一种袜子晾晒消毒与自动收纳装置的制作方法

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种袜子晾晒消毒与自动收纳装置。

背景内容

随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术等信息技术的迅速发展和提高，促进了家庭生活的现代化、便捷化、舒适化、人性化。智能家居一词频繁的出现在各大媒体上，成了人们耳熟能详的词汇。关于智能家居的说法可谓是多样化，诸如：电子家庭、数字家园、家庭自动化、家庭网络、网络家居等等几十种。科技发展的最终目是服务于生活所需，智能家居也正是在这种形式下应运而生。

智能家居作为一个新生产业，处于导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。目前智能家居行业已经取得了迅猛的发展并日益渗透到平常百姓的生活中。智能家居在中国乃至世界都有广阔的推广应用前景。

现代晾衣架行业起步于上世纪九十年代的中后期，随着国内第一批专业生产和销售晾衣架企业的诞生，专业的晾衣设备也逐渐走进消费者的生活。专业晾衣架设备的出现，改变了人们的晾晒习惯。同时追求高品质生活的人们也开始注重整洁高效，于是物件的收纳，家具的智能越来越是一种潮流所驱。

目前国内外收纳袜子储物盒较为统一，呈格子状，需要手动折叠并放入。此外用于晾晒袜子等物件的架子依旧较为单一。

(1)三角形晾衣架，可伸缩型，可设置多个挂钩与夹具。

(2)矩形晾晒袜子功能架。袜子平铺展开放于晒袜架上方进行晾晒，提高了晾晒的效率，同时节约了晾晒时间。

(3)可折叠悬挂衣物架。可折叠且拥有多个挂钩。

然而，受天气、时间等因素影响，仅靠晾晒未必能使衣物完全干燥，因此烘干机应运而生，目前市面上的烘干机有带式烘干，滚筒烘干，箱式烘干，塔式烘干等几种模式；热源有煤，电，气等；物料在烘干过程中有热风气流式和辐射式等，热风滚筒烘干是热气流从尾部向前运动，与物料充分接触，通过热传导、对流、辐射传热量充分利用。

在对国内外烘干机类型以及袜子晾晒与收纳工具架的研究中，不难发现目前将晾晒烘干与收纳集为一体的物架仍较少。

袜子是生活中人人所需、必不可少的服饰用品，是典型的快速消费品，家用袜子量大且款式、颜色等特征通常单一，如果不收纳整理，成对的袜子便会混乱不易找到，不仅影响生活环境整洁度还带来日常的不便，这给部分没有收纳袜子习惯及工作繁忙无暇收纳袜子的商务人士带来极大的困扰。在家庭中，袜子处理最佳的方式通常需要手洗或机洗后，挂于晾衣架上，经过自然风干后，人工取下并挨个按规律折叠好，并置于收纳盒中。然而，袜子相较于其他衣物而言，细菌滋生更加严重，尤其是阴雨天晾晒时，袜子未经阳光照射后，细菌仍有大量留在袜子上，继续穿着会影响身体健康，

本发明提供一种袜子晾晒消毒与自动收纳装置，本发明的优点在于集烘干消毒与收纳于一体，确保袜子的晾晒免受天气因素的影响并在完成晾晒消毒后进行自动收纳，从而避免了阴天袜子难以晾干且细菌滋生，晾干后收纳工作琐碎的生活烦扰，提高人们生活质量，使家居生活更加便捷化、智能化和高效化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种袜子晾晒消毒与自动收纳装置。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种袜子晾晒消毒与自动收纳装置，包括升降板、升降结构、晾袜结构、加热消毒模块、收纳模块、开关电源、电控器、装置支撑架；所述装置支撑架的作用为搭建整体装置的框架，为装置的其余部分组件提供安装位置；所述加热消毒模块位于本装置的顶部；所述升降结构连接在所述升降板上并驱动该升降板进行升降，所述升降结构包括多个光轴和多个光轴运动轴承，所述光轴固定分布在整体装置的四周，通过光轴运动轴承与所述升降板相连，所述光轴的作用为维持升降板在进行升降运动时的平衡；所述晾袜结构设置在所述升降板下方并在所述升降板上升后露出于所述收纳模块；所述收纳模块位于晾袜结构下方，并与晾袜结构位置对正，所述升降结构下降后晾袜结构插入收纳模块实现袜子的收纳；所述开关电源与电控器安装在本装置内部底层。

