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作者：李文昌 学号：090201110 快速晾衣装置 选题背景 随着城市化的加快，晾晒衣服和鞋成了城市人们的一大难题，尤其是在冬天的时候，由于天气寒冷，衣物晾干需要很长时间，给人们带来很大的不方便，为此，我们设计了快速晾衣装置，来解决上述问题。 市场调查与分析 一、目前市场烘干洗衣机情况：在我国带烘干的洗衣机主要是滚筒式洗衣机，就烘干类型来讲有蒸发式和冷凝式。 （1）蒸发式：利用电加热蒸发衣物中水分。 缺点：衣物皱褶较多 （2）冷凝式：利用空调的原理降低湿度来降低衣物中水分含量。 缺点：时间较长 二、本装置是将衣服自然的挂在流动的热空气中旋转。 特点： ①磨损少（几乎没有磨损） ②无皱褶 ③热量交换面积大，热量利用率高 ④烘干所需时间短 ⑤一次烘干的衣物数量相对比较多。 本产品将受到消费者的极大欢迎！ 技术指标 1、两种干燥衣服的原理 （1）烘干是指通入热空气将物料中水分蒸发并带走的过程。 烘干法利用烘干机，一般在水洗脱水之后，用来除去服装和其他纺织品中的水分。大多数的烘干机包括一个旋转的滚筒，内筒通过电机驱动，在滚筒的周围有热空气用来蒸发水分。烘干筒都是采用滚筒正反转的原理，来达到烘干物品的不缠绕效果。 （2）晾晒是指物品放在通风处使干燥。 晾晒法利用自然空气流动，加速衣物水分蒸发，除去服装和其他纺织品中的水分。 2、两种干燥原理的比较 干燥方式 优点 缺点 应用 烘干 干燥速度快 设备复杂成本高 大批量衣物 晾晒 成本低且便捷 干燥速度慢 小批量衣物 3、技术指标确定 本装置将两种干燥原理相结合，将更快的使湿衣服干燥，为此要求以下两个技术指标： （1）电动机带动挂衣杆旋转运动，转速较小，并可无极调速； （2）箱体内温度在20~80℃范围内可调可控； （3）衣物的干燥度可选择，并能检测。 快速晾衣装置的黑箱示意图 系统功能分析 1、总功能： 使湿衣物变为干衣物。 2、分功能： 干燥原理、机械结构、控制单元、信息交换单元 求解功能元的解 1、利用交流伺服机、直流伺服机或步进电机将电能转化为转动的机械能； 2、利用电磁感应或电流做功，将电能转化为热能； 3、通过温度传感器对温度检测，并通过反馈系统将温度控制在一定的范围内； 4、通过齿轮传动或调速开关调速； 5、通过传感器对干燥度进行检测，当衣物达到所要求的干燥度时系统自动报警。 快速晾衣装置形态学矩阵 系统方案组合、优化与评价 各功能元组合起来总共有12种方案。 1.对于动力装置电动机选用步进电机，因为本装置对转速的要求不是很高，而步进电机不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性，同时可靠性较高，成本低，电机的寿命长（仅仅取决于轴承的寿命），更重要的是调速方便，将负载直接连接到电机的转轴上也可以获得极低速的同步旋转 。 2.对于电能向热能的转变，选用电磁感应方式加热，比较安全，能量转换效率高。 3.对于调速方法，选用变频器作为调速开关调速，此法，结构简单，精度高，效率高，调速范围大。 4.对于温度的检测反馈，只能选用温度传感器，将温度信号转化为电信号。 5.对于干燥度的检测，利用电容传感器进行检测。 系统原理方案图 系统原理： 通过调速器控制电动机主轴的旋转速度带动挂在环形盘上的衣服和放在环形筐里的鞋等物品作旋转运动，达到风干的效果。同时也通过温度控制调节开关控制电磁感应加热器，使其加热，使温度控制在所选定的温度。当箱体内的温度达到所选定的温度时，温度传感器将自动检测到系统的温度，将温度信号转化为电信号，并反馈到温度控制调节开关和电磁感应加热器，温度控制调节开关会自动使电磁感应加热器断电，从而停止加热；当箱体内的温度低于所选定的温度时，温度传感器会自动检测反馈，将温度信号转化为电信号，温度控制调节开关控制电磁感应加热器重启，开始加热。简而言之，就是通过温