CN215051450U - 一种用于低层阳台的智能晾衣架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家居技术领域，尤其是一种用于低层阳台的智能晾衣架及控制方法，包括支撑框架、垂直升降机构、固定框架、伸缩放置框架和伸缩驱动机构；配合垂直升降机构和伸缩驱动机构设有智能驱动系统，所述智能驱动系统包括电源模块、传感模块、动力模块和控制模块，所述传感模块包括光照度传感器、风速传感器和雨水传感器中任意一种或几种，传感模块将检测到的环境信息传输给控制模块；所述控制模块采集传感模块检测后的环境信息，向动力模块传输相应的控制指令；所述动力模块分别对垂直升降机构和伸缩驱动机构进行驱动控制。本发明适用于学生公寓、低层阳台使用，可实现智能感知、智能回收衣物，并防止所晾晒衣物被雨水淋湿或被大风吹掉，并提供了控制方法。

Description

一种用于低层阳台的智能晾衣架

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，更具体的说，它涉及一种用于低层阳台的智能晾衣架。

背景技术

人们的日常生活中离不开衣物晾晒，目前晾衣架在国内市场上多采用传统的机械折叠式机构、固定机械式结构，还未出现可以自动调节升降收缩的智能晾衣架，有部分设计的晾衣架只能实现简单的人工控制，通过按钮或者遥控器人为的控制机械结构的运动，并且晾衣架工作条件在露天环境下，其电气设备较多，电气设备的供电以及维护方面等问题亟待解决。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型目的在于提供了一种用于低层阳台的智能晾衣架，适用于学生公寓、低层阳台使用的一种阳台智能晾衣架，可实现智能感知、智能回收衣物，并防止所晾晒衣物被雨水淋湿或被大风吹掉。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于低层阳台的智能晾衣架，包括支撑框架、设置于支撑框架间的垂直升降机构、设置于垂直升降机构输出端的固定框架、设置于固定框架上的伸缩放置框架和配合伸缩放置框架的伸缩驱动机构；配合垂直升降机构和伸缩驱动机构设有智能驱动系统，所述智能驱动系统包括电源模块、传感模块、动力模块和控制模块，所述传感模块包括光照度传感器、风速传感器和雨水传感器中任意一种或几种，传感模块将检测到的环境信息传输给控制模块；所述控制模块采集传感模块检测后的环境信息，将环境信息进行处理后，向动力模块传输相应的控制指令；所述动力模块接收到控制模块的指令信息后进行处理，分别对垂直升降机构和伸缩驱动机构进行驱动控制；所述电源模块分别给垂直升降机构、伸缩驱动机构和智能驱动系统供电。

作为优选的，所述垂直升降机构包括并列设置于支撑框架上端的若干安装板和对称垂直设置于任一所述安装板两侧的第一推杆电机，任一所述第一推杆电机的开控制输入端连接于动力模块的控制输出端。

作为优选的，所述伸缩放置框架包括设置于固定框架上端的支撑架、并列设置于支撑架下端的晾衣杆和设置于晾衣杆两侧的滑杆，所述固定框架的下端设有配合滑杆的滑轨。

作为优选的，所述伸缩驱动机构包括设置于支撑架上端的第二推杆电机和连接第二推杆电机输出端与晾衣杆的角铝连接件，所述第二推杆电机的控制输入端连接于动力模块的控制输出端。

作为优选的，所述风速传感器包括风速检测探头、开关控制板、设置于开关控制板上的第一指示灯和第二指示灯，所述风速检测探头的信息输出端连接于控制模块的信息输入端，所述开关控制板的控制输入端连接于主控模块的控制输出端，所述开关控制板的控制输出端分别连接于风速检测探头、第一指示灯和第二指示灯的控制输入端。

