多功能组合晾晒架的研制

刘小虎，易建钢，余志伟

（江汉大学，武汉 430056）

1 引言

目前，家用晾衣架大多固定在室外或凉台上，缺点是易腐蚀、寿命短，功能单一。对此，我们设计了一款多功能组合式晾晒架，可以用作移动伸缩式室内挂衣架、折叠式晾衣架、窗外晾晒架。既可在伸缩杆头部更换部件，作为衣叉头、玻璃清洁擦使用，又可组成衣叉、墙刷等清洁工具。这项创新巧妙地运用了连杆机构及锁紧机构，解决了现阶段衣物晾晒架不适用等问题。同时，在室外晾晒中，人不必探出窗外，保障了人身安全。

2 设计方案

如图1 所示为多功能组合晾晒架造型图，它由三脚架与带挂衣钩的伸缩杆套接而成，伸缩杆之间通过偏心轮锁紧装置锁紧，可根据需要调节高度，高度范围1～2m。通过连杆机构，使得下部的三根脚杆可展开与收拢，不用时可折叠，方便搬运，节省空间。底部安装有三个万向轮，便于移动。组合过程中，两个三脚架置于室内，带挂衣钩及带方形框的伸缩杆分别套在两个三脚架里面，并通过偏心轮锁紧机构锁紧，将方形架穿套在伸缩杆上，菱形架一端挂在方形框上方，另一端挂在挂衣钩上，组合成“门”状结构。三脚架底部有万向轮，可移动到阳台或者窗户边晾晒衣服。若室内空间不足或晾晒衣物较多时，可采用折叠式晾衣架。晾衣架采用平行四边形机构，不仅方便折叠伸缩，而且强度高。

如图2 所示，该室外晾晒架由三脚架、带方形框的伸缩杆、菱形框架以及固定在天花板上的套筒组合而成。展开三脚架，将带方形框的伸缩杆套接在三脚架上，挂衣架通过两节伸缩杆向上伸，使细的伸缩杆顶部嵌入固定于天花板上的圆筒里面，保持支架平稳。将菱形架挂在方形架上面，另一端伸出窗外。有些居民小区不允许在窗外安装固定晾衣架，该设计有效地解决了此问题。

图1 室内晾晒架

图2 室外晾晒架

3 结构设计

3.1 三脚架结构的设计

图3 三脚架机构

如图3 所示，该三脚架由固定杆、滑块、连杆、脚架、万向轮组成。滑块可在固定杆上滑动，且具有锁死功能；滑块与连杆、连杆与脚架、固定杆与脚架之间均通过铰接而成。当滑块在固定杆上滑动时，脚架可展开和收拢，收拢后占据空间极小。当底部三个相同的脚架展开处于同一平面时，滑块锁死，从而起到平衡支撑作用。

3.2 偏心轮锁紧机构的设计

图4 偏心轮锁紧机构

如图4 所示，该偏心轮锁紧机构包括：偏心轮、O 型圈、螺纹销、螺母。其中，O 型圈套在直径较大的杆上，通过偏心轮旋转使得O 型圈夹紧，进而将两杆锁死。

4 受力分析及强度校核

图5 晾晒架受力简图

图6 螺栓受力简图

杆件受到支撑力：F≈G=20kg×10N/kg=200N，受到弯矩：M＝FL，0＜L＜1600mm。受力分析图如图8 所示。

图7 衣架杆受力图

图8 弯曲力及弯曲图

杆受到的弯曲应力为：

选材为碳素结构钢，［σ］=235MPa，σ＜［σ］，故安全。

选材为碳素结构钢，［σ］=235MPa，σ＜［σ］，故安全。

采用SolidWorks CosmosXpress 对室外晾晒架进行受力分析，可知整个装置所受最大应力点在菱形架和伸缩杆结合处，最大应力σ=16.4MPa，杆件材料为镀铬不锈钢，经查得［σ］=17.3MPa，σ＜［σ］，故合格。

5 结语

根据人们的日常生活需要，我们采用组合创新法设计了具有多功能的晾晒架，其主要特点有：（1）实现了衣架功能的多样化，集挂衣架、室外晾晒架、室内晾晒架三大功能于一体。（2）结构简单，易于操作和搬运，可折叠，占空间小。（3）价格合理，性价比高，市场前景好。

该装置对操作人员的要求不高，操作简单方便，适用场所广泛。适用于高楼层的家庭，适应单位小区建设要求安全、简单、美观的功能，尤其是适合禁止室外安装固定晾衣架的场所。所设计的多功能组合晾晒架已申报专利。

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