一種帶烘干消毒功能晾衣架設(shè)計(jì)與控制

西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 鄧穎楠 萬宏強(qiáng) 葛 帥 盧龍龍 馬飛南 張 洋

一種帶烘干消毒功能晾衣架設(shè)計(jì)與控制

西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 鄧穎楠 萬宏強(qiáng) 葛 帥 盧龍龍 馬飛南 張 洋

針對(duì)衣物晾曬、烘干、消毒問題，設(shè)計(jì)了一種帶烘干消毒功能晾衣架。論文分別闡述了晾衣架模塊、烘干模塊、消毒模塊的功能與結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，晾衣架的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了裝置的自動(dòng)化，實(shí)用性強(qiáng)，適合未來智能家居的時(shí)代發(fā)展需求，具有一定的應(yīng)用前景和參考價(jià)值。

晾衣架；烘干；消毒；控制

隨著人們消費(fèi)水平的提高和第三產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，人們對(duì)賓館的服務(wù)要求也越來越高。在晾曬衣物方面，通常賓館會(huì)提供2～3個(gè)普通衣架，用來懸掛衣物，但是考慮實(shí)際情況，人們需要對(duì)衣物進(jìn)行及時(shí)的烘干和消毒，基于這種需求，僅有極少數(shù)高檔賓館會(huì)提供該服務(wù)，這給人們的出行生活帶來了不便。因此，需要設(shè)計(jì)一款兼有烘干和消毒功能的晾衣架。為了滿足這種需求，本文設(shè)計(jì)了一款適用于多數(shù)賓館的多功能晾衣架，該設(shè)備通過外接電源供電，具有烘干殺菌消毒的功能，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，易于裝卸，成本較低，可為同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供的借鑒。本文從三個(gè)方面進(jìn)行分模塊設(shè)計(jì)，分別為晾衣架模塊、烘干模塊、消毒模塊。

圖1 總體結(jié)構(gòu)圖

1 晾衣架模塊

晾衣架整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要分為三個(gè)部分，底座、支撐桿和掛衣服的架子[1]。底座主要用來固定整體裝置，同時(shí)設(shè)計(jì)引水裝置和水槽，防止衣物滴水造成對(duì)設(shè)備影響，也避免人因?yàn)榈孛娴乃梗贿B接桿采用高強(qiáng)度的合金材料，防腐蝕且抗變形能力強(qiáng)，其作用主要為支撐，通過螺紋把底座和桿、桿和架子連接到一起。架子為懸掛衣服的地方，設(shè)計(jì)為傘骨狀，在節(jié)省空間的同時(shí)更兼顧了美觀性。采用輕型材料進(jìn)行加工制作，各零件加工完成后采用螺紋聯(lián)接、鉚接、彈簧卡接等方法進(jìn)行裝配。底座上裝有具有轉(zhuǎn)向功能的輪子，晾掛衣服的時(shí)候通過旋轉(zhuǎn)衣架即可，同時(shí)也方便整體結(jié)構(gòu)的移動(dòng)。

2 烘干模塊

烘干模塊采用PTC暖風(fēng)機(jī)，主要利用風(fēng)機(jī)鼓動(dòng)空氣流經(jīng)PTC電熱元件強(qiáng)迫對(duì)流作為主要熱交換方式[2]。加熱部件采用的半導(dǎo)體發(fā)熱元件，同時(shí)配有風(fēng)扇和大面積散熱裝置，有極高的傳熱效率，升溫快而且輻射也比較小，具有自動(dòng)恒溫功能，長時(shí)間烘烤衣物也不會(huì)起燃，安全性很高，PTC元件一般具有防水功能。

配置555時(shí)基電路進(jìn)行溫控，555定時(shí)器是一種集成模擬電路和數(shù)字電路與一體的電子器件[3]。本文選用的555時(shí)基電路電路圖如圖2所示。

圖2 555時(shí)基電路圖

由NE555時(shí)基電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)以及一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt構(gòu)成溫控器，電路的供電選用12V的穩(wěn)壓管，即2CW60。為了提高測控的精度，熱敏電阻使用帶正溫度系數(shù)的Pt1000，因?yàn)镻t1000的阻值與溫度的變化具有更好的直線性，可以相對(duì)的提高測控的精度。

