本發(fā)明涉及一種晾衣機部件的預(yù)警壽命監(jiān)控裝置和監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

隨著智能晾衣機的快速發(fā)展，智能晾衣機逐步進入千家萬戶，晾衣智能化已經(jīng)成為人們生活的一大追求，未來的智能晾衣機將會成為智能家居網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要組成部分，在未來的智能領(lǐng)域中占據(jù)重要的地位。目前，市場上出現(xiàn)的智能晾衣機對自身壽命和狀況的監(jiān)測完全是一片空白，沒有任何的監(jiān)測措施，只能通過晾衣機本身的極限壽命損壞或物理式斷裂反映，對于安裝于陽臺頂部的智能晾衣機產(chǎn)品，發(fā)生物理式斷裂或極限壽命損壞，將會給用戶人身安全帶來極大的隱患，滿足不了用戶對智能晾衣的安全需求，不利于推動智能晾衣機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種晾衣機部件的預(yù)警壽命監(jiān)控裝置和監(jiān)控方法，不僅能夠解決傳統(tǒng)智能晾衣機本身壽命和狀況無法檢測的問題，而且能把檢測信息反饋給用戶，提醒用戶更換壽命期限已到的部件，保護智能晾衣機免受進一步損壞，保證用戶的人身安全。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種晾衣機部件的預(yù)警壽命監(jiān)控裝置，包括繞線輪、卷繞在繞線輪上的載重鋼絲繩、帶動繞線輪轉(zhuǎn)動的電機和mcu控制器，該mcu控制器輸出電機控制信號控制電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)鋼絲繩帶動晾衣機晾桿升降，還包括轉(zhuǎn)盤、電平跳變檢測模塊、溫濕度傳感器模塊和預(yù)警模塊，所述轉(zhuǎn)盤設(shè)于電機帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)盤按圓周均勻布置感應(yīng)點，所述電平跳變檢測模塊檢測轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤上的感應(yīng)點并輸出，所述mcu控制器輸入電平跳變檢測模塊輸出的電平跳變信號，輸入溫濕度傳感器模塊輸出的環(huán)境溫濕度信號，進行晾衣機部件的預(yù)警壽命監(jiān)控處理，該mcu控制器根據(jù)預(yù)警壽命監(jiān)控結(jié)果輸出預(yù)警信號至預(yù)警模塊預(yù)警。

mcu控制器對電平跳變檢測模塊輸出的電平跳變個數(shù)進行計數(shù)，結(jié)合智能晾衣機所處的環(huán)境濕度，判斷智能晾衣機相關(guān)各部件的預(yù)警壽命和狀況，并通過預(yù)警模塊報警或提醒用戶或維修人員對達到預(yù)警壽命部件進行更換處理。

所述轉(zhuǎn)盤最佳設(shè)于繞線輪的轉(zhuǎn)軸。此時，轉(zhuǎn)盤的角速度和繞線輪轉(zhuǎn)軸精確同步。

在一種實施方式中，所述轉(zhuǎn)盤上的感應(yīng)點為光柵柵格，所述電平跳變檢測模塊采用光電對管電路模塊。在另一種實施方式中，所述轉(zhuǎn)盤上的感應(yīng)點為磁性磁鐵，所述電平跳變檢測模塊采用霍爾開關(guān)電路模塊。

所述預(yù)警模塊可為顯示屏、指示燈、聲音報警器、手機app或后臺服務(wù)監(jiān)測平臺。

基于上述晾衣機部件的預(yù)警壽命監(jiān)控裝置，一種晾衣機部件的預(yù)警壽命監(jiān)控方法，包括下列步驟：

1)獲取當次運行電平跳變個數(shù)；

2)根據(jù)環(huán)境濕度和部件的性質(zhì)，將該部件的折損壽命折合比率和當次運行電平跳變個數(shù)相乘，獲取當次折合后的運行電平跳變個數(shù)；

3)上一次累計電平跳變個數(shù)和當次折合后的運行電平跳變個數(shù)相加，獲取當次累計電平跳變個數(shù)；

4)檢測當次累計電平跳變個數(shù)是否大于部件的預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)；

若檢測結(jié)果為否，則晾衣機部件運行正常；

若檢測結(jié)果為是，則mcu控制器輸出壽命預(yù)警信號至預(yù)警模塊預(yù)警，提醒進行晾衣機部件更換。

所述預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)可以通過模擬環(huán)境實驗測試和材料性能特性結(jié)合取得。

