CN110983729A - 一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，包括晾衣架组件、控制器、用于感应室内外湿度的传感器组件、用于检测天气情况的摄像头和多个用于带动晾衣架组件移动的蜗杆驱动组件，摄像头固定设于晾衣架组件上，蜗杆驱动组件、传感器组件和摄像头分别与控制器连接。与现有技术相比，本发明采用三个温湿度传感器精确获取室内外温湿度和衣物温湿度，能在晴天且衣物需要晾晒时将晾衣架推出进行晾晒，当阴天或下雨时及时收回衣物，防止衣物被淋湿，晾衣杆组件推出前打开窗户，晾衣杆组件收回时关闭窗户，避免雨水飘入室内，摄像头能够通过图像识别实时监测天气，并且能够对室外坠物进行记录，对高层抛物进行监控。

Description

一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置
技术领域
本发明涉及一种智能晾衣装置，尤其是涉及一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置。
背景技术
在现代化的社会中，人们忙于工作和学习，一天中有大部分时间都不在家。而且因为忙碌的工作和学习任务很少顾及到家中琐事。晾在外的衣服很有可能会被骤然而至的大雨再次淋湿，或者因为忘记收回晾在外的衣物而导致衣物长时间在阳光下曝晒导致衣物的质量受损。
市面上的现有类似功能的装置都不成熟，其中有一部分因为安装困难，很少有人采用。而更多的则是技术不完善，没有形成一个闭环的反馈控制系统，没有达成理想的智能化，自动化。这样在使用的过程中会出现很多意想不到的情况。甚至有的时候会造成一些不必要的损失。现有的收晾衣物装置控制不理想，容易出现错误的判断，导致衣物晾干了还没有收回，或者下雨却没有检测到并收回衣物，或者衣物收回后没有检测到天气情况晴朗，及时将衣物再晾出去。这导致了此类型的晾衣装置难以大面积的推广使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，包括晾衣架组件、控制器、用于感应室内外湿度的传感器组件、用于检测天气情况的摄像头和多个用于带动晾衣架组件移动的蜗杆驱动组件，所述的摄像头固定设于晾衣架组件上，所述的蜗杆驱动组件、传感器组件和摄像头分别与控制器连接。使用时，传感器组件检测衣物及室内外环境温湿度，摄像头获取室外天空图像信息，控制器实时结合室外温湿度和室外天空图像信息判断天气情况，并根据衣物温湿度信判断衣物是否晒干，当晾衣架组件伸出室外晾晒衣物时，若天气情况转变为阴天或下雨，蜗杆驱动组件带动晾衣架沿垂直墙壁方向收回至室内，防止衣物被淋湿，若天气情况转变为晴朗，丝杆驱动组件带动晾衣架沿垂直墙壁方向伸出至室外，继续进行晾晒，当衣物晒干后丝杆驱动组件带动晾衣架沿垂直墙壁方向收回至室内。
所述的蜗杆驱动组件包括涡轮、齿条、连杆和固定设于室内顶部墙壁上的驱动电机，所述的连杆的一端与齿条的端部可转动连接，所述的连杆的另一端与晾衣架组件可转动连接，所述的驱动电机带动涡轮转动，所述的涡轮与齿条啮合，所述的涡轮转动带动齿条沿涡轮轴向移动，所述的齿条移动带动连杆移动，同时，所述的连杆带动晾衣架组件沿垂直于墙壁方向移动。
所述的晾衣架组件包括衣架挂杆、衣架、连接部件和多个导杆及导杆套筒，所述的衣架固定于衣架挂杆底部，所述的导杆套设于导杆套筒内，所述的导杆套筒的端部与室内的墙壁固定连接，所述的导杆套筒垂直于墙壁，所述的导杆的一端与衣架挂杆固定连接，所述的导杆的另一端固定设有连接部件，所述的导杆通过连接部件与连杆可转动连接，所述的摄像头固定于衣架挂杆上。
所述的晾衣架组件还包括辅助导杆及辅助导杆套筒，所述的辅助导杆套筒的端部与室内的墙壁固定连接，所述的辅助导杆套筒垂直于墙壁，所述的辅助导杆套设与辅助导杆套筒内。所述的辅助导杆及辅助导杆套筒能够提高晾衣架组件的稳定性，使晾衣架组件移动更为平稳。