將此溫控系統(tǒng)加載在PTC暖風(fēng)機(jī)上，通過溫控旋鈕控制該系統(tǒng)，可以很好的控制暖風(fēng)機(jī)的最高溫度，防止暖風(fēng)機(jī)過度加熱，達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，安全性能比較高。

對(duì)設(shè)計(jì)中的烘干系統(tǒng)設(shè)置三個(gè)檔位，在對(duì)不同衣物烘干時(shí)提供選擇，對(duì)于普通易干衣物，選擇1檔，僅風(fēng)扇工作，不加熱；對(duì)于較難干的衣物，選擇2檔，風(fēng)扇運(yùn)行的同時(shí)，以一半功率制熱；對(duì)于厚重或大型衣物及其他物品，選擇3檔，風(fēng)扇運(yùn)行加全功率制熱。這樣的設(shè)計(jì)，更加人性化，也可以節(jié)約電能。

3 殺菌模塊

在整體晾衣架的頂端安裝一紫外線殺菌燈，紫外線消毒具備快速、容易實(shí)施且效率較高的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)如下，中間為圓柱形空間，四周骨架與掛桿相連，掛桿中間設(shè)有紫外線燈，能夠很好的對(duì)衣物內(nèi)部進(jìn)行消毒殺菌，同時(shí)考慮短波紫外線也會(huì)在一定程度上對(duì)人體造成危害，所以在晾曬架外部包裝一層塑料薄膜，薄膜由混合有紫外線吸收劑的樹脂制成[4]。

根據(jù) GB19258—2012《紫外線殺菌燈》的相關(guān)規(guī)定，晾曬架采用石英玻璃生產(chǎn)的無臭氧低氣壓汞蒸氣放電紫外線殺菌燈（單端燈），其紫外輻射峰值波長為 253.7nm，標(biāo)稱功率為 55W(T5)，同時(shí)，根據(jù)國標(biāo)，該設(shè)備殺菌的效果和時(shí)間如表1所示。

表1 單端T5紫外線等殺菌效果及所需時(shí)間表

將紫外線殺菌燈安裝在晾曬架中間部位，可以同時(shí)對(duì)四周衣物進(jìn)行紫外線照射，加大殺菌的效率。紫外線燈燈管的鎮(zhèn)流器根據(jù)標(biāo)稱電壓和標(biāo)稱功率有所不同，使用時(shí)燈管和鎮(zhèn)流器必須相適配。此外，對(duì)于干燥衣物的消毒，也可使用此裝置，非常的便捷。

4 結(jié)論

面對(duì)第三產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，面對(duì)賓館服務(wù)在這一方面的空缺，該晾衣架的設(shè)計(jì)同時(shí)滿足了多種需求，為人們的出行提供了便捷，低成本，易裝配。該設(shè)計(jì)具有一定的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

[1]盧全國,吳常林,劉利文,段年松．基于移植法的傘式晾衣架設(shè)計(jì)與試作[J]．南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào),2013(04):52-55．

[2]席軍,劉廷華．PTC熱敏電阻的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．塑料,2005(04):79-84．

[3]劉浩．555時(shí)基電路原理及應(yīng)用探討[J]．電子世界,2014(11):31．

[4]彭生輝,魏永帥．基于紫外線殺菌的衣物消毒架設(shè)計(jì)[J]．山東工業(yè)技術(shù),2015(03):273．

Design and Control of Clothes Hanger with Drying and Ultraviolet Disinfection

Deng Yingnan;Wan Hongqiang;Ge Shuai;Lu Longlong;Ma Feinan;Zhang Yang
（School of Mechanical & Electrical Engineering, Xi'an University of Technology）

A kind of clothes hanger with drying and sterilizing function is designed，in order to solve the problem of airing,drying and sterilizing clothes.The paper expounds the function and structure of the clothes hanger module,drying module and disinfection module.The result shows that the clothes hanger has the characteristics of automation and practicability.It is suitable for the future development of smart home, and has a certain application prospect and reference value.

clothes hanger；drying；ultraviolet disinfection；control

鄧穎楠（1996—），女，陜西西安人，在讀本科生，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

萬宏強(qiáng)（1973—），男，陜西蒲城人，博士，副教授，研究方向：機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目201610702055。