CN112964031A - 一种多功能雨伞收纳装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种多功能雨伞收纳装置，属于生活用品领域；包括外壳、控制系统、收纳和烘干系统、显示系统、语音提示系统和集水系统；所述收纳和烘干系统中通过风扇将电热丝所产生热量送入收纳外筒内；所述集水系统用于收集通过隔板落下的水滴；所述控制系统中单片机用于读取湿度传感器的信息，当湿度传感器的参数达到设定阈值，单片机控制电路实现风扇的转动并为电热丝导电，当湿度传感器检测到湿度下降到设定阈值，单片机控制整个收纳和烘干系统关闭；所述wifi模块用于连接指定wifi，将实时天气状况传输至单片机；本发明设计有新意，简单合理，成本较低，安全可靠，具有良好的便捷性、实用性和经济效益。

Description

一种多功能雨伞收纳装置

技术领域

本发明属于生活用品领域，具体涉及一种多功能雨伞收纳装置。

背景技术

雨伞是家家户户必备的生活用品，也为人们的日常生活提供了方便，特别是下雨时，雨伞是人们外出时遮雨的必备工具。雨伞使用后被人们拿回室内，此时雨伞表面往往会留有很多雨滴，直接放在室内不仅会弄湿地板，人们还容易滑倒，造成安全隐患，同时也不利于雨伞的干燥，造成伞柄生锈，缩短雨伞的使用寿命。若是将伞直接撑开放置，虽然能够避免伞柄生锈的问题，但是解决不了雨伞滴水的问题，而且还会占用很大的空间，同时在阴雨天伞面干燥速度慢，造成很大的不便。

目前已有的雨伞收纳装置，如中国专利号为CN111938397A的发明创造中公开的一种雨伞收纳装置，包括底座、呈环形的防水布，底座的上端设有第一圆筒，底座内部的中间设有步进电机，通过步进电机实现雨伞的甩干；中国专利号为CN111964363A的发明中公布的一种车载雨伞收纳装置,包括甩水筒、水箱和伺服电机，伺服电机转动来带动雨伞的甩干；中国专利号为CN110638164A发明公布的一种雨伞收纳架装置，通过一个动力源的工作实现长柄雨伞的脱水和洗刷清洗。但是上述发明只针对长柄伞，对现在市场上流行的折叠伞没有效果，并且装置的占用空间大，噪音大，消耗的功率大，且缺少智能化元素。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种多功能雨伞收纳装置，具有雨伞收纳、烘干、天气预报、智能语音提示等功能的装置，可以有效的解决雨伞带回室内弄湿地板、占用空间大、造成公共乱象以及安全隐患的问题。它相较于市场上的普通雨伞收纳架更具便捷性和安全性，并且该发明制作简单，成本低廉，功能智能化，迎合智能家居的发展趋势。针对上述的五个功能，本发明主要分为以下七个部分：外壳、控制系统、收纳系统、烘干系统、显示系统、语音提示系统和集水系统。

本发明的技术方案是：一种多功能雨伞收纳装置，包括外壳，其特征在于：所述外壳为中空的长方体结构，顶部开有收纳口，其内安装有控制系统、收纳和烘干系统、显示系统、语音提示系统和集水系统；

所述收纳和烘干系统包括风扇、电热丝、收纳内桶、收纳外筒、隔板、湿度传感器；所述收纳内桶和收纳外筒均为中空且两端开口的筒状结构，收纳外筒底部通过沿周向设置的支撑柱固定于外壳内底面；收纳内桶同轴套装于收纳外筒内，其侧壁开有若干通孔，用于空气的流通；所述收纳内桶底部从下到上依次同轴安装有电热丝、风扇和隔板，所述隔板为开有若干通孔的圆板，用于将风扇和放置于收纳内桶的雨伞隔离；通过风扇将电热丝所产生热量送入收纳外筒内；所述湿度传感器固定于外壳侧壁上，通过检测收纳桶内空气的湿度控制收纳和烘干系统的开关状态；