所述的连接部件包括销座、销轴和两个连接销，所述的销座固定于导杆的端部，对应的，所述的导杆套筒上开设有导向槽，所述的销座穿过导向槽，所述的连接销的底部固定于销座上，所述的连接销的顶部与销轴固定连接，所述的连杆与销轴可转动连接。
所述的传感器组件包括用于检测衣物温湿度的第一温湿度传感器、用于检测室内温湿度的第二温湿度传感器和用于检测室外温湿度的第三温湿度传感器，所述的第一温湿度传感器衣架挂杆底部的衣架之间，所述的第二温湿度传感器设于室内，所述的第三温湿度传感器固定于衣架挂杆顶部。
所述的齿条固定在窗户上，所述的齿条带动窗户沿涡轮轴向移动。
当蜗杆驱动组件带动晾衣架组件推出时，齿条远离晾衣架组件并带动窗户打开，当蜗杆驱动组件带动晾衣架组件收回时，齿条靠近晾衣架组件并带动窗户关闭。在窗户闭合要打开晾衣架组件推出的情况下，连杆与齿条的夹角为锐角，驱动电机带动涡轮转动，涡轮带动齿条远离晾衣架组件，连杆与齿条的夹角逐渐变大，当夹角小于90度时，齿条远离晾衣架组件，窗户逐渐打开，连杆带动导杆向墙壁方向移动，当夹角大于90度时，齿条继续带动窗户打开，连杆带动导杆向远离墙壁方向移动，确保晾衣架组件向移动时窗户打开的程度足以使晾衣架组件伸出，防止导杆带动晾衣架组件伸出时撞到窗户。
所述的蜗杆驱动组件还包括电机座，所述的电机座固定于室内的顶壁上，所述的驱动电机与电机座固定连接。
所述的智能晾衣装置包括两个蜗杆驱动组件，对应的，所述的晾衣架组件包括两个导杆及导杆套筒。
所述的智能晾衣装置还包括供电电源，所述的供电电源分别连接控制器、蜗杆驱动组件、传感器组件和摄像头。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明采用三个温湿度传感器精确获取室内外温湿度和衣物温湿度，并结合摄像头获取准确天气情况，能在晴天且衣物需要晾晒时将晾衣架推出进行晾晒，当阴天或下雨时及时收回衣物，防止衣物被淋湿；
(2)本发明利用涡轮蜗杆的结构带动晾衣架组件伸出、收回，因蜗轮蜗杆传动相对传动比更大，不需要更多的减速机构，电机负载较小，减少传动机构所占空间；
(3)本发明的齿轮与窗户固定连接，并且利用齿条、连杆、导杆传动结构实现晾衣杆组件推出前打开窗户，晾衣杆组件收回时关闭窗户的功能，避免收回衣物后雨水飘入室内的情况；
(4)本发明采用的摄像头能够通过图像识别实时监测天气，并且能够对室外坠物进行记录，对高层抛物进行监控。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构爆炸图；
图3为本发明中导杆及导杆套筒的结构示意图；
图4为本发明中导杆及导杆套筒的俯视图；
图5为本发明中导杆及导杆套筒的侧视图；
图6为本发明中导杆及导杆套筒的剖视图；
图7为本发明中导杆及导杆套筒的仰视图；
图8为本发明中窗户闭合时一个蜗杆驱动组件与导杆连接的示意图。
其中，1、电机座，2、驱动电机，3、涡轮，4、窗户，5、连杆，6、销轴，7、衣架挂杆，8、第一温湿度传感器，9、第二温湿度传感器，10、导杆，11、导杆套筒，12、衣架，13、墙壁，14、齿条，15、摄像头，16、第三温湿度传感器，17、连接销，18、销座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，如图1所示，包括晾衣架组件、控制器、用于感应室内外湿度的传感器组件、用于检测天气情况的摄像头15、供电电源和多个用于带动晾衣架组件移动的蜗杆驱动组件，摄像头15固定设于晾衣架组件上，蜗杆驱动组件、传感器组件和摄像头15分别与控制器连接，控制器、传感器组件、摄像头15和蜗杆驱动组件分别连接供电电源。本实施例中的控制器为Arduino Uno R3控制板，供电电源为30V锂电池。