作为优选的，所述光照度传感器包括光照检测探头和计时器，所述计时器和光照检测探头的信息输出端连接于控制模块的信息输入端。

作为优选的，所述雨水传感器包括湿度检测探头和设置于湿度检测探头表面的镀锡层，所述湿度检测探头的控制输出端连接于控制模块的控制输入端。

作为优选的，所述控制模块包括STM32F103芯片、单片机和存储器。

作为优选的，所述电源模块为太阳能板或风力发电器。

作为优选的，配合所述晾衣架侧部设有自动升降防护帘，配合所述晾衣架上方设有烘干机，所述自动升降防护帘和烘干机的输入端连接于控制模块的输出端。

本实用新型具有下述优点：

阳台智能晾衣架具有感知外接环境的能力，并进行逻辑判断，实现对衣服的智能晾晒，可实现智能感知、智能回收衣物；天气好的时候晾晒，天气不好的时候回收并收拢避免风吹掉或是雨淋，防止所晾晒衣物被雨水淋湿或被大风吹掉，使晾衣架能实现更多功能，一系列传感器的检测功能形成闭环的检测机制，自动控制机械部分运作，满足家居自动化的需求。相较于传统阳台晾晒衣物，实现了衣物晾晒的无人化。

操作简单功能实用，将使晾衣架在人们的印象中焕然一新，可以实现智能晾晒，满足人不在家时，衣服不会被突然下雨，导致淋湿，可实现人工交互，在人过来时自动降下晾衣架，这种更实用，更方便，更舒适的创新晾衣架更能满足现代人的需求。

由于晾衣架能够根据天气完成自动伸缩，可以在遇到下雨或刮风的时候自动收回，天气转好时自动伸出，最终实现将晾衣架的自动伸缩，在一定程度上减少占用空间，增强了空间使用率。

附图说明

图1是本实用新型的右视图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型的工作原理框图；

图5是本实用新型的工作流程图；

图中：1、支撑框架；2、垂直升降机构；3、安装板；4、伸缩驱动机构；5、支撑架；6、晾衣杆；7、滑杆；8、滑轨；9、第一推杆电机；10、第二推杆电机；11、角铝连接件。

具体实施方式

参照图1至图5所示，本实施例的一种用于低层阳台的智能晾衣架， 包括支撑框架1、设置于支撑框架1间的垂直升降机构2、设置于垂直升降机构2输出端的固定框架、设置于固定框架上的伸缩放置框架和配合伸缩放置框架的伸缩驱动机构4；配合垂直升降机构2和伸缩驱动机构4设有智能驱动系统，所述智能驱动系统包括电源模块、传感模块、动力模块和控制模块，所述传感模块包括光照度传感器、风速传感器和雨水传感器中任意一种或几种，传感模块将检测到的环境信息传输给控制模块；所述控制模块采集传感模块检测后的环境信息，将环境信息进行处理后，向动力模块传输相应的控制指令；所述动力模块接收到控制模块的指令信息后进行处理，分别对垂直升降机构2和伸缩驱动机构4进行驱动控制；所述电源模块分别给垂直升降机构2、伸缩驱动机构4和智能驱动系统供电。

在本实用新型中，智能晾衣架具有一种感知功能或者集多种感知功能于一体，每个传感器可安装于水平伸缩杆最前端上，能接收湿度、风力等信号进行分析处理；通过传感器感知环境因素，如是否有阳光、是否下雨、风力是否达到强风等来判断环境条件，根据不同的天气产生不同的运动信号，通过控制模块将传感器得到的信息进行收集和处理，对动力模块传输信号，动力模块进行处理后，分别对伸缩放置架展开收拢和伸缩放置架的上下移动进行控制，形成闭环控制机制，达到自动晒衣和自动收衣的功能，无需人工亲自控制，具有可靠性高、便捷化、智能化、适应性强等特点。

在本实用新型中，所述支撑框架1包括若干4根竖直杆、围绕设置于竖直杆上端的侧面杆和端面杆，任一端面杆与竖直杆、任一侧面杆与竖直杆、相邻侧面杆与端面杆间均设有加强筋，可提高支撑框架1的稳定性。

所述垂直升降机构2包括并列设置于支撑框架1上端的若干安装板3和对称垂直设置于任一所述安装板3两侧的第一推杆电机9，任一所述第一推杆电机9的开控制输入端连接于动力模块的控制输出端。

在本实用新型中，所述支撑框架1的上端与阳台天花板固定连接，安装板3可并列设置2个，第一推杆电机9对应设置4个，通过垂直升降机构2的升降实现伸缩放置架的上下伸缩运动，可调节安装长度来适应不同阳台、不同人群下对高度的需求，提高了使用的灵活性。

