《便携式家用衣物烘干机系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《便携式家用衣物烘干机系统设计（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕 业 设 计（论 文）题目： 便携式家用衣物烘干机系统设计 （英文）： System Design of a Portable Home Clothes Dryer院 别： 机电学院 专 业： 机械电子工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 便携式家用衣物烘干机系统设计摘要随着生活水平的日益提高，生活方式的日益丰富，人们越来越注重生活的舒适和方便。但在我国南方以及国外一些气候比较潮湿的地区，经常一连几个星期都是雨天，空气湿度很大，洗过的衣服很难晾干，因此越来越多的家庭开始使用衣物烘干机。本设计是基于89C51单片机控制的便携式家用衣物烘干机。该烘干机系统采用了精密的检测电路（包括精
2、密对称方波发生器、对数放大电路、温度补偿及温度自动校正及滤波电路等几部分电路），能够自动、准确检测衣罩中的相对湿度, 最终通过检测信号的自动反馈控制实现工作模式的智能选择。系统启动时，还可以利用键盘进行“标准”、“快速”、“手动”三种模式的人工选择，并可对工作时间、温度、风量等参数进行设定和显示。关键词：烘干机；单片机；湿度；温度System Design of a Portable Home Clothes DryerAbstractWith the increasing of life standard, lifestyle in becoming richer, there are mo
3、re emphasis on comfort and convenience in peoples life. But in southern China, as well as the humid areas in foreign countries, it often rains for a few weeks and the air is very humid and washed clothes is difficult to dry, so the clothes dryer are widely used by more and more families.Based on the
4、 89C51 microcontroller, a portable home clothes dryer is designed. Sophisticated detection circuits are adopted in my design, such as precision symmetric square wave generator, logarithmic amplifier circuit, automatic temperature compensation & temperature correction circuit and filter circuit, etc.
5、 The relative humidity can be automatically and accurately detected and operating mode is intelligently chose by the automatic feedback control of the detection signal. In other way, we can also use the keyboard to choose the mode: standard, fast, manual, to set and display the work time, temperatur
6、e, air flow and other parameters.Key Words: Dryer; Single chip micyoco; Humidity ; Temperature 目录第1章 绪论11.1干衣机的发展及前景11.1.1现有干衣机的类型11.1.2现有干衣机的工作原理21.1.3现有干衣机的不足之处31.1.4新型干衣机的研制41.2课题背景与设计意义41.2.1课题设计的背景41.2.2课题设计的意义51.2.3课题设计的优势及创新点51.3课题简介6第2章 烘干机的总体设计方案72.1系统的设计原理72.2系统的控制特点及性能要求82.2.1系统控制的结构组成82.
7、2.2系统的性能特点82.3烘干机的结构92.3.1外部整体结构92.3.2衣物烘干机的优势10第3章 烘干机系统的硬件设计113.1功率驱动模块设计113.1.1PTC发热元件的设计113.1.2 电动机的计算与选型133.1.3 风机的设计143.1.4 电机的调速设计173.2处理器模块设计183.2.1单片机89C51的主要功能及内部结构183.2.2复位电路的设计213.2.3时钟晶振电路的设计223.3控制模块设计233.3.1电源电路的设计233.3.2模数转换器设计253.3.3按键、显示器设计283.4检测调节模块设计323.4.1湿度传感器的特点及补偿电路323.4.2风温