所述部件的折損壽命折合比率，根據(jù)環(huán)境濕度和部件的性質(zhì)，優(yōu)選如下：

當環(huán)境濕度小于65％時，金屬部件折損壽命折合比率優(yōu)選1，電機和塑料部件折損壽命折合比率優(yōu)選1；

當環(huán)境濕度在65％至80％時，金屬部件折損壽命折合比率優(yōu)選1.1，電機和塑料部件折損壽命折合比率優(yōu)選1；

當環(huán)境濕度大于80％時，金屬部件折損壽命折合比率優(yōu)選1.25，電機和塑料部件折損壽命折合比率優(yōu)選1。

本發(fā)明由于包括mcu控制器、電平跳變檢測模塊、溫濕度傳感器模塊和預(yù)警模塊，故mcu控制器能夠根據(jù)電平跳變檢測模塊輸出的電平跳變信號和溫濕度傳感器模塊輸出的環(huán)境溫濕度信號，智能化判斷晾衣機運動部件的使用壽命是否達到預(yù)警狀態(tài)。智能晾衣機的運動部件包括晾衣機載重鋼絲繩，運行過程中需要做機械運動的塑料部件、金屬部件以及提供動力源的電機及其組件等。部件的使用預(yù)警壽命可以通過結(jié)合模擬環(huán)境實驗測試和部件的材料性能特性取得，如載重鋼絲繩，智能晾衣機的載重連接鋼絲繩壽命測試，實際是在不同的濕度環(huán)境中，通過在晾衣機載重鋼絲繩上載重并進行上升和下降循環(huán)運行，測試鋼絲繩和晾衣機上相關(guān)運動部件的損壞程度或物理式斷裂程度，晾衣機晾桿在上升或下降運行過程中，晾衣機載重鋼絲繩運行測試壽命的行程與繞線輪同步，可以通過繞線輪同步反映出來。當轉(zhuǎn)盤安裝在繞線輪的轉(zhuǎn)軸上時，轉(zhuǎn)盤與繞線輪角速度同步，因此，mcu控制器能通過輸入電平跳變檢測模塊輸出的電平跳變信號，通過計算電平跳變檢測模塊輸出的反映轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的高低電平跳變信號的數(shù)量，確定鋼絲繩的行程，從而確定鋼絲繩和智能晾衣機上的運動部件的預(yù)警壽命，達到監(jiān)控晾衣機預(yù)警壽命和狀況的目的，不僅能夠解決傳統(tǒng)智能晾衣機本身壽命和狀況無法檢測的問題，而且能把檢測信息智能化反饋給后臺服務(wù)監(jiān)測平臺或即時反饋給用戶，提醒維修人員或用戶進行更換處理，保護智能晾衣機免受進一步損壞，保證用戶的人身安全。

附圖說明

圖1是實施例的應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖；

圖2是實施例的電平跳變檢測模塊采用光電對管電路模塊的檢測原理圖；

圖3是實施例的電平跳變檢測模塊采用霍爾開關(guān)電路模塊的檢測原理圖；

圖4是實施例載重鋼絲繩、塑料材料、電機和其它金屬部件的預(yù)警壽命監(jiān)控流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細描述。

