太阳能自动翻转晾衣架

1、PAGE PAGE 8太阳能自动翻转晾衣架一、项目摘要：本设计是与晾衣架相关的一种设计。巧妙的利用太阳能板提供能源，驱动电机带动晾衣架旋转，从而使挂晒的衣物能更好地全方位的接受阳光的暴晒与消毒。体积较小，适合与现有的大多数的普通衣架配合使用，方便、节能。为人们的生活带来便利。本课题创新点是：1、利用太阳能电池板提供能源，节能环保。2、设置模式选择开关，可以根据衣物厚薄、阳光充足情况与否选择不同的旋转模式。3、体积小，可与现有衣架配合使用，经济实用。二、研究、设计过程1、发现问题由于城市化进程的加快，越来越多的居民居住在楼房里。日常生活中，传统的拉根长绳晾衣服，现在只能在狭小的阳台完成晾晒，受空

2、间的影响，晾晒效率比较低。每当天气阴沉、下雨的时候就听到妈妈抱怨，衣物难以晒干，并且滋生细菌，使衣物散发一种难闻的气味。我从小就喜欢看有关科学方面的电视节目和书籍，喜欢思考和动手制作。这个问题引发了我的思考。衣架是人们日常生活的必需品之一，传统的衣架结构简单，通常人们将衣物挂在衣架上后无法再改变其位置，时常会使衣物得不到全方位的日照，晾干的速度比较缓慢，会对生活造成不必要的影响，有什么办法可以使挂在晾衣架上的衣物充分暴晒、快速晾干呢？于是，我萌生了设计一个能利用太阳能自动翻转的晾衣架的想法。 和科技辅导老师沟通后，我的想法得到了老师的肯定。老师建议我先去网上看看，是否已经有类似的设计，并给我推

3、荐了SOOPAT、佰腾网等专利查询网站。2、查询他人成品在利用课余时间做了大量的相关产品的专利检索，并将检索出的相关文献进行分析、对比之后，结论如下：文献一：一种太阳能衣架这种太阳能衣架，包括挂钩和支架，挂钩和支架的表面安装有太阳能电池板，支架两翼设置有开口凹槽，所述开口凹槽上下两端都设置有网片，内设置有控制器和蓄电池。该太阳能衣架能吸收太阳能，在没有阳光的时候可以通过衣架加热器来加热，但是加热器处于衣架部位，导致烘干衣物也仅在与衣架接触的部位，与本设计相比，适用范围不同，不能达到本设计的使衣物全面接受太阳照射杀菌的作用。文献二：一种太阳能风扇衣架这种太阳能风扇衣架，包括衣架本体和勾柄，衣架本

4、体为圆形，衣架本体中间设有风扇装置，风扇装置的叶片设有太阳能电板和蓄电系统，勾柄表面设有开关，控制风扇装置的启动与关闭，能在天气不好的时候将衣物尽快晾干。该文献的不足在于衣架本体为圆形，本身会遮挡部分阳光，而且不适合放在阳台内使用，因为太阳能板在只有侧面有阳光的情况，并不能接收太阳能从而带动衣架旋转，使衣物充分接受光照。文献三：一种伸缩式旋转衣架这种伸缩式旋转衣架，包括底座和支撑杆，所述的支撑杆包括上支撑杆和下支撑杆，下支撑杆固定设置在底座的中心，上支撑杆的顶部设置可旋转架本体，顶端圆环架的圆周方向设置若干夹子和挂钩，下支撑杆与底座之间通过旋转轴承连接。该文献所述可以进行旋转，方便悬挂较多衣物

5、，与本设计结构差异很大，所解决的问题与本设计的也不同。文献四：太阳能旋转衣架这种太阳能旋转晾衣架，包括晾衣架、电机和太阳能电池板，利用的太阳能旋转晾衣架，能使晾衣架不停转动，使得衣服受热均匀，加速衣服的晾干。该文献所述衣架的功能本设计基本具备，并且本设计还具有轻巧、方便等优势。且该设备要求的晾晒面积比较大，不适合在长条型的阳台上使用。综上所述，我的设计具有一定的新颖性、实用性。3、设计制作过程在指导老师的帮助下，我结合市场上现有的各式晾衣架进行对比分析，取其长处，避其不足，设计出了太阳能自动翻转式晾衣架结构图初稿（见下图）。并开始动手制作。晾衣架要能够自动旋转，必须要有能够提供动力自动翻转的太

6、阳能板和电机。我的初期构想是以现有的一种可折叠式的衣架为模板的，在上方挂钩与衣架本体之间安装一个圆形的装置，装置内部设有马达，外部设有太阳能板。但是通过实践后发现，太阳能板提供的能量通过电机导致晾衣架快速旋转，衣物容易被甩出，并且不利于均匀受热。问题一：如何调整衣架旋转速度问题？ 为了解决晾衣架的旋转速度问题，在辅导老师的帮助下，我在衣架控制盒内增加了60001高减速比齿轮，当太阳能电池直接提供给电动机电力，电动机工作电压为36V毎分钟3000转，通过60001减速传动箱将旋转动力输岀到晾衣架挂钩，从而使晾衣架以每2分钟一周的方式不停地旋转，使被晒衣物均匀接受阳光的照射，可有效缩短衣物干燥的时