11.作为本发明的进一步改进，所述收纳模块包括收纳箱、储袜盒，所述收纳箱为六面体结构，所述收纳箱内部中空且上表面设有多个开槽与所述储袜盒开口对齐，所述收纳箱侧面设有一收纳箱握把便于收纳箱取用，所述收纳箱下表面设有一可活动的底板作为收纳箱的箱盖，所述底板两侧设有导槽，所述底板表面设有推拉槽便于打开底板，所述底板与收纳箱箱体连接端口处分别设有第三磁铁与第四磁铁防止底板滑落；所述储袜盒为六面体结构，所述储袜盒内部中空用作储袜仓，所述储袜盒内壁为弧形导轨，所述储袜盒上表面设有一开口，该开口与收纳箱上表面开口大小吻合、位置对正，所述储袜盒开口处两侧向下延伸出倒刺，所述储袜盒上表面设有第一磁铁与收纳箱连接，储袜盒的下半部分设计为翻盖结构的储袜盒盖，所述储袜盒高度与收纳箱内壁深度一致；所述弧形导轨满足公式：

极角θ∈(0，α)，时，极径ρ＝r，r∈(30，50)；

当θ∈(β，0)，时，其中α、β为自变量，其自变量取值范围如上公式所示，r为极点到储袜盒盖距离。

作为本发明的进一步改进，所述加热消毒模块包括亚克力板、紫外线灯带、加热丝、风扇、扇叶固定架，所述亚克力板中心区域镂空并在镂空区域固定加装加热丝形成出风口，所述风扇由扇叶固定架固定在亚克力板上，风扇位置正对出风口，出风口方向朝下，紫外线灯带围绕出风口固定在亚克力板上向下照射。

作为本发明的进一步改进，所述升降板为透明材质亚克力板，所述升降板中心区域镂空，镂空区域正对上方的出风口。

作为本发明的进一步改进，所述晾袜结构包括多个夹袜装置，其数量由整机尺寸大小而定，用以夹持待晾晒的袜子，理所应当的夹袜装置数量与收纳箱开槽数、储袜盒数一一对应，所述各个夹袜装置完全相同，所述夹袜装置围绕升降板的镂空区域均匀对称固定分布在升降板上，其位置正对下方收纳箱开口；其中第一夹袜装置包括第一夹板、第一置袜片、第二夹板、第二置袜片、第三夹板，所述第一夹板与第二夹板之间夹持第一置袜片，第一夹板与第二夹板之间的夹缝设计为弧线形使第一置袜片在宽度方向上弯曲，所述第二夹板与第三夹板之间夹持第二置袜片，第二夹板与第三夹板之间的夹缝设计为弧线形使第二置袜片在宽度方向上弯曲，第二置袜片弯曲方向与第一置袜片一致；所述第一置袜片与第二置袜片完全一致，所述第一置袜片选用材质为可弯曲且能完全自恢复的pvc弹片，所述第一置袜片外形设计为近长方形，其下边缘为光滑弧线避免损伤袜子，所述第一置袜片的宽度小于收纳箱开口的长度，第一置袜片与第二置袜片间距小于收纳箱开口的宽度。

作为本发明的进一步改进，所述升降结构还包括丝杆、丝杆螺母、联轴器、步进电机、步进电机支架，所述丝杆通过联轴器与步进电机相连，步进电机由步进电机支架固定，丝杆的另一端套有丝杆螺母，通过丝杆螺母，丝杆与升降板相连。