如圖1所示，實施例包括繞線輪05、卷繞在繞線輪05上的載重鋼絲繩06、帶動繞線輪05轉(zhuǎn)動的電機01、mcu控制器14、轉(zhuǎn)盤11、電平跳變檢測模塊、溫濕度傳感器模塊和預(yù)警模塊，mcu控制器14輸出電機控制信號控制電機01轉(zhuǎn)動，經(jīng)鋼絲繩06帶動晾衣機晾桿升降，轉(zhuǎn)盤11設(shè)于繞線輪05的轉(zhuǎn)軸12，轉(zhuǎn)盤11按圓周均勻布置作為感應(yīng)點的光柵柵格，電平跳變檢測模塊的安裝固定板09設(shè)置在固定底板07上，電平跳變檢測模塊08、10采用光電對管電路模塊，電平跳變檢測模塊08、10檢測轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤11上的光柵柵格并輸出。電機01正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，電機轉(zhuǎn)動齒輪02轉(zhuǎn)動帶動電機傳動齒輪03和04轉(zhuǎn)動，電機傳動齒輪03帶動繞線輪05的轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動，電機傳動齒輪04帶動轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動。繞線輪05、轉(zhuǎn)盤11和轉(zhuǎn)軸12與電機傳動齒輪03角速度同步，晾衣機載重連接鋼絲繩06與繞線輪05線速度同步。晾衣機載重鋼絲繩06在向h或j方向轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)盤11與繞線輪05角速度同步，轉(zhuǎn)盤11在轉(zhuǎn)動過程中，電平跳變檢測電路模塊08、10發(fā)出對應(yīng)的電平跳變信號，此信號能反映晾衣機在運行過程中產(chǎn)生的對應(yīng)行程。本實施例中，轉(zhuǎn)盤上有30個光柵柵格，電平跳變檢測模塊08、10采用光電對管電路模塊，如圖2所示，u1為光電對管，卡在轉(zhuǎn)盤11兩邊，轉(zhuǎn)盤11每兩個柵格之間有個擋板，擋板可以遮擋l1產(chǎn)生的光線，避免照射到光敏器件d1。如轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到擋板處，d1截止，當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到柵格位置時，l1產(chǎn)生的光線能通過柵格照射到d1，d1導(dǎo)通；電阻r1起保護作用，保護l1免受電壓沖擊影響，r2為端口e提供ttl電平上拉作用，r3和c1組成rc濾波網(wǎng)絡(luò)，保護端口e的同時也對信號進行硬件濾波處理，保證信號的穩(wěn)定性。當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到柵格位置時，d1導(dǎo)通，端口e體現(xiàn)為持續(xù)的低電平信號；當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到檔板位置時，d1截止，端口e體現(xiàn)為持續(xù)的高電平信號。每經(jīng)過一個柵格，端口e就會產(chǎn)生一個高電平到低電平或低電平到高電平的跳變信號，mcu控制器通過端口e輸入光電對管電平跳變檢測模塊的電平跳變信號。作為另一個實施例，電平跳變檢測模塊也可以采用霍爾開關(guān)電路模塊，如圖3所示，u2為霍爾開關(guān)傳感器，u2安裝固定在安裝固定板09上，在轉(zhuǎn)盤11的等角度位置固定多個做為感應(yīng)點的磁性磁鐵j，電阻r1起保護作用，保護u2免受電壓沖擊影響，電阻r2為端口f提供ttl電平上拉作用，電阻r3和電容c1組成rc濾波網(wǎng)絡(luò)，保護端口f的同時也對信號進行硬件濾波處理，保證信號的穩(wěn)定性。u2可以使用a44e,是一個常開型霍爾傳感器，當磁鐵j靠近u2時，端口f體現(xiàn)為持續(xù)的低電平信號，當磁鐵j遠離u2時，端口f體現(xiàn)為持續(xù)的高電平信號,每經(jīng)過一個磁鐵j，端口f就會產(chǎn)生一個高電平到低電平或低電平到高電平的跳變信號，mcu控制器通過端口f輸入霍爾電平跳變檢測模塊的電平跳變信號。mcu控制器接收到一個低電平到高電平跳變或低電平到高電平跳變的信號時，確定為一個柵格或一個霍爾信號靠近的運行動作，mcu控制器通過將累計運行電平跳變個數(shù)與壽命預(yù)警電平跳變個數(shù)對比，并根據(jù)運行濕度環(huán)境折算出實際預(yù)警壽命時間，當累計運行電平跳變個數(shù)超過預(yù)警電平跳變個數(shù)時，mcu會通過顯示板，指示燈或聲音提示的方式，并通過app界面或后臺維修服務(wù)中心，提醒用戶或維修人員進行更換處理。

電機01正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，繞線輪05、轉(zhuǎn)盤11和轉(zhuǎn)軸12與電機傳動齒輪03角速度同步，晾衣機載重鋼絲繩06與繞線輪05線速度同步。晾衣機載重鋼絲繩或其他運動部件的壽命可以通過鋼絲繩的運行周期反饋，部件實際壽命周期可以通過模擬環(huán)境實驗測試和材料性能特性結(jié)合取得，本實施例晾衣機載重鋼絲繩的使用壽命，在理想環(huán)境下，是上升和下降各5000個周期，5000個周期之后會出現(xiàn)一定的損壞，所以預(yù)警壽命周期選擇4500*2個運行周期,設(shè)定為z個，一個運行周期指的就是晾衣機晾桿上升或下降一次。