其中，如图2所示，蜗杆驱动组件包括涡轮3、齿条14、连杆5、电机座1和驱动电机2，晾衣架组件包括衣架挂杆7、衣架12、连接部件和多个导杆10及导杆套筒11，电机座1固定于室内的顶壁上，驱动电机2与电机座1固定连接，连杆5的一端与齿条14的端部可转动连接，涡轮3与齿条14啮合，齿条14与窗户4固定连接，连杆5的另一端与导杆10的一端通过连接部件可转动连接，衣架12固定于衣架挂杆7底部，导杆10套设于导杆套筒11内，导杆套筒11的端部与室内的墙壁13固定连接，导杆套筒11垂直于墙壁13，导杆10的另一端与衣架挂杆7固定连接，导杆10的另一端固定设有连接部件，导杆10通过连接部件与连杆5可转动连接，摄像头15固定于衣架挂杆7上。
本实施例，墙壁上设有窗户导向槽，窗户4的底部卡设在窗户导向槽中，窗户4沿窗户导向槽滑动。
具体地，如图3-7所示，连接部件包括销座18、销轴6和两个连接销17，销座18固定于导杆10的端部，对应的，导杆套筒11上开设有导向槽，销座18穿过导向槽，连接销17的底部固定于销座18上，连接销17的顶部与销轴6固定连接，连杆5与销轴6可转动连接。
本实施例中，所述的智能晾衣装置包括两个蜗杆驱动组件，对应的，晾衣架组件包括两个导杆10及导杆套筒11。
使用时，驱动电机2带动涡轮3转动，涡轮3转动带动齿条14沿涡轮3轴向移动，齿条14移动带动连杆5移动，并且，齿条14带动窗户4沿涡轮3轴向移动，同时，连杆5带动导杆10沿导杆套筒11轴向移动，晾衣架组件沿垂直于墙壁13方向移动。
传感器组件包括用于检测衣物温湿度的第一温湿度传感器8、用于检测室内温湿度的第二温湿度传感器9和用于检测室外温湿度的第三温湿度传感器16，第一温湿度传感器8衣架挂杆7底部的衣架12之间，第二温湿度传感器9设于室内，第三温湿度传感器16固定于衣架挂杆7顶部，本实施例中，第一温湿度传感器8、第二温湿度传感器9和第三温湿度传感器16均为工业级高精度温湿度传感器，能够准确及时的获取温湿度信息，摄像头15的拍摄方向向上设置，所述的摄像头15始终拍摄室外天空的图像信息，摄像头15拍摄的图像信息传输给控制器，并储存在控制器中。
该智能晾衣装置使用时，晾衣架组件推出室外进行衣物晾晒，传感器组件检测衣物及室内外环境温湿度并传输给控制器，摄像头15获取室外天空图像信息并传输给控制器，控制器结合室外温湿度和天空图像信息判断天气情况，当天气情况转变为阴天或下雨时，驱动电机2带动涡轮3转动，涡轮3转动带动与其啮合的齿条14沿涡轮3轴向的靠近晾衣架组件的方向移动，齿条14带动窗户4闭合，同时齿条14带动连杆5移动，连杆5带动导杆10在导杆套筒11内向墙壁13方向移动，完成晾衣架组件及衣物的收回；当天气情况转晴，驱动电机2带动涡轮3转动，涡轮3转动带动与其啮合的齿条14沿涡轮3轴向的原理晾衣架组件的方向移动，齿条14带动窗户4打开，齿条14带动连杆5移动，连杆5带动导杆10在导杆套筒11内向远离墙壁13方向移动，完成晾衣架组件及衣物的推出；当衣物晒干时，驱动电机2带动涡轮3转动，涡轮3转动带动与其啮合的齿条14沿涡轮3轴向的靠近晾衣架组件的方向移动，齿条14带动窗户4闭合，同时齿条14带动连杆5移动，连杆5带动导杆10在导杆套筒11内向墙壁13方向移动，完成晾衣架组件及衣物的收回。
如图8所示，窗户闭合时一个蜗杆驱动组件与导杆连接，连杆5与齿条14的夹角为锐角，当驱动电机2带动涡轮3转动，涡轮3带动齿条14向左移动，连杆5与齿条14的夹角逐渐变大，当夹角小于90度时，齿条14向左移动，窗户4逐渐打开，连杆5带动导杆10向墙壁13方向移动，当夹角大于90度时，窗户4继续打开，连杆5带动导杆10向远离墙壁13方向移动，确保晾衣架组件向移动时窗户4打开的程度足以使晾衣架组件伸出，防止导杆10带动晾衣架组件伸出时撞到窗户4。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (8)

