晾衣架说明书 (2)

产品设计说明书产品：自动混合式晾衣架
院系：机械科学与工程学院
班号：机械0802
姓名：
设计时间：2011.01.10~~2011.01.21 指导老师：
产品设计目录
●1 项目背景 (3)
●2 国内外现状分析 (3)
●3 市场价值 (4)
●4研究现状 (4)
●5 预先方案 (7)
方案一：圆形自动晾衣架 (7)
方案二：室外移动式晾衣架 (8)
方案三：自动混合式晾衣架 (9)
●6 方案对比及取舍理由 (9)
●7 工作原理及产品功能 (10)
工作原理 (10)
产品功能 (12)
●8 设计相关计算 (12)
●9 设计感想 (13)
●10 设计引用文献 (14)
一，项目背景
早期时晾衣架由两根立柱支撑一根横杆，横杆两头长出立柱，两头微向上翘，并做成花朵状。

下部用两横木墩以稳定立柱，在上横杆下部的两柱之间，另加一根横杆，以起加固作用。

衣架下端以两块墩子木作支撑，里外两面浮雕回纹，前后两个镂雕卷草花抵夹。

上部和下部分用木插与立柱和座墩连接，由于底下的横格木具有一定的宽度，故可以摆放鞋履等物。

这种“豪华晾衣架”只是上层权贵阶层的奢侈家庭用品，而普通的老百姓是享受不到的，他们只能就地取材，竹竿或木棍做晾杆，再加上一个土制的支架，就成了“平民晾衣架”，而且这个晾衣的传统竟然沿用了几千年，直到现在中国不少的农村地区仍在使用这种最朴实、最简单的晾衣方式。

但是随着人类文明和科技的进步，早期的那种笨重的“豪华”晾衣架越来越不能满足人们对生活家居用品方便实用多功能的要求。

在这种需求下，现代的制作工艺及新型合金材料运用的相结合，产生了现代的晾衣架，晾衣架也日益发展成为现代家居生活的必备品。

特别最近几年，中国的房地产迎来了前所未有的高速发展局面，紧随其后的建材家居业，自然也水涨船高。

晾衣架做为建材类五金产品，随着人民生活水平的提高，也成为了家庭装修中消费者必须考虑购买的家居用品。

目前，晾衣架产品的市场消费观念正在发生变化，人们晾晒衣服和生活用品的习惯从最早的原始的固定晾杆，到手拉升降衣架，再到自动晾衣架和最新的数码遥控晾衣架，短短的10年时间内，产品已经发生了翻天覆地的变化。

从消费需求看，人们的消费观念也开始向品牌化、高档化、简易化的理性方向迈进。

体验试营销手段正悄然进入晾衣架市场。

消费者对产品的需求，也从简单的使用需求，上升到对产品的整体设计、功能、色彩、服务等多方面的整合需求。

从产品技术看，现代晾衣架晾杆的材质和表面工艺处理也在不断地提高，材质用料上也从铁质到不锈钢，再发展到铝合金及目前采用的最新航空材料——铝钛合金，不断地推进发展。

在我们的认知中，晾衣架也许仅仅只是一种晾衣服的工具，并没有什么值得创新的东西，但是我们有没有想过，当你晾衣服时，会不会觉得要把衣服放在晾衣架上其实很麻烦；当遇到阴雨天气时，你会不会为如何让衣服快点干而烦恼；当天气很潮湿时，你会不会考虑衣服的杀菌问题……虽然人们对此有过相关的研究，但是实际上能批量生产的这种产品种类并不多。

而这些就是我们需要好好创新的地方。

二，国内外现状分析
纵横几千年看晾衣架的发展变迁、使用需求和技术革新，我们无不感慨人类的现代文明和科技进步给人们生活带来的舒适和享受！自动晾衣架是升降晾衣架的另一种称谓，通常就称为晾衣架，是大约10年前出现的一种晾晒衣服的用具，
现时有手摇的和遥控的两大类，这种产品刚出来时晾杆是用不锈钢圆管做的，款式单一，只是作为一种方便晾晒衣服的工具，但随着时间的推移，生产晾衣架的厂家越来越多，竞争越来越大，厂家各出奇谋，晾衣架的款式越来越多，越来越漂亮，晾衣架如今已不仅仅是一种晾晒的工具了，更演变成一种装饰品，成为阳台一道风景线。