8、调节的原理与设计383.4.3调节电路的设计393.5本章小结39第4章 烘干机系统的软件设计404.1系统主程序的设计414.1.1系统初始程序设计414.1.2系统标准模式设计434.1.3系统快速模式设计454.1.4系统手动模式设计474.2系统控制程序的设计494.2.1A/D转换子程序的设计494.2.2调速调温子程序的设计514.2.3时间中断子程序的设计544.3显示子程序的设计554.3.1系统显示程序的设计554.3.2倒计时程序的设计564.4按键扫描处理程序的设计574.4.1矩阵键盘程序的设计574.4.2按键调节子程序的设计584.5本章小结59第5章 机械结构设计
9、605.1挂衣架的设计605.1.1挂衣架的设计605.1.2挂衣架的强度校核615.2脚架的设计635.3防水罩的设计645.4本章小结64总结与展望65参考文献66致谢68附录系统电路原理图69便携式家用衣物烘干机系统设计第1章 绪论1.1干衣机的发展及前景随着科学的进步,人类文明不断进入新境界,家庭电气化已成为人类进步的标志。在我国南方以及国外一些气候比较潮湿的地域,衣物洗涤后往往几日都不能干燥,人们深受其苦。随着干衣机的问世为人们解决了这一困惑,给生活在潮湿地带的人们带来了极大的便利。它既能快速方便的烘干衣物,免除晾晒的麻烦,又可不为连绵阴雨季节,衣物难晾干、晾衣空间小而烦恼。干衣机在
10、日本及西方发达国家也已经比较普及。据介绍，在日本就有70% 以上的家庭干衣机是和洗衣机配套使用的。在中国，尤其是在气候潮湿的南方地区，如同其它家电和工业设备一样，随着人们生活水平的提高，也逐步产生了社会需求。11.1.1现有干衣机的类型按照不同的分类原则，现有干衣机可以分为不同的类别。1按照烘干所使用的能源可以分为燃气式、电热丝加热式、PTC自限温元件加热式。其中，燃气式干衣机在我国不多见，在欧美却很流行，这主要是与这些国家的住宅配置、能源供给形式有关。早期的蒸汽加热或电加热干衣机的干衣效果和质量随环境条件的变化而波动较大，时有未干透就停机或干燥过头而损坏衣物及浪费能源的现象产生。随着自动化控
11、制技术的发展，上述缺陷有所改善。90年代初，国外开始将PTC 自限温发热元件用于家用干衣机领域，并设计定型成目前的旋转式干燥桶结构。PTC发热材料升温较迅速且无明火，与控制技术结合使用，提高了干衣机的安全性；另外，用涡轮式或贯流式风机代替了原来的轴流式风机，降低了风机的功耗和噪声。按照外形分为柜式（图1.1）和滚筒式（图1.2），柜式机容量较大，可将衣服悬挂在烘箱内进行干燥；滚筒式体积比柜式机小，也可使用支架与洗衣机组合在一起使用。按照与洗衣机的关系可分为洗衣干衣一体式、与洗衣机上下分立式、独立式（立柜式、嵌入式）。从消费者使用方便及节约室内空间角度来看 ，家用干衣机以采取第一种方式为佳。按照
12、控制方式可分为机械式和电脑程控式。最后，还可按照水分排除方式分为排气式和排水式。 图1.1 滚筒式干衣机 图1.2 分柜式干衣机 1.1.2现有干衣机的工作原理干衣机依靠内部的加热元件对进入机体内的外界空气进行加热，同时依靠电机带动滚筒或叶轮转动，使加热后的空气与衣物接触，增湿后经过滤排出机外。现有干衣机为全新风型式，在空气id 图上其工作过程可表示为图1.3。具体分析如下：21、环境状态空气（点1）进入干衣机；2、利用PTC 或电加热元件将空气加热至状态点2。在此过程中，空气干球温度t 升高，绝对含湿量d 不变，相对湿度降低；3、状态点2 的高温低湿空气流经衣物，由于空气中的水蒸气分压力低于
13、衣物表面的水蒸气分压力，使得衣物中的水分不断地扩散到空气中。对于空气来说，此过程为等焓过程。空气的干球温度t降低，绝对含湿量d 和相对湿度均增加，到达状态点3；4、状态点3的潮湿空气排至干衣机外。123i(温度)d (湿度)图1.3 空气湿度i-d图1.1.3现有干衣机的不足之处1、能耗指标不理想。首先，为全新风形式，排出空气中仍然含有大量的热能，这会造成能源的浪费；其次，现有干衣机不管是电加热还是PTC 加热，均为能量转换装置，即衣物中水分蒸发所需要的热量完全由电能转化而来。以干衣机工作温度6 0 计，此时水的汽化潜热为2359kJ/kg，也就是说要蒸发衣物中的1kg 水至少要消耗2359k
14、J 的电能。考虑风机、漏热、旋转运动部件等因素，实际耗电量将大于该值。我国机械行业标准JB/T6219-1999工业干衣机中对电加热干衣机的能耗指标规定为；蒸发每千克水所消耗的电量应不大于1.5kWh，即5400kJ。2、干衣过程工作温度高，一般在60以上，对丝绸、羊绒等高档衣料有很大损害，限制了其使用范围。3、干衣机常用于阴雨天气，此时环境湿度高，但某些类型的干衣机将吸收水分之后的潮湿空气排向室内，将进一步恶化室内空气条件。有些类型干衣机则利用排风管将空气排至室外，但这样占地面积大，影响室内美观，且安装施工均较为不便。某些类型的干衣机利用机体内的循环热风，把衣物内蒸发出来的水蒸气通过特定的冷凝器冷凝成水，再从机内的排水管流出。这种方式虽然一般不会对室内空气环境造成影响，但是因为经历了一个冷凝过程，导致它比排气式要耗电（或者耗能）。目前，带有烘干功能的洗衣机已经面市，但其原理仍为PTC 元件加热，并且售价较高，多在RMB5000 元以上，另外，其干衣容量往往仅为其洗涤容量的一半左右，往往造成一次洗涤的衣物不能一次烘干。由此可见，及时研发节能、工作温度低、适用衣料范围广、可靠性高、售价适中的工业用和家用干衣机是很有潜力的。1.1.4新型干衣机的研制鉴于以上原因，国内外许多科研人员都曾研究、试制过干衣机。有多种类型的干衣机，下面分别予以简要介绍。第一类是蒸汽压缩