設(shè)繞線輪05的直徑為50mm,轉(zhuǎn)盤的光柵格數(shù)量為30，則繞線輪轉(zhuǎn)動一圈鋼絲繩的行程為157mm,mcu控制器輸入的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動一圈產(chǎn)生的光柵信號數(shù)量為30個，現(xiàn)設(shè)定繞線輪的直徑為dmm，設(shè)定轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動一圈產(chǎn)生的光柵信號數(shù)量為m個，晾衣機的鋼絲繩長度有差別，有2.4米，2.8米等，設(shè)定為pmm，鋼絲繩的長度為晾衣機晾桿上升或下降一次的行程，則一個運行周期產(chǎn)生的光柵信號個數(shù)k1為：k1＝p*m/(π*d)；預(yù)警壽命光柵信號累計數(shù)量k為：k＝z*k1；相對電平跳變檢測模塊輸出的電平跳變信號，k數(shù)值就是載重鋼絲繩的預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)。

由于晾衣機安裝環(huán)境的特殊性，所以晾衣機金屬運動部件或其他運動部件處于大氣腐蝕環(huán)境中，環(huán)境濕度會影響到金屬部件的預(yù)警壽命，除運行磨損影響因素外，環(huán)境濕度也是必不可少的考慮因素。通過大量的模擬環(huán)境測試數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，智能晾衣機所處的環(huán)境濕度小于65％時，濕度環(huán)境對金屬部件的影響很小，可以忽略，環(huán)境濕度在65％至80％時，壽命只有正常壽命的90％，濕度環(huán)境大于80％，壽命只有正常壽命的75％到80％，本實施例選擇金屬濕度環(huán)境大于80％時，金屬壽命為75％。

可以為mcu控制器編制軟件程序，設(shè)置step存儲單元儲存累計電平跳變個數(shù)，根據(jù)環(huán)境濕度影響因素，得到以下的預(yù)警壽命判斷方法：

1)獲取當次運行電平跳變個數(shù)n；

2)根據(jù)環(huán)境濕度和部件的性質(zhì)，將該部件的折損壽命折合比率r和當次運行電平跳變個數(shù)n相乘，獲取當次折合后的運行電平跳變個數(shù)rn；

5)累計電平跳變個數(shù)step存儲單元儲存的上一次累計電平跳變個數(shù)和當次折合后的運行電平跳變個數(shù)rn相加，獲取當次累計電平跳變個數(shù)，將該當次累計電平跳變個數(shù)送入累計電平跳變個數(shù)step存儲單元儲存，即step＝step+rn；

6)檢測累計電平跳變個數(shù)step存儲單元儲存的當次累計電平跳變個數(shù)是否大于部件的預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)；

若檢測結(jié)果為否，則晾衣機部件運行正常；

若檢測結(jié)果為是，則mcu控制器輸出壽命預(yù)警信號至預(yù)警模塊預(yù)警，提醒進行晾衣機部件更換。

預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)本實施例通過模擬環(huán)境實驗測試和材料性能特性結(jié)合取得。

部件的折損壽命折合比率r，根據(jù)環(huán)境濕度和部件的性質(zhì)，本實施例選取如下：

當環(huán)境濕度小于65％時，金屬部件折損壽命折合比率選擇r＝1，電機和塑料部件折損壽命折合比率選擇r＝1；

當環(huán)境濕度在65％至80％時，金屬部件折損壽命折合比率選擇r＝1.1，電機和塑料部件折損壽命折合比率選擇r＝1；

當環(huán)境濕度大于80％時，金屬部件折損壽命折合比率選擇r＝1.25，電機和塑料部件折損壽命折合比率選擇r＝1。

以載重鋼絲繩為例，當判斷到晾衣機載重鋼絲繩的累計電平跳變個數(shù)達到預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)，則晾衣機載重鋼絲繩達到了鋼絲繩部件本身的預(yù)警壽命，mcu控制器通過預(yù)警模塊，如指示燈，顯示屏或app等，通過聲像視聽等方式提醒維修人員或用戶進行晾衣機載重鋼絲繩檢查并更換處理；其他運動部件的預(yù)警壽命與晾衣機載重鋼絲繩預(yù)警壽命的判定方法相似。當判斷到晾衣機載重鋼絲繩的累計電平跳變個數(shù)尚未達到預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)，則載重鋼絲繩能繼續(xù)正常使用。

