CN108951024A - 共享智能防尘晒被机及其晒被方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共享智能防尘晒被机及其晒被方法，并通过太阳光追踪器达到智能控制使电机带动转动轴转动调节角度，达到充分晒被，并且透明防尘布有效隔绝细菌灰尘等空气中有害物质。技术方案是，防尘晒被机，包括立柱和控制器，所述立柱上安装有竖向的连接到控制器上的第一电机，所述第一电机输出轴连接有横向的连接到控制器上的第二电机，所述第二电机输出轴同轴固定一转动轴，所述转动轴上固定有第一框架，所述框架的前后端分别转动连接有第二框架，所述第二框架和第一框架之间具有可将两者之间相对位置定位的结构，还包括固定在第二电机上且连接到控制器上的太阳能追踪器。

Description

共享智能防尘晒被机及其晒被方法

技术领域

本发明涉及晒被机及其晒被方法，本发明实现的是根据互联网提供的信息智能化的进行晒被动作。

背景技术

被子中容易存留一些人体的皮屑、汗液等，即使是干净的被子，连续3个月不晒，里面也会滋生几百万只螨虫，而阳光中的紫外线能有效杀菌，即使是干净的被子，长时间不晒，也会滋生大量的螨虫，阳光中的紫外线能有效杀菌杀螨，因此，勤晒被子对于人体健康是十分有利的。生活中，室外晒被不方便，不能充分晒被且室外细菌也会附着在被子上。

发明内容

基于上述所述的技术问题，本发明提供了一种共享智能防尘晒被机及其晒被方法，并通过太阳光追踪器达到智能控制使电机带动转动轴转动调节角度，达到充分晒被，并且透明防尘布有效隔绝细菌灰尘等空气中有害物质。

技术方案是，防尘晒被机，包括立柱和控制器，所述立柱上安装有竖向的连接到控制器上的第一电机，所述第一电机输出轴连接有横向的连接到控制器上的第二电机，所述第二电机输出轴同轴固定一转动轴，所述转动轴上固定有第一框架，所述框架的前后端分别转动连接有第二框架，所述第二框架和第一框架之间具有可将两者之间相对位置定位的结构，还包括固定在第二电机上且连接到控制器上的太阳能追踪器。

一种利用防尘晒被机进行晒被的方法，将被子通过夹子固定在第一框架和第二框架的上表面，该控制器内含WIFI模块，该方法中的角度以立柱和当地正南方向构成的平面为基准面，该控制器通过WIFI模块从中国天气网API接口提取即使天气信息以及光照与基准平面的夹角作为计算光照角度，被子旋转角度以第二电机的输出轴与基准平面的角度为夹角，太阳能追踪器输出的阳光角度同样是阳光与基准面夹角作为输出阳光角度，计算光照角度、被子旋转角度和输出阳光角度朝东转为负数角度，朝西转为正数角度，第一电机一个脉冲旋转7.5度，其旋转的起始点为基准面朝东90度，终止点为基准面朝西90度，共180度，24个，脉冲；第一电机每隔三十分钟动作一次，每次的动作第一电机旋转的角度先以被子旋转角度减去输出阳光角度的绝对值再减去90°换算成正数的最小值为准，该方法是这样进行的，太阳追踪器先工作，当太阳能追踪器在两个选择极限点之间时，当检测到某点光照强度高于前后两点时，此时这个点就是输出阳光角度最佳点，当太阳能追踪器处于两个极限点时，第一电机驱动太阳能追踪器朝着中间转动，直到检测到下一个位置点的光照强度小于上一个位置点时，则上一个光照最强的位置点为最佳输出阳光角度，然后对比被子旋转角度当下的角度与计算光照角度的差值的绝对值再减去90°的差值取绝对值，当两者差值小于7.5度时，此时就一输出阳光角度为准旋转晒被机进行晒被，当差值大于7.5时，则以计算光照角度为准进行晒被。

本发明晒被机可以有效的跟随太阳进行晒被，且利用计算光照角度和输出阳光角度两者结合来控制晒被机的动作，大大提高了晒被机的晒被质量。其主要用于都市生活，人员密集空间有限的地区，该发明便于固定，空间占用少，利用率高，有效解决人们生活中隐藏的健康问题。

附图说明

图1为本发明防尘晒被机立体图。

图2为本发明防尘晒被机框架部分立体图。

图3为第一框架和第二框架的连接图。

图4为计算光照角度计算示意图。

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至图4给出，本发明的技术方案是，防尘晒被机，包括立柱9和控制器3，所述立柱9上安装有竖向的连接到控制器3上的第一电机4，所述第一电机4输出轴连接有横向的连接到控制器3上的第二电机5，所述第二电机输出轴同轴固定一转动轴7，所述转动轴7上固定有第一框架8，所述第一框架8的前后端分别转动连接有第二框架10，所述第二框架10和第一框架8之间具有可将两者之间相对位置定位的结构，还包括固定在第二电机5上端且连接到控制器3上的太阳能追踪器6。

