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智能洗碗机的设计与运行

2019-06-01申杰

智富时代 2019年4期
关键词:运行设计

申杰

【摘 要】随着人们生活水平越来越高,人们生活的节奏也在加强。在这种背景下,人们对人性化以及智能化的产品需求不断增大。怎样能够对餐具进行自动的清洁变为急切需要解决的问题。因此,本文设计了一种智能化的洗碗机,分析了洗碗机的硬件设计,通过多次的运行能够更好的实现预期的功能。

【关键词】智能洗碗机;设计;运行

在当今信息化时代,科学技术给了社会持续健康发展比较大的动力。先进产品的设计理念都聚集着人类较大的智慧。随着现代人们生活水平越来越高,人们生活的节奏也在加强。在这种背景下,人们对人性化以及智能化的产品需求不断增大。怎样能够对餐具进行自动的清洁变为急切需要解决的问题。然而,通过有关调查显示,我国洗碗机在城市家庭当中的使用率还不到10%,和手洗方式相对比,洗碗机在耗水的电量、餐具的清洁程度以及清洁剂使用方面都存在比较大的优点。但是,目前市场当中的洗碗机多数是给大型的餐厅所设计的。使用在家庭当中的洗碗机种类非常的少。在这个基础上,,本文设计了一种智能化的洗碗机,分析了洗碗机的硬件设计,通过多次的运行能够更好的实现预期的功能,充分对家庭当中的基本需求进行满足。

一、智能洗碗机的工作原理

在此次对智能洗碗机进行设计的时候,其主要的功能為储存、消毒以及清洗,对不一样功能的特性,我们需要对不一样解耦股机械模块进行设计,同时还需要将这些机械模块在一个系统当中进行整合,并且相互之间进行密切的配合,进而实现预期的效果。此次设计的洗碗机形状为圆柱状。在圆柱体当中配备了由电动机所带动的中心轴。各机械模块都分布到中心轴四周。底座电动机能够对中心轴转动进行驱动,进而让各个模块旋转到对应位置中来。圆柱体侧面是自动的柜门,其能够输入使用过餐具和输出清洁干净餐具。在洗碗机当中,在置物仓当中安装了压力传感器,将使用的餐具放到里面。这个时候,压力传感器将会感应到有物体进入,然后经这个信息传到洗碗机的中心电脑党费汇总。电脑得到这个信息之后将会传递到底座,底座的电动机将会接受指令对柜门进行关闭。同时,置物仓转化到清洗区当中,前期将会存在高压水对餐具当中的杂物进行冲洗,接着通过两个高纤维合成的刷子对餐具来洗涤。末期仍会有高压水流冲洗中期残留的清洁液和污物,并由颜色传感器识别餐具表面光亮程度。检验合格后,置物仓紧接着被转换进消毒区,这里我们采用紫外线杀菌技术在30min内破坏及改变微生物的DNA结构,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,以达到杀菌的目的。在这一系列程序运行完成后,处理过的餐具将被传入存储区放置待用,而通过储存区的湿度传感器及干燥装置保证餐具干燥、清洁,并防止滋生细菌。在安装方面,我们的洗碗机根据家庭厨房布置及个人爱好,被设置为半嵌式与全嵌式两种,尽可能地缩小占地面积,也更自然地融入厨房中。

二、智能洗碗机的硬件方面的设计

在洗碗机的控制系统当中,应用了模块化的设计理念,其主要含有四部分内容,分别为信号处理模块、人机交互模块、信号采集模块以及运动控制模块。

在信号处理模块当中,是通过单片机来实现控制的。单片机含有8K内存的空间,其存在40个引脚,可以更好的控制系统序号的引脚要求以及程序进行满足。

对于人机交互模块来说,主要有三部分构成,分别为数码管的显示器、LED显示器以及键盘部分。对于信号采集模块来说,主要含有两部分构成,分别为碗量的检测和水位检测部分。控制模块主要有烘干器、臭氧发生器、电动机正反转等构成。信息采集模块有两部分构成,分贝为碗量的检测、水位检测。洗碗机在消毒、洗涤时候存在排水以及进水操作,控制系统要控制以及检测水量。在这个系统当中,检测装置利用电磁水位传感器。它的工作原理是:传感器软管当中需要首先接入一些空气,当洗碗机进水之后,软管内部空气压出现变化,进而造成了谐振频率出现了改变,接人输出一些脉冲波。这个脉冲波流过谐振电路之后到达了单片机对应接口。单片机在计数过程中能够对频率进行确定,进而得出水位高度。碗量信息检测的模块设计为光偶隔离电路。通过整流管整流的特性,将电动机在惯性的作用之下带来感应电动势,并且变为一些方波的信号。单片机利用检测方波信号时间长度,继而对目前洗碗机内碗量信息进行充分的了解。