所述集水系统包括集水盒，所述集水盒安装于收纳外筒内的外壳内底面上，用于收集通过隔板落下的水滴；

所述控制系统包括单片机和wifi模块，均安装于外壳的侧壁上；所述单片机用于读取湿度传感器的信息，当湿度传感器的参数达到设定阈值，单片机控制电路实现风扇的转动并为电热丝导电，当湿度传感器检测到湿度下降到设定阈值，单片机控制整个收纳和烘干系统关闭；所述wifi模块用于连接指定wifi，将实时天气状况传输至单片机；

所述显示系统包括液晶显示屏，固定于外壳的侧壁中上方，用于显示当地实时天气状况、实时时间、温度和风速信息；

所述语音提示系统包括红外探测模块和语音模块，均固定于外壳的侧壁上；所述红外探测模块发出红外光，通过是否接受到反射光来判断是否有行人通过；当红外探测模块检测到有行人通过时，语音模块将语音提示进行播报，使用者可以通过该模块的内存卡自定义语音提示内容。

本发明的进一步技术方案是：所述外壳包括上板、左板、中板、前板、后板、右板和底板，其中上板、左板、前板、右板、后板和底板作为外壳长方体结构的6个面；所述中板设置于外壳内，平行且靠近前板固定，用于安装所述单片机、湿度传感器和wifi模块；所述上板开有中心通孔，作为雨伞收纳口。

本发明的进一步技术方案是：所述外壳的上板、左板、中板、前板、后板、右板和底板均由亚克力板激光切割制成，分别通过边缘设置的凹槽和凸起进行插接，构成封闭容器。

本发明的进一步技术方案是：所述外壳的尺寸为，长145毫米，宽145毫米，高310毫米。

本发明的进一步技术方案是：所述外壳的侧壁下方开有若干通风口，用于内外空气的流通。

本发明的进一步技术方案是：所述风扇采用无刷电机驱动，与所述收纳外筒底部的轴承相连。

本发明的进一步技术方案是：所述电热丝为防水电热丝。

本发明的进一步技术方案是：所述集水盒的两侧均通过插销与外壳内底面实现可拆卸连接。

本发明的进一步技术方案是：所述单片机采用stm32F103ZET6芯片。

本发明的进一步技术方案是：所述显示系统采用2.8寸TFTLCD液晶显示屏。

有益效果

本发明的有益效果在于：

1.本发明利用烘干的方法干燥折叠伞的伞面，有效的解决折叠伞带回室内弄湿地板、占用空间大、造成安全隐患的问题；

2.本发明通过利用湿度、红外、语音、wifi四个模块、小型风扇和电热丝，实现了雨伞收纳烘干、天气预报和语音提示功能的结合，有效的丰富了该智能家具的功能，提高了利用率，并且可以代替其他家具，减少家具数量；

3.本发明涉及的各个机械部件均由亚克力板或者3D打印制成，成本较低，制作工艺简单；由于采用无刷电机驱动风扇，转子为磁铁，转子与轴承的摩擦力非常小，因此噪音低；而且该无刷电机额定电压为5V，额定电流为1.6A，即额定功率为8W，所以功率较小；综上所述，本发明设计有新意，简单合理，成本较低，安全可靠，具有良好的便捷性、实用性和经济效益。

附图说明

图1为本发明中控制系统的示意图。

图2为本发明中装置爆炸图。

图3为本发明中显示系统的说明图。

图4为本发明装置的轴测图。

图5为本发明整体实施方式的框架图。

附图标记说明：1、上板，2、左板，3、中板，4、前板，5、语音模块，6、机械按钮，7、显示屏，8、湿度传感器，9、ESP8266wifi模块，10、隔板，11、收纳内桶，12、后板，13、风扇，14、右板，15、收纳外筒，16、集水盒，17、插销，18、电热丝，19、支撑柱，20、底板，21、单片机，22、通风口，23、矩形开口，24、螺纹孔，25、中板矩形口，26、中板方形口，27、收纳外筒内壁槽，28、红外传感器，29、外壳连接方式一，30、外壳连接方式二，31、城市名字，32、天气图标，33、北京时间，34、天气状况文字，35、未来三天天气状况。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明一种多功能雨伞收纳装置，包括外壳、控制系统、收纳系统、烘干系统、显示系统、语音提示系统和集水系统。