还包括透明透气的防尘布11，所述防尘布上开有多个通风孔12，所述通风孔12上安装有连接到控制器3上的排气扇13，所述防尘布11的前后端各设有两个可以夹子20。该防尘布11可以是由透明线织成的具有网格结构的布。使用时通过夹子将防尘布11和被子固定在前后端的第二框架10上，防尘布11可以在被子的上下侧面均设置。

所述立柱9上固定有外壳1，所述控制器3和第一电机4固定在外壳1内，所述外壳1上侧面上转动设置有转盘14，所述第一电机4的输出轴固定连接在转盘14下端，所述第二电机5固定在转动盘14上端，所述太阳能追踪器6固定在第二电机5上端。

所述第一框架8的前后侧的左右端分别向外伸出第一安装板15，所述第二框架10面朝第一框架8的端部的左右端分别伸出与第一安装板15配合的第二安装板16，第一安装板15和第二安装板16交错重叠，还包括横向贯通相配合的第一安装板15和第二安装板16的螺纹孔，还包括旋拧在纵向同一侧的螺纹孔的螺杆17，所述螺杆17的一端固定有直径大于螺纹孔的挡板18，所述螺杆17的另一端旋拧有手拧螺母19。第二安装板16可以重叠在第一安装板15的内侧，挡板18顶着左侧的第一安装板15左侧，而手拧螺母19顶着右侧的第一安装板15右侧，将第一框架8和第二框架10定位在一起，当需要改变第一框架8和第二框架10的相对角度时，拧松手拧螺母19，翻转第二框架10即可，当第二框架10翻转到需要的角度时，再拧紧手拧螺母19使得第一框架8和第二框架10之间定位即可。

一种利用防尘晒被机进行晒被的方法，将被子通过夹子20固定在第一框架8和第二框架10的上表面，该控制器3内含WIFI模块，该方法中的角度以立柱9和当地正南方向构成的平面为基准面，该控制器3通过WIFI模块从中国天气网API接口提取即使天气信息以及光照与基准平面的夹角作为计算光照角度，被子旋转角度以第二电机5的输出轴与基准平面的角度为夹角，太阳能追踪器6输出的阳光角度同样是阳光与基准面夹角作为输出阳光角度，计算光照角度、被子旋转角度和输出阳光角度朝东转为负数角度，朝西转为正数角度，第一电机一个脉冲旋转7.5度，其旋转的起始点为基准面朝东90度，终止点为基准面朝西90度，共180度，24个，脉冲；第一电机每隔三十分钟动作一次，每次的动作第一电机旋转的角度先以被子旋转角度减去输出阳光角度的绝对值再减去90°换算成正数的最小值为准，该方法是这样进行的，太阳追踪器先工作，当太阳能追踪器在两个选择极限点之间时，当检测到某点光照强度高于前后两点时，此时这个点就是输出阳光角度最佳点，当太阳能追踪器处于两个极限点时，第一电机驱动太阳能追踪器朝着中间转动，直到检测到下一个位置点的光照强度小于上一个位置点时，则上一个光照最强的位置点为最佳输出阳光角度，然后对比被子旋转角度当下的角度与计算光照角度的差值的绝对值再减去90°的差值取绝对值，当两者差值小于7.5度时，此时就一输出阳光角度为准旋转晒被机进行晒被，当差值大于7.5时，则以计算光照角度为准进行晒被。

该发明中的晒被的光照角度有两个基准，其中一个是计算光照角度，另一个是太阳能追踪器检测出来的输出阳光角度，无论以哪一个为基准，则都是晒被机的转动轴7与其基准光照的夹角减去九十度取最小绝对值为准。置于基准的选择，则是对比计算光照角度与太阳能追踪器计算的角度。