晾衣架的各种配件也层出不穷，每一件配件都可以作为装饰品。

在国内外，现在已经形成了以好太太、恋伊、牵手Handsoo、恋晴、奥妮尔Ocarnie、红杏、郁金香、金诺·卡迪、、奥斯卡ASK、天依TY 为首的十大晾衣架品牌，这些品牌之所以能够从众多的晾衣架品牌中脱颖而出，不仅仅是因为他们注重于产品的质量，更加重要的是，纳闷投入大量精力、人力、资金用于晾衣架的创新设计，只有当你的产品理念总能处于市场的最前沿，那么你所做出的产品不可能被人们所抛弃，只会越走越远，引领者时代的潮流。

十大品牌的成功不仅仅是因为他们的产品的质量有保证，更重要的是他们以人为本的思想，
三，市场价值
目前人们所使用的晾衣架绝大多数还和很久以前的就旧产品一样，只是单纯的用作晾衣服，这些晾衣架都是不能随外界环境变化而自动收缩和全自动消毒杀菌的传统类型。

然而现今随着都市和乡村生活节奏得加快，普通老百姓愈加繁忙，自由支配的时间大大缩短，假如住户是双职工，或者住户有事在外，那么如果下雨或者夜晚，传统类型的晾衣架就做不到使晾晒在室外的衣物避雨、避露水的功能，同时也不能保证衣物的快速晾干和清洁。

而且随着中国房地产的越来越火爆，往往是一房难求，就算有了房子，也是很小的或则是没带阳台的公寓，这样的公寓在大城市中是鳞次栉比，有的公寓可能一天都晒不到太阳，那么，怎样解决这种问题呢？这时，我们需要给晾衣架加上烘干的功能。