所述伸缩放置框架包括设置于固定框架上端的支撑架5、并列设置于支撑架5下端的晾衣杆6和设置于晾衣杆6两侧的滑杆7，所述固定框架的下端设有配合滑杆7的滑轨8。

所述伸缩驱动机构4包括设置于支撑架5上端的第二推杆电机10和连接第二推杆电机10输出端与晾衣杆6的角铝连接件11，所述第二推杆电机10的控制输入端连接于动力模块的控制输出端。

在本实用新型中，伸缩放置框架通过第二推杆电机10和滑杆7来实现晾衣杆6在滑轨8上进行前后伸缩运动，固定框架为倒设的“L”字型结构，上端可固定支撑架5，下端可固定滑轨8，将第二推杆电机10设置于支撑架5上端，这样支撑架5能对第二推杆电机10进行稳定的固定从而不影响伸缩运动，第二推杆电机10的输出端通过角铝连接件11与其中一个晾衣架的上端固定连接，当第二推杆电机10的输出端伸出时，便能带动晾衣架向前，而滑杆7在滑轨8上配合移动。通过水平伸缩机构的前后移动实现伸缩放置框架的前后伸缩运动，这样相对于传统晾衣架只能单一的阳台内晾晒衣物，增加了许多其他功能，实现了智能控制，方便人们的日常生活。

在本实用新型中为了保证滑杆7与滑轨8间移动的稳定性，在滑轨8和滑杆7间设有配合移动的齿轮和齿条，这样滑杆7被推出的时候，齿轮和齿条的配合设置，能使得滑杆7在滑轨8上移动。第一推杆电机9和第二推杆电机10实现自动化的原动件，各部分都有无声电机带动，实现无噪音。

所述风速传感器包括风速检测探头、开关控制板、设置于开关控制板上的第一指示灯和第二指示灯，所述风速检测探头的信息输出端连接于控制模块的信息输入端，所述开关控制板的控制输入端连接于主控模块的控制输出端，所述开关控制板的控制输出端分别连接于风速检测探头、第一指示灯和第二指示灯的控制输入端。

在本实用新型中，风速传感器选用的型号为FDS-12，第一指示灯为LED1红色指示灯，即工作指示灯，亮起表示输出端OUT+、OUT-有输出、风动开关工作，熄灭则输出端无输出；第二指示灯为LED2绿色指示灯，即输入电源指示灯，常亮；风动开关控制板上有一个自检处理过程，为15～20秒。在检测过程中，风力开关控制板控制LED1红灯和LED2绿灯同时亮起，OUT+和OUT-输出端12V DC电压。

在本实用新型中，风速传感器先进行初始检测，如果风速传感器检测到周围环境没有风吹过，则将没有风的信息传输给控制模块，控制模块接收到信息后进行处理，将熄灭红灯的信息传输给风力开关控制板，驱动红灯熄灭，继电器断开，OUT+和OUT-无电压输出，此时风动开关控制板处于待机状态；当晾衣架处于伸出晾衣状态中，如果风速传感器检测到周围环境有风吹过，则将有风的信息传输给控制模块，控制模块接收到信息后进行处理，将亮起红灯的信息传输给风力开关控制板，驱动红灯亮起，继电器闭合，OUT+、OUT-输出12VDC电压，同时控制模块也将缩回信息传输给动力模块，动力模块先驱动第二推杆电机10的输出端缩回，当第二推杆电机10缩回结束后，再驱动第一推杆电机9的输出端缩回。

所述光照度传感器包括光照检测探头和计时器，所述计时器和光照检测探头的信息输出端连接于控制模块的信息输入端。

在本实用新型中，光照传感器选用的型号GK39-A3，拥有超宽的电压范围，兼容3-16串LED驱动。把光照传感器与控制模块进性连接，当光照强度发生改变并且15秒内没有再次发生改变，单片机就会感应到光照感应器的电压发生改变，从而发出信号使阳台智能晾衣架伸回到阳台内。