所述电控器为stm32开发板，所述stm32开发板可根据天气设置时长或配合app通过语音或通过手机操控实现第一加热灯管、紫外线灯管、第二加热灯管开关，控制步进电机实现收集袜子的功能；所述开关电源为整体装置的运行供电。

与目前国内企业生产出的晾晒衣架与储袜箱相比，所开发的袜子晾晒及自动整理机的性能优势主要体现在以下几个方面：

(1)解放劳动力。该作品具有自动收集袜子并折叠储存的功能，在可预见的一个阶段可以替换掉大量重复性劳动。当人们需要拿取袜子时，可将功能架上层的翻盖打开，即可拿取干净且已折叠好的袜子。

(2)折叠更加整齐。可自动收纳的袜子晾晒架借助独特材质的可替换晾袜片，随丝杆的升降从而根据预定轨道进入储袜仓。动作整齐划一，从而置于储袜格的袜子呈同一样式卷曲。

(3)拿取袜子更加便利。自动收纳好的袜子呈卷曲型放置于储袜仓中，打开即可拿取，并且成对放置，不需要人为再寻找配对。

附图说明

图1a袜子晾晒消毒与自动收纳装置正视图；

图1b袜子晾晒消毒与自动收纳装置后视图；

图1c袜子晾晒消毒与自动收纳装置侧视图；

图1d袜子晾晒消毒与自动收纳装置俯视图；

图2a加热消毒模块正视图；

图2b加热消毒模块侧视图；

图3晾袜结构整体图；

图4a晾袜结构局部放大；

图4b晾袜结构剖面图；

图5收纳箱俯视图；

图6收纳箱剖面图；

图7储袜盒剖面图；

具体实施方式

如图1所示，一种袜子晾晒消毒与自动收纳装置，该袜子晾晒消毒与自动收纳装置包括升降板、升降结构、晾袜结构、加热消毒模块、收纳模块、开关电源、电控器、装置支撑架。

所述装置支撑架的作用为搭建整体装置的框架，为装置的其余部分组件提供安装位置，为满足自然晾晒的需求，装置支撑架的搭建理应满足四面透风且保有足够的空间，作为一种具体的实施方式，本发明的装置支撑架由800mm型材5、226mm型材6、角块7、310mm型材8组成，800mm型材5作为立柱，310mm型材8与226mm型材6分别作为长和宽搭建一个四面通风的长方体，角块7在各个型材的连接处提高整体装置连接的刚性，在装置支撑架的底部固定安装亚克力挡板9a和亚克力挡板9b。

请一并参见图1和图2，如图1b所示，加热消毒模块固定安装在装置支撑架的顶部；如图2所示，加热消毒模块包括亚克力板11、扇叶固定架12、风扇13、加热丝30、紫外线灯带31，所述亚克力板11中心区域镂空并在镂空区域固定加装加热丝30形成出风口，所述风扇13由扇叶固定架12固定在亚克力板11上，风扇13位置正对出风口，出风口方向朝下，紫外线灯带31围绕出风口固定在亚克力板11上向下照射。

如图1c所示，所述升降板17为透明材质亚克力板，所述升降板17中心区域镂空，镂空区域正对上方的出风口。

如图1b所示，所述晾袜结构包括多个夹袜装置，一个夹袜装置视为一个单元，可以夹持一双袜子；如图3所示，所述各个夹袜装置基本结构相同，围绕升降板17镂空区域均匀固定在升降板17上用以夹持待处理的袜子，当风扇13及加热丝30工作时，可以由出风口向下朝镂空区域吹出热风以烘干晾晒在镂空区域周围的袜子。夹袜装置的数量可以根据整机尺寸的大小而定，如图所示的实施方式中，夹袜装置的数量为6个，在实际使用中可以多余6个，也可少于6个。