以当地的正南方向为和立杆构成的平面为基准面，得出太阳和基准面的计算光照角度，第一电机和第二电机均为步进电机，第一电机以第二电机输出轴的轴线与基准平面的角度为夹角，朝东转为负数角度，朝西转为正数角度，太阳角度亦然。步进电机一个脉冲旋转7.5度，每隔三十分钟动作一次，每次的动作都以步进电机的旋转被子角度减去计算光照角度换算成正数再减去九十度换算成正数的最小值为计算光照角度下被子旋转的最佳值（输出光照角度下的被子旋转角度的最佳值同样是这样计算的），电脑在步进电机转动时就算好了当下第一电机在以计算光照角度为基准下应该旋转多少脉冲达到差角最小。加入太阳追踪器，使得平时按照太阳追踪器计算的最佳光照角度进行旋转，之所以加入太阳能追踪器，是因为太阳能追踪器在没有云彩的干扰的情况下对太阳角度的探测是直接的，更加准确，而当太阳能追踪器探测最终定位的被子旋转角度比着计算光照角度减去九十度的绝对值的超出7.5度时，则以计算为准，因为可能天空偶尔会飘过云彩，严重影响了太阳能追踪器的精度，而当角度差值不超过7.5度时，则以太阳能追踪器为准，这样可以最大程度的保证被子的晾晒，计算的角度即是太阳能追踪器的补偿和防止偏差过大的补充。在进行工作时，太阳能追踪器先工作，当追踪器在两个选择极限点之间时，当检测到某点光照强度高于前后两点时，此时这个点就是最佳点，当太阳能追踪器处于两个极限点时，第一电机驱动太阳能追踪器朝着中间转动，直到检测到下一个位置点的光照强度小于上一个位置点时，则上一个点为光照最强的位置点。然后对比第一电机当下的被子旋转角度与计算出来的计算光照角度减去九十度的绝对值，当两者差值小于7.5度时，此时就定位在当下角度，当差值大于7.5时，则第一电机旋转到其被子旋转角度与计算光照角度差的绝对值减去九十度换算成正数的最小的角度上即可。例如，当某时计算的角度为10度时（相差九十度则被子按照这个理论是应该在-80度最佳），此时太阳能追踪器探测的实际的太阳光角度为12度；因为步进电机从-90度开始，每次旋转7.5度，因此此时经过太阳能追踪器计算出来的最终旋转定位的角度是-75°，而最佳的与12°相差90°的角度应当是-78°，两者相差78-75=3°；而通过计算光照角度得出的最终定位角度是-82.5度（82.5-80=2.5，这只是理论值，而实际光照角度是12度，因此实际差值是82.5-78为4.5度），4.5度大于3度，明显此时通过太阳能追踪器效果更佳。而如果遇到云彩路过，计算角度是10度（相差九十度则被子按照这个理论是应该在-80度最佳），如果此时除去云彩的实际照射角度是12度（实际是相差九十度则-78度最佳），有云彩后太阳能追踪器在旋转的过程中得出的最强光照角度是20度，则太阳能追踪器得出的电机旋转角度应当是-67.5度，与计算角度相差12.5度，大于7.5度，则此时按照计算角度来旋转电机到达-82.5度即可。

该发明中，可以在控制器1上连接喇叭，当人们打开控制器1要进行晒被操作时，控制器根据互联网上的数据进行分析，计算是否适合进行被子晾晒，进行语音提醒。第一电机和第二电机的转动角度和速度由控制器控制。第一电机的旋转角度范围是180度，以基准面为中心，向西和向东各九十度，每一个步进角度为7.5度，共24个脉冲。

控制器通过WIFI模块从中国天气网API接口提取信息，提取的数据有即时天气（气温、气压、湿度、风、云、雾、雨、闪电、雪、霜、雷、雹、霾），若5个小时内天气非晴或多云，或者3个小时内空气湿度超过60％，则将禁止信息传递给控制器，禁止用户开启晒被机，当风速高于4级，禁止开启晒被机。当禁止开启晒被机时给喇叭发出指令进行语言提醒。

当温度为15-25度时，控制器每隔3.75分钟给第二电机传递一次脉冲信息，使得第二电机可以在3个小时内转动1整圈，当温度为25-30度时，微电脑处理器每隔1.875分钟给第二电机传递一次脉冲，使得第二电机可以在3小时内转动2整圈。30-40度时，控制器每隔0.9375分钟给第二电机传递一次脉冲使得第二电机带动被子在3小时内转动4整圈。

防尘布由透明透气的塑料薄膜构成，所谓透气可以在薄膜上布置多个透气孔，该发明中的框架由不锈钢材料制成。在防尘布上开有几个通风孔，例如可以是呈矩形布置的四个，在防尘布背向被子的侧面上安装有对着通风孔的排气扇，其大小规格为10cm，扇叶半径为9.5cm。排气扇连接到控制器上。

当晒被机处于运作状态时，控制器会根据温度大小和当时的风速向排气扇发出信息控制调节排气扇转动的速度（此时排气扇的马达类型为直流电机，智能控制器将数字信号转换成模拟信号，通过调节占空比，调节直流电机的转速）。对该排风扇的转速控制判断如下：温度范围20-30摄氏度，风速1-3级时，排气扇转速为2500～3000转/min。温度范围20～30摄氏度，风速3～4级时，排气扇转速为3000～3500。温度范围30摄氏度以上，风速1～3级时，排气扇转速为3000～3500。温度范围30摄氏度以上，风速3～4级时，排气扇转速为3000～3500转/min。

本发明晒被机适合北半球，如果是南半球，则将其中相应的设置进行替换即可。

太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地经线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方位角以目标物正南方向为零，顺时针方向逐渐变大，其取值范围是0—360°。因此太阳方位角一般是以目标物的 北方向为起始方向，以太阳光的入射方向 为终止方向，按顺时针方向所测量的角度 。

求太阳高度角hs ：

sin hs =sinφ·sinδ+cosφ·cosδ·cosΩ

式中 hs-太阳高度角，deg;

φ-地理纬度，deg;

δ-赤纬，deg;

Ω-时角，deg。

2，求太阳方位角As ：

COSAs= sinhs·sinφ-sinδ/(coshs·cosφ)

As-太阳方位角，deg.