所述外壳主要由上板1、左板2、中板3、前板4、右板14、底板20组成，如图2和图4所示。上板1、左板2、中板3、前板4、右板14与底板20相连形成一个封闭的容器，它们由亚克力板激光切割制成，它们之间通过29以及30所示的插入式连接，这种连接方式简单，便于拆卸；而且整个装置长145毫米，宽145毫米，高310毫米，所以占用空间较小。

所述控制系统包括单片机21和wifi模块9，如图1和图2所示。单片机21：单片机通过四个螺纹孔24与中板3相连。本发明的单片机采用stm32F103ZET6芯片，利用C语言编写各个传感器的使能函数和各个功能的实现函数，这也是本发明的难点之一：将所有的功能通过代码的编写结合在一起。开机时，所有传感器的使能函数会被执行，即所有传感器开始工作，与此同时单片机将所有传感器和模块检测到的信息读取，当某个传感器的参数达到某一阈值，相应的功能函数就会被执行。因此实现了传感器的信息交互和整体装置的智能化。

ESP8266wifi模块9：固定在方形口26位置上，连接指定wifi网络通过登录知心天气网站将实时天气状况以该网站天气的固定的格式传输至单片机21中。

所述收纳和烘干系统包括风扇13、电热丝18、收纳内桶11、收纳外筒15、隔板10、湿度传感器8，如图2所示。

风扇13：风扇采用无刷电机驱动，与收纳外筒15底部的轴承相连，可将热风送至收纳内桶11中。

电热丝18：放置在四个支撑柱19所围成的圆形区域内，其直径大于集水盒16的直径，因此可以环绕在集水盒16的外部。电热丝采用市场上流行的防水电热丝，可防止电路短路，同时加热功率适中，不会将装置内部的3D打印件融化，可将流经它的空气加热。

收纳外筒15：外筒内壁的槽27与支撑柱19配合连接可以实现收纳外筒的固定。

收纳内桶11：装雨伞的容器，与收纳外筒15嵌套在一起。由于市场上的折叠伞在合伞后伞面会折叠在一起，不便干燥，因此通过在内筒壁上设置多个矩形开口23可以使得热风流经折叠伞伞面，解决了折叠伞干燥困难的问题。因此在安装时矩形开口23的位置要与收纳外筒15内壁的槽的位置相对，以实现风的流通。

隔板10：上隔板10将雨伞与风扇13隔开，防止发生干涉，同时伞面上的水可通过隔板流向集水盒16，热风也可通过隔板10向上流通；隔板10的下表面与收纳内桶11凸台相接触，实现其位置的固定。

通风口22：通风口22开在后板12的底部，它同时也是进风口，外界空气从此进入。

湿度传感器8：固定在中板开口25上，通过检测收纳桶内空气的湿度来智能开启和关闭烘干功能。

所述显示系统，如图3所示，采用2.8寸TFTLCD液晶显示屏21，固定在前板4的中上部分，可以显示当地实时天气状况35、实时时间33、温度34、风速信息34。

天气状况35：通过图标的方式显示当前以及未来三天的天气情况，每3分钟更新一次。

温度34：显示当前的环境温度以及未来三天的最高温与最低温，每3分钟更新一次。

风速34：显示当地当前的平均风速，每3分钟更新一次。

实时时间33：显示当前北京时间，实时更新。

所述语音提示系统由红外探测模块28和语音模块5组成。红外探测模块28：固定在前板4的开口处，如图4所示。该模块可以发出红外光，若在0.5米的范围内有行人通过，则行人将红外光反射，该模块通过是否接受到反射光来判断是否由行人通过；并且可以通过调节该模块的调节旋钮来修改模块的探测距离。

