《机电一体化系统设计》课程教学资源（实例PPT）智能晾衣装置

目录/CONTENT 00 背景 整体结构 03 五大子系统 04 机械结构、控制系统 05 工作流程图

目录/CONTENT 05 工作流程图 03 五大子系统 02 整体结构 01 背景 04 机械结构、控制系统

01、背景 一般晾衣架分手动、电动两种，手动较为普及，为市场的主导，电动是发 展趋势二其中电动衣架其不足在于：升降驱动模式单一；无定位死点；承载能力 有限；对影响晾晒衣的环境因素发生变化无法做出自动反应。所以有了一种新 型智能晾衣装置，采取机电一体化设计方案，通过机械结构实现其功能，单片 机与传感器结合现其智能控制，使晾衣高效、便捷、无后顾之忧

01、背景 一般晾衣架分手动、电动两种，手动较为普及，为市场的主导，电动是发 展趋势二其中电动衣架其不足在于:升降驱动模式单一;无定位死点;承载能力 有限;对影响晾晒衣的环境因素发生变化无法做出自动反应。所以有了一种新 型智能晾衣装置，采取机电一体化设计方案，通过机械结构实现其功能，单片 机与传感器结合现其智能控制，使晾衣高效、便捷、无后顾之忧

02、智能晾衣架的整体结构 此晾衣装置主要通过三个相互独立的 运动实现所需功能，包括晾衣杆的升降运动、 晾衣杆的伸缩运动以及衣架的同步旋转运动， 它们分别通过三套运动机构和动力源实现各 个机构的运动协调通过单片机来实现三部分 机构相互独立，互不干涉，再通过红色四根 水平杆上的滑槽、晾衣杆黄色光杠以及定位 机架等连接措施三部分机构整合为一体

02、智能晾衣架的整体结构 此晾衣装置主要通过三个相互独立的 运动实现所需功能，包括晾衣杆的升降运动、 晾衣杆的伸缩运动以及衣架的同步旋转运动， 它们分别通过三套运动机构和动力源实现各 个机构的运动协调通过单片机来实现三部分 机构相互独立，互不干涉，再通过红色四根 水平杆上的滑槽、晾衣杆黄色光杠以及定位 机架等连接措施三部分机构整合为一体

03、五大子系统 机械系统 电子信息处理系统 一动力系统 传感检测系统 执行元件 联轴器、传动轴、安装架等；控制单元 电源 传感器 电机

机械系统 控制单元 电子信息处理系统 电源 动力系统 传感检测系统 03、五大子系统 执行元件 联轴器、传动轴、安装架等; 传感器 电机

04、机械结构 1.升降机构采用双摇杆机构与 平行四形机构相结合的设计方案， 四连杆机构具有放大位移的作用， 当875杆处于最高位置时300杆与 450杆刚好处于一条直线，使整个 双摇杆机构处于死点位置，增强了 衣架的承载能力，平行四边形机构 使得晾衣杆在升降过程中始终作平 动，保持了晾衣杆相对于地面的水 1.875杆2.300杆3.450杆4.扇形齿 平状态，避免了升降运动对其他两 轮5.传动齿轮 个运动的千涉

04、机械结构 1.升降机构采用双摇杆机构与 平行四形机构相结合的设计方案， 四连杆机构具有放大位移的作用， 当875杆处于最高位置时300杆与 450杆刚好处于一条直线，使整个 双摇杆机构处于死点位置，增强了 衣架的承载能力，平行四边形机构 使得晾衣杆在升降过程中始终作平 动，保持了晾衣杆相对于地面的水 平状态，避免了升降运动对其他两 个运动的干涉

04、机械结构 2.伸缩机构的一端通过两个滑块与晾衣 杆的光杆相连，另一端则通过两个螺母与丝 杠连接，丝杠左右两半的传动螺纹的旋向不 同，与两个螺母滑块形成螺旋传动，当丝杠 向一个方向旋转时，两个螺母滑块向两端拉 开，利用剪形收缩机构的特性从而将晾衣杆 拉回二当需要晾衣杆伸出时，丝杠反向旋转， 两个螺母滑块相互靠近，从而将晾衣杆推出

04、机械结构 2.伸缩机构的一端通过两个滑块与晾衣 杆的光杆相连，另一端则通过两个螺母与丝 杠连接，丝杠左右两半的传动螺纹的旋向不 同，与两个螺母滑块形成螺旋传动，当丝杠 向一个方向旋转时，两个螺母滑块向两端拉 开，利用剪形收缩机构的特性从而将晾衣杆 拉回二当需要晾衣杆伸出时，丝杠反向旋转， 两个螺母滑块相互靠近，从而将晾衣杆推出

04、机械结构 3.旋转机构用于实现衣架随着阳光角 度的变化做水平旋转运动，旋转机构置 于晾衣杆内，主要由四个同步带轮、一对 张紧轮、一对蜗杆涡轮和同步带组成，由 感光传感器控制的小电机通过蜗杆蜗轮 和连接在蜗轮轴上的同步带轮将动力传 递到同步带上，同步带则带动4个同步带 轮做同步的旋转，衣架连接在同步带轮轴 上，从而实现4组衣架的同步旋转运动

3.旋转机构用于实现衣架随着阳光角 度的变化做水平旋转运动，旋转机构置 于晾衣杆内，主要由四个同步带轮、一对 张紧轮、一对蜗杆涡轮和同步带组成，由 感光传感器控制的小电机通过蜗杆蜗轮 和连接在蜗轮轴上的同步带轮将动力传 递到同步带上，同步带则带动4个同步带 轮做同步的旋转，衣架连接在同步带轮轴 上，从而实现4组衣架的同步旋转运动。 04、机械结构

05、工作流程图 1.按下启动按钮，2号电机首先启动，伸 (并始 定义标志位和青存郴 缩机构动作，将晾衣杆拉至顶端； 初始化 2.1号电机启动，升降机构动作将导轨摆 5B17 至水平位置，这时风速传感器和湿度传感 衣架上升至能位 器开始工作，若检测到的环境条件不满足 s75轩摆至水平位 设定要求，则晾衣架保持该状态不变；若 复位N委转复位 +Y 风阳光根 检测到的环境因素满足要求，则2号电机 度 收馆N一 <衣知收回Y小 反转伸缩机构动作将晾衣杆推出； Y 3.光敏电阻传感器和旋转机构开始工作， 夜暗N<阳5杆摆下一 衣架伸出遍光旋转 衣架收缩 使晾衣杆上的衣架随着阳光的变化调整最 结束 佳的晾晒位置

05、工作流程图 1.按下启动按钮，2号电机首先启动，伸 缩机构动作，将晾衣杆拉至顶端; 2.1号电机启动，升降机构动作将导轨摆 至水平位置，这时风速传感器和湿度传感 器开始工作，若检测到的环境条件不满足 设定要求，则晾衣架保持该状态不变;若 检测到的环境因素满足要求，则2号电机 反转伸缩机构动作将晾衣杆推出; 3.光敏电阻传感器和旋转机构开始工作， 使晾衣杆上的衣架随着阳光的变化调整最 佳的晾晒位置