单位时间地球自转的角度定义为时角w/Ω，规定正午时角为0，上午时角为负值，下午时角为正值。地球自转一周360度，对应的时间为24小时，即每小时相应的时角为15度。

计算公式：ω=15×（ST-12）

其中ST为真太阳时，以24小时计。该发明中的计算光照角度X等于360度减去太阳方位角。

Claims (5)

1.共享智能防尘晒被机，包括立柱（9）和控制器（3），所述立柱（9）上安装有竖向的连接到控制器（3）上的第一电机（4），所述第一电机（4）输出轴连接有横向的连接到控制器（3）上的第二电机（5），所述第二电机输出轴同轴固定一转动轴（7），所述转动轴（7）上固定有第一框架（8），所述第一框架（8）的前后端分别转动连接有第二框架（10），所述第二框架（10）和第一框架（8）之间具有可将两者之间相对位置定位的结构，还包括固定在第二电机（5）上端且连接到控制器（3）上的太阳能追踪器（6）。

2.根据权利要求1所述的共享智能防尘晒被机，其特征在于，还包括透明透气的防尘布（11），所述防尘布上开有多个通风孔（12），所述通风孔（12）上安装有连接到控制器（3）上的排气扇（13），所述防尘布（11）的前后端各设有两个可以夹子（20）。

3.根据权利要求1所述的共享智能防尘晒被机，其特征在于，所述立柱（9）上固定有外壳（1），所述控制器（3）和第一电机（4）固定在外壳（1）内，所述外壳（1）上侧面上转动设置有转盘（14），所述第一电机（4）的输出轴固定连接在转盘（14）下端，所述第二电机（5）固定在转动盘（14）上端，所述太阳能追踪器（6）固定在第二电机（5）上端。

4.根据权利要求1所述的共享智能防尘晒被机，所述第一框架（8）的前后侧的左右端分别向外伸出第一安装板（15），所述第二框架（10）面朝第一框架（8）的端部的左右端分别伸出与第一安装板（15）配合的第二安装板（16），第一安装板（15）和第二安装板（16）交错重叠，还包括横向贯通相配合的第一安装板（15）和第二安装板（16）的螺纹孔，还包括旋拧在纵向同一侧的螺纹孔的螺杆（17），所述螺杆（17）的一端固定有直径大于螺纹孔的挡板（18），所述螺杆（17）的另一端旋拧有手拧螺母（19）。

5.一种利用共享智能防尘晒被机进行晒被的方法，其特征在于，将被子通过夹子（20）固定在第一框架（8）和第二框架（10）的上表面，该控制器（3）内含WIFI模块，该方法中的角度以立柱（9）和当地正南方向构成的平面为基准面，该控制器（3）通过WIFI模块从中国天气网API接口提取即使天气信息以及光照与基准平面的夹角作为计算光照角度，被子旋转角度以第二电机（5）的输出轴与基准平面的角度为夹角，太阳能追踪器（6）输出的阳光角度同样是阳光与基准面夹角作为输出阳光角度，计算光照角度、被子旋转角度和输出阳光角度朝东转为负数角度，朝西转为正数角度，第一电机一个脉冲旋转7.5度，其旋转的起始点为基准面朝东90度，终止点为基准面朝西90度，共180度，24个脉冲；第一电机每隔三十分钟动作一次，每次的动作第一电机旋转的角度先以被子旋转角度减去输出阳光角度的绝对值再减去90°换算成正数的最小值为准，该方法是这样进行的，太阳追踪器先工作，当太阳能追踪器在两个选择极限点之间时，当检测到某点光照强度高于前后两点时，此时这个点就是输出阳光角度最佳点，当太阳能追踪器处于两个极限点时，第一电机驱动太阳能追踪器朝着中间转动，直到检测到下一个位置点的光照强度小于上一个位置点时，则上一个光照最强的位置点为最佳输出阳光角度，然后对比被子旋转角度当下的角度与计算光照角度的差值的绝对值再减去90°的差值取绝对值，当两者差值小于7.5度时，此时就一输出阳光角度为准旋转晒被机进行晒被，当差值大于7.5时，则以计算光照角度为准进行晒被。