如圖4所示，是實施例晾衣機載重鋼絲繩、塑料材料、電機和其它金屬部件的預(yù)警壽命監(jiān)控流程圖。其中：

sd為潮濕度；

r為折損壽命折合比率；

q為載重鋼絲繩累計電平跳變個數(shù)；

n為當次運行電平跳變個數(shù)；

t0是載重鋼絲繩上一次電平跳變個數(shù)；

set1是載重鋼絲繩預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)；

set2是塑料材料預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)；

set3是電機預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)；

set4是其它金屬預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)；

step2是塑料材料累計電平跳變個數(shù)；

step3是電機累計電平跳變個數(shù)；

step4是其它金屬累計電平跳變個數(shù)；

flag1是載重鋼絲繩預(yù)警標志；

flag2是塑料材料預(yù)警標志；

flag3是電機壽命預(yù)警標志；

flag4是其它金屬預(yù)警標志；

reset是載重鋼絲繩更換標志位；

reset2是塑料材料更換標志位；

reset3是電機更換標志位；

reset4是其它金屬更換標志位；

如圖4所示，濕度sd設(shè)定為1分鐘更新處理一次，晾衣機運行n個電平跳變個數(shù)或完成一次運行周期開始折算，載重鋼絲繩和其他金屬如果濕度大于80％，折算比率r＝1.25,如果濕度大于65％而小于80％，折算比率r＝1.1,如果濕度小于65％，折算比率r＝1；塑料材料和電機的折算比率按照r＝1執(zhí)行。

當塑料材料累計電平跳變個數(shù)step2大于塑料材料預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set2，置塑料材料預(yù)警標志flag2為1，此時mcu控制器給用戶和維修人員發(fā)送壽命預(yù)警指令，提醒用戶和維修人員進行更換；當更換完后，通過按鍵等進行更換確認，置塑料材料更換標志reset2為1，當程序判斷到reset2標志為1，表示塑料材料已更換完畢，則塑料材料累計電平跳變個數(shù)step2清零，同時置塑料材料預(yù)警標志flag2和塑料材料更換標志reset2為0；如果塑料材料累計電平跳變個數(shù)step2小于塑料材料預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set2，表示塑料材料尚未到達預(yù)警壽命，能繼續(xù)使用，需要累積增加n個電平跳變個數(shù)，

當載重鋼絲繩累計電平跳變個數(shù)q大于載重鋼絲繩預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set1時，置載重鋼絲繩預(yù)警標志flag1為1，mcu控制器給用戶和維修人員發(fā)送載重鋼絲繩壽命預(yù)警指令，提醒用戶和維修人員進行更換；當更換完后，通過按鍵等進行更換確認，同時載重鋼絲繩更換標志reset置1，當程序判斷到reset標志為1，表示載重鋼絲繩已更換完畢，將q和t0清零，同時置flag1和reset的標志為0；如果載重鋼絲繩累計電平跳變個數(shù)q小于載重鋼絲繩預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set1時,表示載重鋼絲繩尚未到達預(yù)警壽命，能繼續(xù)使用，需要累積增加r*n個電平跳變個數(shù)。

當電機累計電平跳變個數(shù)step3大于電機預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set3，置電機預(yù)警標志flag3為1，此時mcu控制器給用戶和維修人員發(fā)送壽命預(yù)警指令，提醒用戶和維修人員進行更換；當更換完后，通過按鍵等進行更換確認，同時電機更換標志reset3置1，當程序判斷到reset3標志為1，表示電機已更換完畢，將電機累計電平跳變個數(shù)step3清零，同時置flag3和reset3的標志為0；如果電機累計電平跳變個數(shù)step3小于電機預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set3，表示電機尚未到達預(yù)警壽命，能繼續(xù)使用，需要累積增加n個電平跳變個數(shù)。

當其它金屬累計電平跳變個數(shù)step4大于其它金屬預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set4，置其它金屬預(yù)警標志flag4為1，此時mcu控制器給用戶和維修人員發(fā)送壽命預(yù)警指令，提醒用戶和維修人員進行更換；當更換完后，通過按鍵等進行更換確認，同時其它金屬更換標志reset4置1，當程序判斷到reset4標志為1，表示其它金屬已更換完畢，將其它金屬累計電平跳變個數(shù)step4清零，同時置flag4和reset4標志為0；如果其它金屬累計電平跳變個數(shù)step4小于其他金屬預(yù)警壽命電平跳變個數(shù)set4，表示其它金屬尚未到達預(yù)警壽命，能繼續(xù)使用，需要累積增加r*n個電平跳變個數(shù)。

若判斷到晾衣機的載重鋼絲繩、塑料材料部件、電機、其它金屬部件均未到達預(yù)警壽命，能繼續(xù)正常使用，則晾衣機屬于健康運行狀態(tài)。