衣物自动处理装置的设计与实现

通过在服装业中广泛应用 自动化技术 ，能够推动新工艺、新技术的不断成熟和推广，极大地提高企业的生产能力和经济效益↑年来，人们将电子技术和计算机技术应用于纺织设备，使之成为高速高效的机电-体化的自动化单机或联合机。目前，应用于服装行业的机电产品种类繁多，相关的研究专著和发明专利也很多。例如，在2010年中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会上，共有来自28个国家和地区的1 171家厂商参展 。从关于按大类划分的参展商数占比的统计表格中可以看出，展品大类为纺纱 、化纤和染整的参展商数超过总参展商的-半，而物流和仓储等大类的参展商只占0.43%∩见，相对于机械化程度不断提高的纺织环节，大部分服装厂仍然采用手工劳动来进行包括收衣叠衣在内的衣物后续加工环节。

DSP开发平台具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨钾制准确和通用性好的特点b]。研究者通过使用DSP开发工具 可以提高程序设计的效率b]，降收稿日期：2012-08-24作者简介：梁-丁(1992-)，男 ，江苏徐州人，主要从事机械电子工程方面的研究.E-mail：liangyd0805###sina.120m机 电 工 程 第30卷个极限位置时，箱体与水平面呈45。夹角，接收由输送机构传来的衣物。在该摇杆到达的第2个极限位置时，箱体近似水平，开始叠衣工作。曲柄导杆机构实现了卞的翻转。系统在卞下装上两根平行导轨(如图4所示)，用滑块将导轨与摇杆连接在-起，实现了衣板 180。正反翻转。

图4 在折叠装置上的曲柄导杆机构2.1-3 自动卸衣衣架衣架两杆采用类似天线的伸缩机构，中间有绕线的轴，用线细-端连在衣杆顶端，-端连在绕线轴上。当衣架与箱体接触时，绕线轴伸出的手柄与箱体上的电机在同-平面内。电机带动绕线轴转动，使系在杆件两端的棉线带动两侧衣杆向里收缩，直至横向长度小于衣领大小，之后衣物传输装置带动衣架与衣物脱离。

2.2 控制系统设计该装置使用时序控制与传感器控制两种控制相结合的方式。系统采用DSP C2000嵌入式开发平台 ，32位架构，主频高达150 MHz，可以满足实时控制应用需求。该装置使用的DSP控制系统输出8路独立的脉冲宽频调制(PWM)信号，可以独立控制8路电机的驱动。这8路信号通道控制衣物传送装置对负责提升的直流刹车减速电机、负责同步带转动的直流电机、衣物折叠装置上装的负责箱体翻转和卞翻折的电机和负责中间板开合的电机进行时序控制。同时，在衣物传输装置上装有-个测距传感器，便于对衣物在导轨上的位置进行定位。在衣物折叠装置的箱体后侧面上装有-限位开关，当夹子和箱体接近时，开关闭合，接通在箱体后侧面的电机，使得与之相连的衣架的绕线轴转动。

控制系统的流程如图5所示。具体的步骤如下：当挂有衣物的衣架到达与固定在传输装置上的测距传感器附近-定距离内时，传感器将这-信号传给DSP。在接收到信号后，DSP在-定时间内向负责箱体翻转的电机输出电压信号，使箱体由水平位置旋转到与水平面夹角45。的位置。到达位置后，箱体保持输送平台下降到固定位置上同步带转动测距传感器反馈信息同步带停止箱体翻转到固定角度夹子夹紧l 行程开关闭合I 衣架收缩I 夹子松开输送平台上升到原位置介中板向下打开后闭后介下板翻折后回复原位介右板翻折后回复原位介左板翻折后回复原位介箱体反转回水平位置介l 同步带运动-定距离介l 衣架停止收缩T、广l 行程开关断开图5 运动流程该位置-段时间。与此同时，衣架继续在导轨上运动，直到衣架与箱体的上边缘平齐，衣物自然摊在箱体的5块卞上。然后，两个夹子翻转，夹住衣服。在夹衣服的同时，夹子与箱体侧板接近，闭合行程开关，接通位于箱体侧板上的电机。电机带动与之接触的绕线轴的转动，使衣架收缩。在-定时间后，夹子松开，与箱体侧板远离，断开行程开关，箱体侧板上的电机停止工作。在衣物输送机构上的电机再次启动，使衣架与箱体和衣服完全脱离。同时，负责箱体的电机反转，使箱体回复水平状态。然后，叠衣装置上的左、右、下板依次翻折，完成折叠动作。最后，分为左、右两部分的中板向下开启，衣服自然落人箱体正下方的收集装置中。

3 系统协调控制经分析，该衣物处理装置的协调控制主要在于输送装置和衣架的协调控制。这个关系如果处理不好，将会导致整个运动循环无法顺利进行。

在整个运动循环中，由于输送装置上的同步带进行的是间歇性的运动，如果同步带的停止和再启动时间没有掌握好，有可能导致衣架没有进入叠衣区域，或者无法顺利实现衣架与衣服的脱离。因此，该协同控制中必须解决同步带停止与再启动2个时间节点的确定问题。因为与这两个时刻之间的时间间隔是固定的，研究者只需要准确地知道同步带停止的时刻，第2期 梁-丁，等：衣物自动处理装置的设计与实现 ·191·就可以确定再启动的时刻。

该装置使用测距传感器所提供的距离参数来确定同步带停止的时间，从而实现协同控制，传感器把距离参数传给控制器。当该参数小于-固定参数时，停止同步带，便可以实现精确控制。实验结果证明，当距离为2.5 cm时停止同步带，能够达到最好的效果。

4 试验与分析本研究的试验把衣物平整度作为评价叠衣效果的指标。本研究把由该装置处理的衣物与手工处理的衣物各放在-处，请来20位不了解两组衣物处理过程的参与者，要求他们选出平整度更好的-组衣物。

结果有12人认为手工折叠后的衣物的平整度较好，8人认为机械折叠后衣物的平整度较好。因此，可以认为手工折叠与机器折叠的效果基本相同。

为了检验自动衣物处理装置的工作效率，本研究进行了相关的试验。经过多次测验，该装置完成整个流程用时30 s，而叠衣过程仅用时8 s。叠衣的效果与人工叠衣的效果相同。

5 结束语自动衣物处理装置是-个符合市场要求和家居生活的机电设备。本研究基于DSP开发平台，设计了- 种 自动收叠衣系统，并进行了实验验证。实验结果表明，该设备可以初步代替人工进行收衣叠衣的工作，为服装处理的自动化和机械化提供了-种新的实现方法。

目前，该装置能处理-定尺寸范围内的衣物。在下-阶段，本研究将着重提高该装置的通用性，使其能够处理尺寸特殊或者样式特殊的衣物。同时，以提高折叠衣物的平整度为目标进行后续优化。