7、间。再通过反复实践，发现由于太阳能板的角度相对固定，不利于有效接收太阳光。问题二：如何使太阳能电池板最大限度接收阳光照射？再次进行改动，添加太阳能电池托板、仰角调节板和仰角锁定器，将太阳能板设计成了可上下翻转调节，方便于多角度接收日光照射，为衣架的旋转提够更多的动力。并修改了一个小的细节，转动时，衣架容易从挂钩上脱落，因此将挂钩用扁平的铁皮重新改进了一下。使挂于该挂钩的物件能顺利获得挂钩的旋转力，使之一同旋转。问题三：衣物厚薄不同时对阳光照射的要求不同，如何添加选择开关，选择不同模式？太阳能自动翻转式晾衣架最大的特点在于它将太阳能转化为动能，使衣架自动旋转，达到尽快晾干衣物的目的。在实践中发现

8、，当衣物厚薄不同时，对阳光的要求不同，经老师指导，我在控制盒上增加了定时器、锂电池和模式选择开关。开关分为自动旋转和定时旋转两种，通过模式开关，有两种工作方式可供选择。1. 自动旋转方式。当太阳光对太阳能电池板的照射角度，以90度为直射，左右前后30度的范围为有效强度。晾衣架开始以每2分钟一周的方式不停地旋转，使被晒衣物均匀接受阳光的照射，可有效缩短衣物干燥的时间。适用于单簿的衣物。2. 定时旋转方式。定时工作模式采用太阳能电池通过锂电池充电控制电路对锂电池充电，锂电池对定时器电路提供工作电源，当定时器到达设定2小时后，自动启动电动机驱动电路，使电动机运转，通过减速箱使输岀轴旋转180度后又自

9、动停止，继续定时2小时后再重复以上程序。所以太阳光在有效强度后，连续暴晒2小时，晾衣架自动旋转180度，也就是自动翻转，使原来背对阳光的面接受阳光暴晒。适用于厚的棉制品等衣物。到这里，五个多月的课余时间，无数张设计图、一次次的查阅资料、一次又一次的改进，在许多老师、师傅的热心协助下，我的太阳能自动翻转晾衣架终于从纸上谈兵成为一个实际作品了。太阳能自动翻转式晾衣架的雏形基本完成。结构设计图结构设计图1. 太阳能自动翻转晾衣架上挂钩；2. 太阳能自动翻转晾衣架控制盒；3. 太阳能电池托板；4. 太阳能电池；5. 模式选择开关；6. 仰角调节板；7. 太阳能自动翻转晾衣架旋转挂钩；8. 仰角锁定器；

10、9. 动力输岀轴；10. 每2小时旋转180度定时控制电路；11. 內置锂电池及太阳能电池充电控制电路；12. 电动机；13. 60001高减速比齿轮传动箱。科学原理太阳能电池板采用5v250ma的规格。通过模式选择开关可选择自动模式或定时工作模式。其中自动工作模式采用太阳能电池直接提供给电动机电力，电动机工作电压为36V毎分钟3000转，通过60001减速传动箱将旋转动力输岀到晾衣架挂钩。衣架挂钩采用宽度大于1.5cm的金属簿板做成，使挂于该挂钩的物件能顺利获得挂钩的旋转力，使之一同旋转。定时工作模式采用太阳能电池通过锂电池充电控制电路对锂电池充电，锂电池对定时器电路提供工作电源，当定时器到

11、达设定2小时后，自动启动电动机驱动电路，使电动机运转，通过减速箱使输岀轴旋转180度后又自动停止，继续定时2小时后再重复以上程序。开 始开 始计 时电机旋转7200秒计 时60秒电机停止旋转旋转否是否是单片机程序流程图图单片机程序流程图图 材料来源与成本核算：外壳 （利用湿巾纸的塑料外壳改造而成）太阳能电池板1.5v250Ma10元DCDC变换器（将太阳能电池输出的1.5V电压升至5V给锂电池充电）-3.5元锂电池4.2V/800Ma 7元单片机ATMEGA8l8元控制板20元电动机减速器30元其他附件5元合计 83.5 元成品展示三、可以改进的地方然而，该款衣架也有设计不周的地方。1、外型设计可以更美观；2、在旋转衣架的用材上可以考虑更经济实用些；3、该衣架的太阳能板只能够上下翻动，却做不到随着阳光照射的方向自动旋转，甚至自动左右旋转调节至最好的角度。四、体会和鸣谢 回顾本作品的设计过程，这一路走来有思路陷入困境