请一并参见图4a和图4b，所述夹袜装置包括第一夹板18、第一置袜片21a、第二夹板19、第二置袜片21b、第三夹板20，所述第一夹板18与第二夹板19之间夹持第一置袜片21a，第一夹板与18第二夹板19之间的夹缝设计为弧线形使第一置袜片21a在宽度方向上弯曲，所述第二夹板19与第三夹板20之间夹持第二置袜片21b，第二夹板19与第三夹板20之间的夹缝设计为弧线形使第二置袜片21b在宽度方向上弯曲，第二置袜片21b弯曲方向与第一置袜片21a一致；所述第一置袜片21a与第二置袜片21b完全一致，所述第一置袜片21a选用材质为可弯曲且能完全自恢复的pvc弹片，所述第一置袜片21a外形设计为近长方形，其下边缘为光滑弧线避免损伤袜子，与卷尺原理类似，由于所述第一置袜片21a在宽度方向上弯曲，因此第一置袜片21a在长度方向弯折时易于朝宽度方向上凹陷的一侧弯曲。

如图5所示收纳模块，所述收纳模块包括收纳箱33、多个储袜盒，其中储袜盒的数量与夹袜装置的数量匹配，因此在本实施方式中的储袜盒的数量为6个，所述收纳箱33为六面体结构，所述收纳箱33放置在亚克力挡板9a上，其侧方装有收纳箱挡板4以防止收纳箱33滑落，所述收纳箱33内部中空且上表面设有多个开槽与所述各个储袜盒开口一一对齐，储袜盒的数量理应与夹袜装置的数量一致，但在实际使用过程中夹袜装置数量可以少于储袜盒数量但不能多于储袜盒数量。所述储袜盒开口的长度大于第一置袜片21a宽度，储袜盒开口宽度大于第一置袜片21a与第二置袜片21b之间的间距，使得第一置袜片21a与第二置袜片21b可以同时由储袜盒开口通入储袜盒。

如图6所示，所述收纳箱33侧面设有一收纳箱握把33b便于收纳箱取用，所述收纳箱33下表面设有一可活动的底板34作为收纳箱的箱盖，所述底板34两侧设有导槽，所述底板表面设有推拉槽34a便于打开底板34，所述底板34与收纳箱箱体连接端口处分别设有第三磁铁33a与第四磁铁34b防止底板滑落；所述各个储袜盒完全相同，其中第一储袜盒32为六面体结构，所述第一储袜盒32内部中空用作储袜仓，所述第一储袜盒32内壁为弧形导轨32e，所述第一储袜盒32上表面设有一开口，该开口与收纳箱上表面开口大小吻合、位置对正，所述第一储袜盒32开口处两侧分别向下延伸出第一倒刺32b、第二倒刺32c；将成对的两只袜子分别套在第一置袜片21a与第二置袜片21b上，当升降板17降落时，所述第一置袜片21a、第二置袜片21b从储袜盒32开口出进入，第一置袜片21a、第二置袜片21b沿弧形导轨32e弯曲从而完成折叠袜子的动作，当升降板上升时，第一置袜片21a、第二置袜片21b从第一储袜盒32抽出，由于第一倒刺32b、第二倒刺32c的作用袜子被保留在第一储袜盒32内，所述第一储袜盒上32表面设有第一磁铁32d与收纳箱连接，第一储袜盒32的下半部分设计为翻盖结构的储袜盒盖32a，所述第一储袜盒32高度与收纳箱内壁深度一致，其余各个储袜盒与第一储袜盒32一致。

如图7所示，为满足第一置袜片21a与第二置袜片21b受第一储袜盒32内壁弧形导轨的影响而弯曲从而完成折叠袜子这一动作的条件，弧形导轨的设计理应满足一定关系，在本具体实施方式中，弧形导轨的轨迹方程如图7所示，以储袜盒的中心为极点，水平方向ox射线为极轴建立极坐标系：