同时，炎热夏日，上班族或外出劳务通常是把衣物晾晒在室外一整天。

即使在家，为了减少麻烦，也很少在夏日的正午把衣物收回室内，等气温下降之后再把衣物拿出去晾晒。

由于暴晒对衣物会产生了极大的损伤. 另外老百姓对生活质量的要求越来越高，从而对衣物使用安全要求也相应提高，因此，我们需要给晾衣架加上消毒杀菌这一功能。

衣服长时间挂在晾衣架上，而忙碌的我们有没有时间来检测衣服的干燥程度，这时，我们就需要用上湿度传感器来帮助我们自动检测衣服的干燥程度。

因此，鉴于上述的分析，一种具有烘干、杀毒、检测湿度、能够自动升缩的新型晾衣架就得以产生，就能够冲进市场，获得利润。

四，研究现状
市场上现有晾衣架类型主要有固定型、折叠伸缩式i1]、手动升降型和自动升降型四种。

后来，为了满足人们的需求，使晾衣架的使用愈发方便，国内外均对晾衣架在原有的基础上进行了改进。

特别是对自动晾衣架的改进，增加了自动风干，紫外杀菌，抗风技术等。

现在市场上最常见的几种晾衣架分别是：
（1）,升降晾衣架
是安装在阳台，通过手摇或电动的方式使晾杆降低，把衣服晾好后，再使晾杆升高的一种晾衣架。

这种产品适宜在家庭和宿舍的阳台用。

（2），壁挂式
壁挂式壁挂式晾衣架是装在墙壁上的，安装高度一般到人的胸部，设计合理的应可以打起和放下，平时放下时贴着墙壁，不占用空间，要晾衣服时才打起。

这些晾衣架短的适于酒店、宿舍、医院病房、家庭的房间等等。

长的适用于室外，如别墅或有院子的房屋。

（3），落地式
落地式晾衣架就是直接放在地上用的一种晾衣架，现时常见的有X型、蝴蝶型（又称翼型）、单杠双杠型几种。

适用于房间、阳台和室外。

1，X型：
蝴蝶型（翼型）
单杠双杠型
（4），拉伸式
拉伸型晾衣架也是装在墙壁上的，平时可推紧贴在墙壁上，使用时拉开来
晾挂衣服。

适用于房间、阳台和室外。

（5），遥控式多功能晾衣架
该产品在升降晾衣架的基础上增加了几项功能，如：自动风干，紫外杀菌等，同时晾衣杆的升降及一些功能有遥控器控制。

适合室内和阳台，特别是室内。

虽然这些种类已经适用于当今社会，但是想必在社会的快速发展下，人们的要求将越来越高，晾衣架的研究仍然会继续进行。

五，预先方案
方案一：简单结构图如下图所示
双滑轨固定在天花板上，两个半圆形的顶座可以在滑轨左右移动，这样可以根据实际情况调节晾衣架的位置。

当家里来客或者阳光明媚时可以将晾衣架移至墙角或者其他位置，更好的利用空间和采光。

而晾衣杆的升降利用菱形结构，可
以收缩与伸长，根据自己所需调节晾衣杆的竖直位置，方便将衣物挂上。

晾衣杆采用双圆弧形式，双圆弧在顶座合并成圆形时，是处于同一个圆上。

而晾衣杆分为外壳和内杆（图中没有表达出来），外壳和升降结构固定在一起，内杆可以在圆弧内滑动，方便衣物的挂取。

而双圆弧之间有一伸缩杆连接，在半圆顶座分开时可以伸长，挂上更多的衣物。

有时采用这种方法
方案二：简单结构图如下图所示
这是一种比较特别的晾衣架方案，它的优点在于便于移动：一般当我们晾衣服的时候，晾衣架总会固定在房间的某一个地方，这些地方可能在一天的大部分时间都能得到阳光的照射，也可能只能是一会，或则，由于现代房屋建造的鳞次栉比，有些房屋会一整天都处于其它建筑的掩盖下，得不到阳光的照射，还怎么晾衣服？这种晾衣架的出现就很好的解决了这种问题：使用这种晾衣架，我们总能使衣服处于阳光的照射下，或者正午当阳光太强的时候，可以将衣服移到树荫下。

方案三：简单结构如图所示
这是传统和现代的一中中和方式，将下图的直的拉杆转变为弧杆连接，更能省力，降低材料的选择，对其物理特性要求不高，而抓杆可采有轻质塑料，降低成本，同时接合现代传感技术能够测量湿度，温度，光强等来判别是否要实现某一功能，又用了滑轮来调控系统，使晾晒在室外的衣物避雨、避露水的功能，同时也不能保证衣物的快速晾干和清洁
，
六，方案对比及取舍理由
以上三个方案是我们小组成员最先的构造方案，经过我们的相互提问和讨论，决定定方案三为最终方案。

经过分析，我们发现上述几种方案均有各自的优
点和缺陷：
方案一，想法很好，能够结合市场已有的产品和自己的构思，同时考虑到现在居民住房情况，注意到空间利用和采光情况。

同时圆形的结构在市场上能显示出独有的面貌，下端的圆形晾杆和外壳结构精巧，伸缩杆的运用也很恰当。

但是，这种方案中有一些多余和不适宜的结构特征，圆形的结构虽然独有，但是在房间主要为方形的情况下显得格格不入。

而下端晾杆的结构虽精巧，但是在顶座和整个晾衣架可以左右移动的情况下，它方便衣物的挂取的作用完全是多此一举，而且需要手动操作。

同时这种结构所能挂上的衣物不多，对于相当一部分用户并不适用。

方案二，这种纯机械是的晾衣架很符合节能减排的环保观念，而且可以根据阳光的具体情况选择安放位子。

而且同时当没有挂衣物时可以当做遮阳伞使用，便于居民享受生活。

但是这种结构的晾衣架需要人收取搬动，而且相对笨重，使用起来很不方便。

现代生活节奏的日益加快让我们更本就没有时间去移动这种晾衣架，而且我们还需要找到一个地方去放置这种晾衣架，放好晾衣架后，我们还要时刻担心天气的变化，这样实在太耗费精力了。

方案三，这种方案之所以被我们选择最后方案，也是结合了前几种方案的优缺点和自己的构思后的产物。

它基本上是纯自动式的晾衣架，可以自动调节晾衣杆的升降高度，方便衣物的挂取；有各种传感器自动调节晾衣架的功能，自动风干，紫外杀菌等，但是这些在市场上已经有了产品。

此外，该晾衣架还通过光传感器自动根据天气情况和白天黑夜控制衣架的送出和收回，避免了家里没人时晾干的衣物被雨淋湿等，这种构思虽然也有人进行了一些研究，但并未正式投入生产，可见还是有一些为突破的地方，我们依靠自己的构思设计了一些相关机构实现这项功能，是更利于实际生产。