语音提示模块5：固定在前板的中下部，如图2所示，当红外探测模块检测到有行人通过时，语音模块将语音提示进行播报，使用者可以通过该模块的内存卡自定义语音提示内容。

所述集水系统由一个集水盒16和两个插销17组成。集水盒16：将伞面上滴下的水通过集水盒收集起来，并通过插销将其固定在底板20上。插销17：插销17拉出可将集水盒从底板20取出，插销17插回可以将集水盒16固定。

如图1和图4所示：当用户带着折叠伞回到家中，可将雨伞合伞，放在雨伞收纳桶11里，按机械按钮6开机。开机后湿度传感器8检测到桶内湿度达到设定的阈值，将信息传输到单片机21中，单片机21控制电路实现风扇13的转动并为电热丝18导电，当湿度传感器8检测到桶内湿度下降到设定阈值，同理，将信息传回单片机21，单片机21将整个烘干系统关闭；当用户出行时，红外传感器28检测到行人，将信息传到单片机21中，单片机21根据当天的天气状况智能选择语音提示内容调用语音模块5进行播报。白天烘干系统不工作时，单片机21控制wifi模块9连接指定的wifi，将当地的天气情况实时传输到显示屏7上，用户可以看到当时及未来三天的天气预报。

以上是本发明的简要整体实施方式，下面进行具体实施方式的进一步说明。

(一)雨伞的收纳与烘干

如图4所示：上板1、左板2、中板3、前板4、右板14与底板20相连形成一个封闭的容器，收纳桶被支撑柱19固定在该容器的内部。当用户回家将雨伞合伞放在雨伞收纳内桶11中，伞面上的水会因为重力和内壁压力的作用下通过内收纳桶11、隔板10和风扇13流向底部的集水盒16。与此同时湿度传感器8检测到桶内湿度达到一定的阈值，将此信息传回单片机21中，单片机21控制电热丝18电源导通，并输出5V的电压，控制风扇开始旋转。在风扇旋转的情况下，伞面在20分钟左右会干燥。此时湿度传感器8会检测到桶内湿度下降到一定的阈值，同理将信息传回单片机21中，单片机21控制整个烘干系统的关闭。在收纳与烘干中，值得提到的是收纳内筒11、收纳外筒15、支撑柱19和后板12的机械结构的设计。内筒11与外筒15采用3D打印制成，通过过渡配合连接，内筒11上留有的数十个矩形通孔23和外筒15内壁上的槽27可以保证热风在折叠伞伞面上的流通和水的挥发；后板12上留有的通风口22是为了风的进入以及散热；支撑柱19只设计了四个是为了既能将底板与收纳桶连接，又可以节省材料，还能保证风的流通。

(二)雨水的收集与排放

如图2所示：当雨伞合伞放入伞桶中，在伞桶内壁压力的作用下伞面上的雨水会被挤到集水盒16中收集起来。此处值得提及的是集水盒可以自由取出以便将水倒掉。此处采用两个插销17来实现此功能：插销拉出集水盒便可以取出，插销插回集水盒就可以固定在收纳器的底板20上。在实际操作过程中，由于风扇和电热丝的存在，集水盒中的水分也会很快的挥发掉，因此不需要经常将集水盒拆下来倒水。

(三)天气预报的显示

当收纳器接通电源时，单片机会使能ESP8266wifi模块9连接指定的无线网络。此时程序进入循环，如果网络连接不成功，则显示屏7会一直显示初始界面；知道连接成功后，才会进行下一步的程序。注意：在安装时要将wifi模块9的信号线通过红外模块28的位置露到外部，以保持网络连接的通畅。

网络连接成功，此时单片机会登录通过网络登录到知心天气网站，

调用函数get_current_weather(void)获取当前天气情况；

调用函数get_3days_weather(void)获取三天的天气预报；

调用函数get_beijing_time(void)获取当前北京时间。

如图3所示：此时单片机会调用函数show_weather(void)使得城市名字显示在TFTLCD液晶显示屏7的31位置上、天气情况(天气图标)显示在32位置上、当前北京时间显示在33位置上、天气状况的文字说明(天气，风向，风速)显示在34位置上、未来三天的天气情况(最高温，最低温，天气图标)显示在35位置上。