1.一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，包括晾衣架组件、控制器、用于感应室内外湿度的传感器组件、用于检测天气情况的摄像头(15)和多个用于带动晾衣架组件移动的蜗杆驱动组件，所述的摄像头(15)固定设于晾衣架组件上，所述的蜗杆驱动组件、传感器组件和摄像头(15)分别与控制器连接，
所述的蜗杆驱动组件包括涡轮(3)、齿条(14)、连杆(5)和固定设于室内顶部墙壁(13)上的驱动电机(2)，所述的连杆(5)的一端与齿条(14)的端部可转动连接，所述的连杆(5)的另一端与晾衣架组件可转动连接，所述的驱动电机(2)带动涡轮(3)转动，所述的涡轮(3)与齿条(14)啮合，所述的涡轮(3)转动带动齿条(14)沿涡轮(3)轴向移动，所述的齿条(14)移动带动连杆(5)移动，同时，所述的连杆(5)带动晾衣架组件沿垂直于墙壁(13)方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的晾衣架组件包括衣架挂杆(7)、衣架(12)、连接部件和多个导杆(10)及导杆套筒(11)，所述的衣架(12)固定于衣架挂杆(7)底部，所述的导杆(10)套设于导杆套筒(11)内，所述的导杆套筒(11)的端部与室内的墙壁(13)固定连接，所述的导杆套筒(11)垂直于墙壁(13)，所述的导杆(10)的一端与衣架挂杆(7)固定连接，所述的导杆(10)的另一端固定设有连接部件，所述的导杆(10)通过连接部件与连杆(5)可转动连接，所述的摄像头(15)固定于衣架挂杆(7)上。
3.根据权利要求2所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的连接部件包括销座(18)、销轴(6)和两个连接销(17)，所述的销座(18)固定于导杆(10)的端部，对应的，所述的导杆套筒(11)上开设有导向槽，所述的销座(18)穿过导向槽，所述的连接销(17)的底部固定于销座(18)上，所述的连接销(17)的顶部与销轴(6)固定连接，所述的连杆(5)与销轴(6)可转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的传感器组件包括用于检测衣物温湿度的第一温湿度传感器(8)、用于检测室内温湿度的第二温湿度传感器(9)和用于检测室外温湿度的第三温湿度传感器(16)，所述的第一温湿度传感器(8)衣架挂杆(7)底部的衣架(12)之间，所述的第二温湿度传感器(9)设于室内，所述的第三温湿度传感器(16)固定于衣架挂杆(7)顶部。
5.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的齿条(14)固定在窗户(4)上，所述的齿条(14)带动窗户(4)沿涡轮(3)轴向移动。
6.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的蜗杆驱动组件还包括电机座(1)，所述的电机座(1)固定于室内的顶壁上，所述的驱动电机(2)与电机座(1)固定连接。
7.根据权利要求2所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的智能晾衣装置包括两个蜗杆驱动组件，对应的，所述的晾衣架组件包括两个导杆(10)及导杆套筒(11)。
8.根据权利要求1所述的一种涡轮蜗杆驱动的基于机器视觉的智能晾衣装置，其特征在于，所述的智能晾衣装置还包括供电电源，所述的供电电源分别连接控制器、蜗杆驱动组件、传感器组件和摄像头(15)。
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