七，工作原理及产品功能
工作原理：
先打开电源总开关，使自动晾衣架使用电路处于通电状态。

自阳台吸顶灯接出220V电源引至主顶座上的变压器，转换为24V安全电压后引至遥控器接收板。

再分两路分别控制两端直流减速电机，进而带动两个缠绕钢丝绳的滑轮。

按遥控器其中第一组上升键，经接收板控制电机带动滑轮向上缠绕钢丝绳进而牵引晾衣杆向上平行移动，上升至主顶座位置碰触行程开关，完成第一组上升过程。

按遥控器其中第一组下降键，经接收板控制电机带动滑轮向下松开钢丝绳进而使晾衣杆向下平行移动，降至使用者需要的高度后，再按一下下降键停止，完成第一组下降过程。

（下降高度控制在1.2-1.3M）其中遥控器接收板内存定时程序，上升过程中限定时间为45秒，以防止因行程开关失去功效时，以免电机非正常工作。

下降过程中限定时间为30秒，以免钢丝绳到达长度极限时晾衣杆反方向向上移动。

第二组工作原理同上。

通电后若需要对衣物进行紫外线消毒杀菌，可以遥控启动杀菌消毒灯，并且在单片机内设程序控制下严格控制消毒灯的开启时间，30分钟后程序自动关闭消毒灯。

连接晾衣杆的构件上设有湿度传感器和温度传感器，可以根据衣物所处空间及附近的空气湿度和温度自动控制副顶座内嵌的可移动风干装置的位置及开启和关闭，使衣物在任何情况下均能最快晾干。

（见下图中的两个小滑块）
通过光敏传感器自动判断天气情况，白天时打开驱动开关，通过下图中的菱形机构将整个晾衣架送出，使晾衣架充分晾晒在阳光中；傍晚时通过逆过程收回晾衣架。

如若白天遇到阴天或者雨天，通过传感器仍然可以控制晾衣架的整体运动，使晾衣架不伸出。

产品功能：
◆升降晾衣杆
遥控控制晾衣杆的竖直位置，智能调节使晾衣杆位置方便晾挂衣物。

◆紫外消毒
为避免紫外线消毒灯对人体的不利，智能控制消毒灯只有在衣杆升到最高点才能打开，且30分钟后自动关闭的人性化设计，既对衣物消毒杀菌又清新空气。

◆可移动定时风干
根据所挂位置遥控移动风干机的位置，风机风干3个小时后自动关闭的人性化设计，省电省心，既快速风干衣物又空气流通。

◆抗风技术
专有的剪刀架抗风机构设计使衣架摆动小，抗风能力提高40%。

风感装置（自选）：若遇风雨天气，风感装置可使衣架自动升到最顶，以防衣物被风雨打湿。

◆矢量平衡升降技术
专有的矢量平衡升降技术使衣架升降更平稳，大大提高衣架的承重性能。

◆防雨,防暴晒，夜间自动收缩
通过光敏传感器自动判断天气情况自动伸出或收缩，如下雨阴天或晴天，白天或黑夜。

主要用于无人在家时可自动根据天气将衣物外伸晾晒或收回。

八，设计相关计算
相关零件的配合与尺寸可有装配图可知，下面挂衣架讨论能够上升的范围与向前拉伸的范围
有拉杆可简化如图，有直径42分米可有装配图知友（L）z=(3+1)*D=1.68m
z
又有如图在最小位置有：
A=1.414*D 而B=10cm 故可有Lmin=（A*A%4 +B*B%4）^(1%2)=1.7564m
又用最位置可得Lmax=4*d d=8cm Lmax=0.32cm
则其范围有（-1.7564m）——(-0.32cm)
由图科有向前伸有4个杆，每个长友40厘米故总的拉伸长度为L1=160cm
九，设计体会
没有多大的曲折，十几天的课题设计在小组成员的小争小论中结束了。

实在点说，设计的结果并不令我们满意，其中有不少问题，解决了一些，但是任然有一些却依旧遗留下来了，毕竟这是我们第一次在这么短的时间内开发出自己的处女作品，在实践上有些紧迫，在经验上有些不足。

然而，在小组成员的合作下，从发现问题到思考问题再到解决问题，还是收获颇多的。

设计开始之时，决定研究项目的确是重中之重。

在这十来天的设计过程中，我们都深深体会到了它的重要性。

然而，我们一开始就由于没有认真对待它而为自己留下了众多难题，经过第一次稍微正式的设计后，让我们对这个问题有了一个更深刻的印象，使我们在以后的设计中不会再次栽在这个问题上。

当我们想方案的时候，我们三人各自想到了一两种设计方案，比如不会打扰他人的手表式闹钟，带加湿器的电风扇等等方案，但是经过我们讨论后，这些方案由于各种原因都被否决了。

最后经过大家的同意定下了改进晾衣架得方案，重点在于设计自动式晾衣架，但是由于我们几人在决定这个研究项目时，对于市场上已有的晾衣架了解的不够全面，认为这个项目有很大的空间，而且相对比较简单，能够达到让大家对所学知识的充分运用。