每3分钟通过知心天气网传递一次天气信息，实现天气情况的实时更新。

(四)语音的播报

在语音提示系统中，如图2和图5所示：红外传感器28会发出红外光，当有行人出门经过时，行人会将红外光反射，此时红外传感器的接收探头检测到有反射光，它的输出引脚的电平变高，单片机21检测到高电平，便会调用播报语音的函数；同时获取当天的天气情况，根据天气选择提示内容，并且通过IIC通讯协议利用语音模块5为出行人员智能提示。如果当天有雨，则提醒出行人员带伞；如果当天有雾霾，则提示出行人员戴好口罩；如果当天温度较低或者较高，则提醒出行人员增加衣物或者带遮阳伞。另外，在语音模块背后有一张存储卡，用户可以将语音提示内容拷贝进存储卡实现自定义语音提示的功能。如果用户觉得红外检测的距离太远或者太近，可以将红外传感器拆下来用螺丝刀拧传感器背后的旋钮来调节检测的距离。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多功能雨伞收纳装置，包括外壳，其特征在于：所述外壳为中空的长方体结构，顶部开有收纳口，其内安装有控制系统、收纳和烘干系统、显示系统、语音提示系统和集水系统；

所述收纳和烘干系统包括风扇、电热丝、收纳内桶、收纳外筒、隔板、湿度传感器；所述收纳内桶和收纳外筒均为中空且两端开口的筒状结构，收纳外筒底部通过沿周向设置的支撑柱固定于外壳内底面；收纳内桶同轴套装于收纳外筒内，其侧壁开有若干通孔，用于空气的流通；所述收纳内桶底部从下到上依次同轴安装有电热丝、风扇和隔板，所述隔板为开有若干通孔的圆板，用于将风扇和放置于收纳内桶的雨伞隔离；通过风扇将电热丝所产生热量送入收纳外筒内；所述湿度传感器固定于外壳侧壁上，通过检测收纳桶内空气的湿度控制收纳和烘干系统的开关状态；

所述集水系统包括集水盒，所述集水盒安装于收纳外筒内的外壳内底面上，用于收集通过隔板落下的水滴；

所述控制系统包括单片机和wifi模块，均安装于外壳的侧壁上；所述单片机用于读取湿度传感器的信息，当湿度传感器的参数达到设定阈值，单片机控制电路实现风扇的转动并为电热丝导电，当湿度传感器检测到湿度下降到设定阈值，单片机控制整个收纳和烘干系统关闭；所述wifi模块用于连接指定wifi，将实时天气状况传输至单片机；

所述显示系统包括液晶显示屏，固定于外壳的侧壁中上方，用于显示当地实时天气状况、实时时间、温度和风速信息；

所述语音提示系统包括红外探测模块和语音模块，均固定于外壳的侧壁上；所述红外探测模块发出红外光，通过是否接受到反射光来判断是否有行人通过；当红外探测模块检测到有行人通过时，语音模块将语音提示进行播报，使用者可以通过该模块的内存卡自定义语音提示内容。

2.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述外壳包括上板、左板、中板、前板、后板、右板和底板，其中上板、左板、前板、右板、后板和底板作为外壳长方体结构的6个面；所述中板设置于外壳内，平行且靠近前板固定，用于安装所述单片机、湿度传感器和wifi模块；所述上板开有中心通孔，作为雨伞收纳口。

3.根据权利要求2所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述外壳的上板、左板、中板、前板、后板、右板和底板均由亚克力板激光切割制成，分别通过边缘设置的凹槽和凸起进行插接，构成封闭容器。

4.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述外壳的尺寸为，长145毫米，宽145毫米，高310毫米。

5.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述外壳的侧壁下方开有若干通风口，用于内外空气的流通。

6.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述风扇采用无刷电机驱动，与所述收纳外筒底部的轴承相连。

7.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述电热丝为防水电热丝。

8.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述集水盒的两侧均通过插销与外壳内底面实现可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述单片机采用stm32F103ZET6芯片。

10.根据权利要求1所述多功能雨伞收纳装置，其特征在于：所述显示系统采用2.8寸TFTLCD液晶显示屏。

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