智能防雨晾衣架_郭献章.pdf

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1、第３４卷第４期物理实验Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．４２０１４年４月ＰＨＹＳＩＣＳＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＴＩＯＮＡｐｒ．，２０１４櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶智能防雨晾衣架郭献章ａ，李治根ｂ，赵明强ｂ，孙荣健ｂ，谢伟ｂ，孙金ｂ（东北大学秦皇岛分校ａ．实验教育中心；ｂ．控制工程学院，河北秦皇岛０６６００４）摘要：针对目前手推式室外晾衣架存在安全性问题和不能适应天气变化的缺点，研发出安全可靠、智能防雨雪、可随天气变化自动晾收衣物的智能晾衣架．智能晾衣架的制作提高学生的综合素质，强化动手能力，培养学习兴趣．关键词：晾衣架；智能防雨；自动控制中图

2、分类号：ＴＨ１２２；ＴＰ２１２．１文献标识码：Ａ文章编号：１００５－４６４２（２０１４）０４－００２６－０４动力，性能稳定，推力足．该装置还采用了自主设１引言计的控制电路进行自动控制，简单稳定，避免了因大学物理是很多专业的公共基础课，是后续单片机中的繁琐程序而引发的性能不稳定．该衣专业课学习的必要前提．但通过中学阶段的学架相比普通衣架增加了４个功能：习，很多学生认为经典的理论离自己太久远了，已ａ．按下“衣架伸”按钮，衣架可以自动伸出；经没有太多的实用价值，因而对基础课的学习感ｂ．天气急变，遇雨衣架自动收回，雨棚推出；到厌倦．同时，大学物理实验中所开设的实验项ｃ．雨停且天气变晴后，衣架可以自动伸

3、出，雨目，又大多数为验证性实验及在验证性的基础上棚收回；略有综合性，离日常生活较远，无法满足学生们学ｄ．要收衣时，按下“衣架收”按钮，衣架收回．有所用、学有所长、求奇创新的愿望．为此，东北２晾衣架的结构和功能大学秦皇岛分校实验教育中心师生共同努力，提出一批综合应用型并兼有一定发明创造特色的实２．１晾衣架的结构验思路，并在教学实践中不断完善充实，极大地激智能晾衣架的整体结构如图１所示．晾衣架发了学生的学习热情，涌现出一批具有很大实用价值的发明创造．本文所展示的智能防雨晾衣架是在实验教师指导下，２０１０级本科生的一个兴趣小组制做的产品，很好地体现了上述的教学思想，同时又是能够给日常生活带来便利的实

4、用新型专利产品．目前市场上的外飘晾衣架，只能通过手推或拉晾杆来完成晾衣架的伸缩动作．简单手动推拉式晾衣杆，费力、危险，同时也不具有防雨等晾晒［１］智能化功能．为了解决这些问题，笔者研发了智能防雨晾衣架，该装置采用了具有较高稳定性１．支撑座２．伸缩式晾衣架３．伸缩式雨棚装置的雨雪传感器和光线传感器作为输入信号源，因４．衣架电动推拉杆５．雨雪传感器６．雨棚电动推为这类集成传感器具有成本低、可靠性高、性能拉杆７．光强传感器８．控制器好、接口灵活等特点［２］．使用电动推杆输出伸缩图１晾衣架整体结构示意图收稿日期：２０１３－０９－２９；修改日期：２０１３－１１－１６基金项目：中央高校基本科研业务专项资金

5、资助（Ｎｏ．Ｎ１２０４２３００３）作者简介：郭献章（１９７０－），男，河北魏县人，东北大学秦皇岛分校实验教育中心高级实验师，硕士，从事物理实验教学和工程力学方面的研究．第４期郭献章，等：智能防雨晾衣架２７安装在窗户的下沿，与晾衣架相配套的雨棚安装３．１传感模块控制电路在衣架的上沿．如图３所示，传感模块主要将安装在伸缩式首先，在晾衣架的菱形杆上安装衣架电动推晾衣架上的雨雪传感器和光强传感器采集的天气拉杆，其伸缩代替人手工推拉晾衣杆，避免了危信号收集、处理，并转化为相应的雨雪继电器和光险．其次，衣架支撑座上部的伸缩式雨棚装置上强继电器的开关信号输出，最后控制中间继电器有雨棚电动推拉杆，可带动雨棚的

6、伸缩．最后，雨的通电与断电，各个中间继电器的辅助触点将控［６］雪传感器和光强传感器根据天气变化经控制器控制工作电路的４个模块是否工作．［３］制电动推拉杆的接入电路的通断，从而控制衣架和雨棚的伸缩运动，实现智能防雨．２．２晾衣架的功能晾衣架和雨棚的伸缩都由电动推拉杆提供动力，可手动控制和自动控制．手动控制时，晾好衣服，按下“衣架伸”按钮，衣架自动伸出；要收衣物时，按下“衣架收”按钮，图３传感模块控制电路图衣架收回．使用自动控制功能时，先打开传感器使用开关，在遇雨时，雨雪传感器接收的下雨信号３．２衣架推拉杆电机正转模块Ａ的电路经控制器处理，最终使衣架电动推拉杆的电机反如图４所示，传感模块中的光强继

7、电器控制转和雨棚电动推拉杆的电机正转，使衣架自动收中间继电器ＫＭ２是否通电；ＫＭ２的常开触点接回，雨棚推出；雨停且天气变晴，雨雪传感器停止入模块Ａ中和手动按钮１并联共同控制正接的信号输出，同时光强传感器接收的天晴信号经控衣架推拉杆电机，当光线从阴天变晴时，光强传感［４－５］制器处理，最终使衣架电动推拉杆的电机正转器控制的光强继电器闭合，ＫＭ２得电，常开触点和雨棚电动推拉杆的电机反转，使衣架自动伸出