所述雨水传感器包括湿度检测探头和设置于湿度检测探头表面的镀锡层，所述湿度检测探头的控制输出端连接于控制模块的控制输入端。

在本实用新型中，雨水传感器采用了高品质FR-04双面材料，超大面积5.0*4.0CM，并用镀锡处理表面，具有对抗氧化、导电性、及寿命方面的更优越的性能，这也保证了雨水传感器可以在受到雨水的长时间腐蚀还可以继续工作；可以通过配电位器调节灵敏度，控制在不同水份时，控制继电器的开启；当雨水传感器的感应板上没有水滴时，继电器不工作，开关指示灯灭，当雨水传感器是感应板上有水滴时，继电器吸合，主控模块会收到信号，然后控制电动推杆使其回收到阳台内。

所述控制模块包括STM32F103芯片、单片机和存储器。

在本实用新型中，控制模块为STM32F103芯片组，该系列的芯片使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器（高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM），丰富的增加I/O端口和联接到两条APB总线的外设；我们用该芯片组分别采集雨水传感器、风速传感器和阳光传感器的信号，并且对信号进行分析和处理，然后根据当时的天气做出判断是否符合晾晒衣物的条件，故实现的是信息逻辑上的运算，算出所要的条件结果，最后将条件输出给单片机和存储器，比如芯片会接收到雨水传感器、风速传感器和光照度传感器传送出的信息，然后综合处理这些信号，来判断此时的天气是否符合阳台智能晾衣架伸出阳台进行晾晒的条件，如果条件符合则将信息传送给单片机，单片机将信息与预设控制数据进行匹配，将匹配后得到的控制数据传输给动力模块，动力模块控制第一推杆电机9和第二推杆电机10让晾衣架伸出阳台进行晾晒或收回，反之，则不传送控制数据给动力模块，衣架保持原状不伸出阳台或进行晾晒。

在本实用新型中，单片机的控制输出端分别连接于动力模块和各个传感器的控制输入端，动力模块是为了使阳台只能晾衣架实现能水平移动和上移动，故单片机接收到芯片算出的条件结果后，将条件结果与预设的控制数据相匹配，得到相应的控制指令，便将控制指令传输给动力模块和各个传感器，让相应的设备进行运行。

所述电源模块为太阳能板或风力发电器。

在本实用新型中，对供电机制进行详细的考虑，配置了太阳能板，使机构在电源供电不足或损坏的情况下能继续自动上电，提高本装置的续航能力和闭环系统的鲁棒性。该智能晾衣架中的电源模块可为太阳能板模块或更换为风力发电器，在恶劣的大风天气能够积蓄风能，转化为电能，增加供电，减少电池损耗；或将太阳能板和风力发电器耦合于电源供电电路中，增加供电方式，提高电源供电稳定性。

所述电源模块为太阳能板或风力发电器。

配合所述晾衣架侧部设有自动升降防护帘，配合所述晾衣架上方设有烘干机，所述自动升降防护帘和烘干机的输入端连接于控制模块的输出端。

由于在恶劣天气下，衣物容易被吹翻或淋湿，对机械执行机构进行设计，设置自动降下防护帘，防止衣物淋湿或被吹飞，而当天气转好时，自动伸出。

在支撑框架1中间加装一个烘干机，烘干机位于晾衣架的上方，可以在梅雨或阴冷潮湿天气时将衣服烘干。

水平伸缩杆的齿轮齿条传动可换成高精度蜗轮蜗杆传动，可以精准调控水平伸缩杆的伸收幅度，提高传动精度和定位精度，便于精准控制。

阳台智能晾衣架零部件加工过程主要以螺母和螺钉的连接为主，因此对材料的冷加工性要求较高，同时也要求材料在满足使用强度的条件下具有较低的成本。其中不锈钢302B具有较高的强度、优良的冷加工性、焊接性以及较高的抗高温氧化性并且材料成本较低，因此，选择不锈钢302B作为阳台智能晾衣架的主要材料。晾衣杆6上采用固定式挂钩，可以防止衣物的意外脱落。

通过上述技术方案，第一推杆电动的电动垂直推杆和第二推杆电动的水平推杆保证机构的伸缩，每个传感器是接受外界信号反馈给控制模块，控制模块进行逻辑判断并把结果传输给单片机，单片机接收到结果数据后，指导第一推杆电机和第二推杆电动的收缩控制。