极角θ∈(0，α)，时，极径ρ＝r，r∈(30，50)；

当θ∈(β，0)，时，其中α、β为自变量，其自变量取值范围如上公式所示，r为极点到储袜盒盖距离。

如图1b所示，所述升降结构包括光轴支架14、多个光轴15、多个光轴运动轴承16、550mm丝杆25、丝杆螺母26、联轴器24、步进电机22、步进电机支架23，所述光轴15由光轴支架14固定分布在整体装置的四周，为便于收纳箱的取用，光轴15固定位置的选择应当空出装置支撑架的一面，如图1b所示的具体实施方式中光轴15固定在装置支撑架的左右及背面。光轴15通过光轴运动轴承16与所述升降板17相连，所述光轴的作用为维持升降板17在进行升降运动时的平衡，所述550mm丝杆25通过联轴器24与步进电机22相连，步进电机22由步进电机支架23固定，550mm丝杆25的另一端套有丝杆螺母26，通过丝杆螺母26，550mm丝杆25与升降板17相连。步进电机22启动时，通过联轴器24带动550mm丝杆25转动，550mm丝杆25带动丝杆螺母26升降，由于丝杆螺母26与升降板17相连，从而形成升降板17的升降运动。

为实现步进电机22通过丝杆25带动丝杆螺母26，从而传动实现升降板17的升降运动这一操作，需要理论设计计算进行支持，现对产品理论设计计算进行说明：

由圆柱体转动惯量公式：j＝(md*d)/8知，

对于钢材：j＝[(π*r*d*d*d*d*l)/32g]*0.001

＝0.78d*d*d*d*l*0.000001；

其中，m-圆柱体质量(kg)；d-圆柱体直径(cm)；l-圆柱体长度或厚度(cm)；r-材料比重(g/cm)。

丝杠折算到亚克力板上的转动惯量:

j＝j(s)/(i*i)；

其中，j(s)--丝杠转动惯量(kg.cm.s*s)；i--降速比,i＝z2/z1。

工作台折算到丝杠上的转动惯量：

j＝(v/2π*n)*(v/2π*n)*(w/g)

＝(s/2π)*(s/2π)*(w/g)；

其中，v-工作台移动速度(cm/min)；n-丝杠转速(r/min)；w-工作台重量(kg)；g-重力加速度,g＝980cm/s；s-丝杠螺距(cm)。

转速公式:n＝60/p(n＝转速，f＝电源频率，p-磁极对数)

扭矩公式：t＝9550p/n

其中，t是扭矩，单位n.m；p是输出功率，单位kw；n是电机转速，单位r/min。

作为一种具体的示例性实施例，本作品采用42bygh60型号的电机。

综合上述公式可得本作品：扭矩0.7n；距离17mm；

最大静力矩＝力*距离＝11.9n.mm。

所述亚克力挡板9b位于亚克力挡板9a下方，两者之间有一定距离以形成安放路继电器27、电控器28、开关电源29的空间。

所述电控器28为stm32开发板，所述stm32开发板可根据天气设置时长或配合app通过语音或通过手机操控实现控制风扇、紫外线灯带、加热丝加热，控制步进电机实现收集袜子的功能。所述电控器分为两个模式，在第一模式下加热丝及风扇开始工作，同时紫外线灯带开启进行消毒杀菌工作；在第二模式下，袜子自然晾晒完成后紫外线灯带开启进行消毒杀菌工作。在第一、第二模式结束后，电控器控制步进电机工作，升降板17下降实现袜子自动收纳，之后升降板17上升回到初始位置以便于取出收纳箱。同时，收纳箱采取抽屉式的推拉形式，可使袜子整齐地取出，收纳箱也可以放在衣柜或者抽屉中，既节省空间，又能将袜子很好地进行分类。

尽管为示例目的,已经公开了本发明的优选实施方式,但是本领域的普通技术人员将意识到,在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下,各种改进、增加以及取代是可能的。

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