控制模块主要有进排水系统、安全系统、电动机正反转系统、烘干系统、消毒系统等,均采用双向可控硅进行控制。当控制系统被输入低电平信号时,进水阀和排水阀均被打开;反之,输入高电平信号时则关闭。安全系统则在电源开关内部设计一个电磁线圈,一旦系统有电压输入按钮随即弹起,从而实现自动断电功能,保障系统安全。电动机的正反转系统通过单相电机的两个输入端实现,当一个输入端被输入低电平信号,而另一个输入端被输入高电平信号时,电机正向转动;反之,电动机反向转动。烘干系统利用电吹风产生的热气流直接对碗进行烘干,避免水渍斑痕残留,使餐具更光洁。消毒系统设计了臭氧发生器,利用活氧与水产生的中间物质单原子氧和羟基的强氧化特性对餐具进行消毒。避免了传统的高温消毒方式存在温度不均匀、功率大;而紫外线消毒方式只能沿直线传播,辐射能量低,仅能杀灭被直接照射到的微生物,且对人体有伤害等缺点。

三、洗碗机的智能互联功能的实现

除此之外,我们还加入了家居互联功能,家居互联通过手机终端与洗碗机链接,让洗碗机在各个使用环节都变得更加智能和人性化。在使用前,用户可以通过手机上的“家居互联”应用程序迅速了解洗碗机的各项功能,还可以观看教学视频快速掌握洗碗机的正确操作和保养方法,免去翻看说明书的麻烦。比如,视频会指导用户在洗碗机中正确摆放餐具、调整碗篮,让每一次洗涤都不留死角。在安装后日常应用中,家居互联也会带来更多舒适与便利。例如,周末午餐后,若家中老人孩子有午睡习惯,即使用户出门在外也可远程将洗涤模式调整为更安

静的“夜间洗”,让家人安心休息。洗碗机主机可以根据洗碗机内部传感器所获知的碗碟重量、脏污程度等信息推荐最适合的洗涤模式。此外,其装备的家电智能水系统能根据餐具类型和污浊情况调节水质硬度、洗涤温度、冲刷的角度及力度,让清洗效果更为显著,并延长餐具的使用寿命。

促进这套装置运行的有温度、湿度、压力以及传感器、电机、紫外线杀菌装置等执行构件,但最重要的是位于储物仓顶部的由乐高EV3主机编排构成的中央处理模块,这里储存着编排妥当的各个程序,主机接受到各个传感器发出的信号后进行处理并发出指令到下一模块使之运行。这一中央自主收发过程精确有序,保证了整部洗碗机的全自动性。

四、结束语

本洗碗机的设计充分满足了工薪阶层“解放双手”的家庭劳务需求,虽然目前洗碗机对中国家庭来说还是一个相对较新的产品,但由于其性能优异,必将被大众认知,从而成为继冰箱、彩电、洗衣机之后的又一家用电器热点。此外,对这套多功能洗碗机的后期优化,主要集中在尺寸、容量方面,而低碳环保材料的实用也会极大提高其环保性,进而成为大型餐厅的优选。

【参考文献】

[1]胡跃山.中国洗碗机制造行业发展战略研究[D].桂林:桂林理工大学,产品经济学,2017.

[2]王小平.家用洗碗机本土化设计[D].荆州:长江大学,2018.

[3] 孙嘉燕,李保红,王述洋. 洗碗机现状及实现中国洗碗机普及新探索[J].现代科学仪器,2012(1) : 20-22.

[4] 张伏,邱兆美,王俊, 等. 基于西门子 PLC 的洗碗机控制系统设计[J].制造业自动化,2013(19):70-72.

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