程监控或远程操作，所述的温湿度传感器、雨滴传感器、风向传感器、风速传感器均为市售产品，如型号为DHT11的温湿度传感器；博士达公司生产和销售的型号为B21的雨滴传感器，型号为YGC-FX的风向传感器，型号为YGC-FS的风速传感器。通过这些传感器，判断是否适合衣物晾晒，湿度过大、温度过低、风速过大时，不宜晾晒，通过风向传感器检测风向，使其迎风晾晒(优先阳光直射)，加快晾晒速度。

本发明使用时，使用者将晾晒机器人放置在预先铺设好姓周轨迹的阳台或天台上，将需要晾晒的衣物通过衣撑挂在晾衣杆9上，红外对管用于检测晾衣杆上是否挂有衣物，为保证检测的准确性，可沿高度方向设置多组红外对管，从而给控制器提供一个是否晾晒衣物的信号，采集板上的雨滴传感器、温湿度传感器、风速传感器用于采集外界环境信号，判断是否下雨、是否温度和湿度过高，风速是否过大以及风向，通过控制器对采集的这些环境信号，确定是否进行晾晒；晾晒过程中光角感应装置用于检测光照角度，并通过控制控制第二电机旋转，带动晾衣杆旋转，从而选择最佳的晾晒光照角度；在晾晒过程中如果发现降雨，控制器控制第三电机旋转，带动滚筒上的挡雨布覆盖晾衣杆的上方，并驱动第一电机旋转，使机器人回到遮挡区，从而保证晾晒的衣物不被淋湿；在遮挡区时，风向传感器检测风向，并通过控制控制第二电机旋转，带动晾衣杆旋转，从而选择最佳的迎风角度，缩短衣物晾晒时间，还可通过无线通信模块实现与手机等终端的无线传输，进行远程监控或远程操作，与现有技术相比，本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，成本低，通过温湿度传感器、雨滴传感器、风速传感器、风向传感器和光角感应装置等多种传感器感受外界环境变化，再通过控制器控制不同电机旋转方向和转速实现衣物的自动晾晒，并选择最佳的晾晒时间和晾晒角度，在工作方式上能够与手机等终端通过无线连接，从而进行远程监控或远程操作，其操作简单、使用方便，是衣物晾晒装置上的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (10)

1.一种基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，该晾晒机器人包括底盘(3)，底盘(3)底部设置有由第一电机(4a)驱动的行走轮(4)，底盘(3)上设置有第二电机(6)，第二电机(6)的转动轴(6a)竖直向上伸出且固定连接有底框(7)，底框(7)的上部装有水平的晾衣杆(9)，晾衣杆(9)两侧的底框上分别设置有相对应的红外发射管(8a)和红外接收管(8b)，构成用于感应是否有衣物挂在晾衣杆上的红外对管，晾衣杆(9)上设置有顶框，顶框包括固定在晾衣杆(9)上的底撑(22)和竖直对称设置所述底撑两侧的斜撑(21)，两侧的斜撑上部均设置有固定板(14)，两固定板之间设置有旋转的滚筒(11)，其中一个固定板上设置有用于驱动滚筒旋转的第三电机(10)，滚筒(11)上绕装有挡雨布，挡雨布的一端与滚筒(11)固定在一起，另一端装有导向杆，斜撑(21)上设置有与导向杆相对应的导轨，导向杆沿导轨上下滑动，构成挡雨布的收放式遮挡结构，固定板(14)上方设置有采集板(15)，采集板(15)上分别设置有雨滴传感器(17a)、温湿度传感器(17b)、风向传感器(17c)、风速传感器(17d)、光角感应装置和太阳能板(16)，底框(7)上分别设置有控制器(20)和锂电池(19)，底盘(3)底部还设置有用于感应行走轨迹(2)的红外寻迹传感器(5)，太阳能板(16)与锂电池(19)相连，控制器(20)分别与锂电池(19)、第一电机(4a)、第二电机(6)、第三电机(10)、红外寻迹传感器(5)、红外对管、雨滴传感器(17a)、温湿度传感器(17b)、风向传感器(17c)、风速传感器(17d)和光角感应装置相连。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述斜撑(21)呈八字形，固定板(14)设置在八字形的顶端，挡雨布包括重叠绕装在滚筒(11)上的第一挡雨布(12a)和第二挡雨布(12b)，第一挡雨布(12a)和第二挡雨布(12b)的自由端分别装有第一导向杆(13a)和第二导向杆(13b)，八字形两侧的斜撑上分别设置有与第一导向杆(13a)、第二导向杆(13b)相对应的导轨，第一导向杆(13a)带动第一挡雨布(12a)沿八字形一侧的导轨上下滑动，第二导向杆(13b)带动第二挡雨布(12b)沿八字形另一侧的导轨上下滑动，构成八字形的收放式遮挡结构。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述第一导向杆(13a)和第二导向杆(13b)的两端均设置有滑轮(131)，导轨上设置有与滑轮(131)相对应的轨道槽(21a)，滑轮(131)置于轨道槽(21a)内，沿其长向滑动，构成第一导向杆和第二导向杆沿八字形的斜撑两侧上下滑动的导向结构。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述的光角感应装置包括竖直设置在采集板(15)顶部的阳光遮挡柱(23)，阳光遮挡柱(23)下部的外壁上沿周向均布有多个光敏三极管(24)，光敏三极管(24)的发射极与控制器的信号输入端相连，构成光照角度监测结构。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述户外晾晒机器人置于阳台上，阳台顶部设置有挡板(1)，挡板覆盖的区域为遮挡区(1a)，挡板未覆盖的区域为晾晒区(1b)，阳台的地面上设置有连通遮挡区(1a)和晾晒区(1b)的行走轨迹(2)，户外晾晒机器人置于行走轨迹(2)上且红外寻迹传感器(5)与行走轨迹(2)正对。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述晾衣杆(9)上设置有均布的衣架挂孔(9a)。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述太阳能板(16)经稳压器与锂电池(19)相连。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述的行走轮(4)有4个，每个行走轮均由与其一一对应的第一电机(4a)带动，每个第一电机(4a)均与控制器(20)相连。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述的底框(7)底部设置有导向支撑杆(18)，底盘(3)上表面设置有与支撑杆(18)下端相对应的圆环形导轨(18a)，导向支撑杆(18)的底部置于圆环形导轨(18a)内，构成平衡支撑结构。

10.根据权利要求1所述的基于物联网的户外晾晒机器人，其特征在于，所述的控制器(20)上装有与其相连的无线通信模块。