传感模块感受外界的光照强弱，湿度高低以及风力大小，如果三者之一达到甚至超过阈值时，传感器会发出信号传给控制模块，控制模块通过控制单片机，使每个电动机反转，进而使得每个电动机上的水平推杆和垂直推杆的依次收回动作。当且仅当，光照适宜，湿度低，风力小时实现电动机上水平推杆以及垂直推杆的伸出动作。

中间收回的情况：首先清晨，各个传感器正常工作，当光照度传感器检测，当光强大雨100lx时，且其他传感器检测到无风和无雨，该晾衣架正常伸出；

当突然下雨时，雨水传感器检测到湿度，传递给控制模块，即使光照度传感器和风速传感器显示正常，单片机控制第一推杆电机和第二推杆电机将晾衣架收回，并释放自动升降防护帘。当雨停了后，雨水传感器检测到的湿度信号正常了，自动升降防护帘回收，单片机再次控制晾衣架伸出。

当突然遇到大风，风速传感器检测到的分力大于6级，单片机控制第一推杆电机和第二推杆电机将衣架收回。而风速传感器也再不断检测，在一个时间段检测的风级减少后正常伸出。

当天到了晚上时，光照度传感器检测到的光强小于100lx后，晾衣架在单片机的控制下收回。

当使用者需要晾晒衣物时，有一个连接于单片机的控制开关，可单独控制第一推杆电机将晾衣架向下放低，以方便晾晒衣物。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：包括支撑框架、设置于支撑框架的垂直升降机构、设置于垂直升降机构输出端的固定框架、设置于固定框架上的伸缩放置框架和配合伸缩放置框架的伸缩驱动机构，配合垂直升降机构和伸缩驱动机构设有智能驱动系统；所述智能驱动系统包括电源模块、传感模块、动力模块和控制模块，

所述传感模块包括光照度传感器、风速传感器和雨水传感器中任意一种或几种，

传感模块将检测到的环境信息传输给控制模块；

所述控制模块采集传感模块检测后的环境信息，将环境信息进行处理后，向动力模块传输相应的控制指令；

所述动力模块接收到控制模块的指令信息后进行处理，分别对垂直升降机构和伸缩驱动机构进行驱动控制；

所述电源模块分别给垂直升降机构、伸缩驱动机构和智能驱动系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述垂直升降机构包括并列设置于支撑框架上端的若干安装板和对称垂直设置于任一所述安装板两侧的第一推杆电机，任一所述第一推杆电机的控制输入端连接于动力模块的控制输出端。

3.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述伸缩放置框架包括设置于固定框架上端的支撑架、并列设置于支撑架下端的晾衣杆和设置于晾衣杆两侧的滑杆，所述固定框架的下端设有配合滑杆的滑轨。

4.根据权利要求3所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括设置于支撑架上端的第二推杆电机和连接第二推杆电机输出端与晾衣杆的角铝连接件，所述第二推杆电机的控制输入端连接于动力模块的控制输出端。

5.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述风速传感器包括风速检测探头、开关控制板、设置于开关控制板上的第一指示灯和第二指示灯，所述风速检测探头的信息输出端连接于控制模块的信息输入端，所述开关控制板的控制输入端连接于主控模块的控制输出端，所述开关控制板的控制输出端分别连接于风速检测探头、第一指示灯和第二指示灯的控制输入端。

6.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述光照度传感器包括光照检测探头和计时器，所述计时器和光照检测探头的信息输出端连接于控制模块的信息输入端。

7.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述雨水传感器包括湿度检测探头和设置于湿度检测探头表面的镀锡层，所述湿度检测探头的控制输出端连接于控制模块的控制输入端。

8.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述控制模块包括STM32F103芯片、单片机和存储器。

9.根据权利要求1所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：所述电源模块为太阳能板或风力发电器。

10.根据权利要求3所述的一种用于低层阳台的智能晾衣架，其特征在于：配合所述晾衣架侧部设有自动升降防护帘，配合所述晾衣架上方设有烘干机，所述自动升降防护帘和烘干机的输入端连接于控制模块的输出端。

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