只是在设计的过程中，在通过各种渠道对晾衣架系列产品的了解下，才发现我们有的大部分自认为还不错的构想在市场上早有产品在运用了。

但是在研究项目已经报上去，无法更改的情况下，我们要在这个项目上做出不错的成绩的难度骤然增加了不少，原本以为简单的课题变得比原来的其他方案要更难了。

所以在决定课题上要十分慎重，并且要充分了解锁定方案的已存在形式，才能在观大局后做出正确的选择。

虽然在选择确定课题的关键一步出现了一些差错，为后面增加了不少困难，但是解决所遇到的困难是人类生活乃至人类进步上必须做到的一项。

遇到困难，不要逃避，不要害怕，克服它！在小组成员的奇思妙想下，综合前人的成果和思想，在“巨人”的肩膀上我们也有了一些自己的构想。

在这个课题下，我们依然拿出了几种方案，在之前的教训下，我们经过大家讨论，提问，否定后确定了自己的最终方案。

定下方案后，原本以为会相对轻松了，我们做要做的就是运用自
己所学的知识和和自己在大学所积累的学习能力自学了一些设计中可能会运用到的知识来实现自己的构想。

可是，大的方向确定了，就在设计过程中出现了很多小问题。

例如，在三维设计过程中，虽然对作图软件已经比较熟悉了，但是在整个产品的设计中，仍然有一些自己无法实现的地方。

在晾衣架的人性化功能模块自由集成部分，有自动风干，紫外杀菌等均不能在软件上很好的实现，而在自动升降的链接部分只好用螺母螺钉代替，显得十分粗糙。

而这些还能实现，虽然不如人意，但是自动晾衣架本是机电一体的，电动控制部分就无法在软件上实现了。

其实三维设计软件有很多种，如果一开始就通过正确分析选择比较好，容易实现自己所需的软件的话，会使设计过程容易得多。

在功能实现上，我们开始采用的是小组成员各自思考，然后由一人作图实现。

这种方式有一些可取之处，但却是成员之间缺乏交流，不但花费了时间，而且没能很好的将功能实现。

分工制确实有自己的优势，但是我们应该根据实际情况来决定是分工制还是共同合作式。

设计中还有其他的一些问题，大部分得以解决，有教训才有收获吧。

设计讨论过程中，还有一件值得我们注意的事。

虽然这件事和设计本身没有多大关系，但是给我们更大的意外和教训。

在讨论过程中，我们小组部分队员发现不能很好的理解队友的意思，经常一个很容易就能解决的问题因此麻烦了不少，这种交流沟通障碍无疑使设计效率降低了不少，而且容易给队友间带来一些摩擦，还好大家都是相处两年多的同学，彼此间相互理解宽容，大家相处还是很平和的。

这个问题无疑引起我们的重大注意，它的发现也许比设计过程来得更加重要，更加亟待我们自己解决，否则它带来的影响是跟随我们一生的。

还有一些收获想必是大家共同有的，说起来很通俗，却很实在。

大学两年多了，自己学到了多少，能很好的运用多少，在这次设计中均能得到体现，也为我们的大学剩余的部分带来了正确的方向。

在机构实现，零件创新设计，机电控制部分，信息处理，程序设计等知识运用上，我们收获都不少，更别提一些基础学科了。

大家平时对考试制度的意见，书本知识学起来的枯燥，各种不给力的想法在这次设计中都会淡化一些，实际创造设计真的能给我们很好的学习机会。

让我们能够结合自己所学的知识，加上我们的创新意识，再附上我们年轻人旺盛的奇思构想，最后能够实现自己心中所想，的确是件愉快又受益的事。

自己的东西得以体现，即使过程中遇到很多困难，也克服了平时懒惰的习惯，貌似很痛苦，其实很值得！
十，参考文摘
【1】张凌浩《下一个产品》江苏美术出版社
【2】尚淼《产品形态学设计》武汉大学出版社
【3】杨家军《机械创新设计技术》科学出版社
【4】寿宏晓，林利栋，毛晓捷，毛晓靖自动伸缩式防雨晾衣架的研究《机械工程师》2010~ 7期
【5】潘清明，丁左武，蒋伟，郑孙伟防雨、防暴晒、夜
晚能自动收缩的智能晾衣架设计《机电产品开发与创新》第2O卷第6期 2007年11月
【6】李瑞琴乔峰丽《机械原理课题设计》电子工业出版社【7】詹妮弗·哈德森（英国）《产品的诞生》中国青年出版社
【8】章国华，苏东．典型生产线原理、安装与调试[M]．北京：北京理
工大学出版社，2009：
【9】林若波，李锡丰，郑烁．晴雨智能晾衣架的设计[J]．电子技术，2006
【10】杨家军《机械原理》华中科技大学出版社。