美的洗涤电器有限公司 广东佛山 528300
摘要：科技让我们有更多的工具可以使用，这可以让我们在更加轻松的状态下完成任何事。这不仅在工作中有用，对生活亦是如此，让一些麻烦和琐碎的事不再困扰我们。智能洗碗机就是一种很实用的工具，能帮助我们处理使用过的餐具，而且省时省力。然而，现在该电器在我国的普及率是极低的，甚至达不到千分之五。市面上现在已经有功能十分全面的家用洗碗机，而且技术也已经十分成熟，但在设计上应更加贴合人们的使用需求，这样可以扩充销量。
关键词：智能洗碗机；运行原理；设计要点
前言
洗碗机越来越受到现代人欢迎，这是因为人们已经开始习惯使用这些工具来让自己更加轻松。现在我国已经具备自己生产家用型智能洗碗机的能力。当下要做的则是，在设计上能更多地参考国人的使用需求，使其更加面向家庭，这样能吸引更多人使用，从而打开国内市场，并取得更大的发展优势。
1.智能洗碗机的发展前景
众所周知，洗碗机的功能可以分为家用和商用，本文重点研究家用方向。它适合大多数人，因为它本身就是减轻某些日常活动压力的工具，这正是很多人正在渴求的。办公室工作人员的压力使其在这个群体中更加受欢迎，并逐渐脱颖而出。在最近几年中开始能见到它，但是对于大多数家庭而言，这仍然是罕见的新事物。但是，由于欧洲和美国的大多数家庭都需要它，因此在将来可以经常看到它，花费不高的情况下，也可以使用这些电器。如果它真的易于使用并且可以真切地让我们的生活变得比之前更好，它将因其功能而逐渐为人们所接受。可以预见的是，这个市场将逐步扩大，与其他家用电器市场一样普及。
2.智能洗碗机的设计来源
当前市场上的洗碗机种类很多，而且功能是十分全面的，可以满足国人的使用需求，尤其是工薪阶层，这可以大大减轻他们的生活中的压力。但是，现在仍有很多人不习惯在家中使用洗碗机，而我们要从设计入手，帮助洗碗机实现智能化，并使其功能更加贴合家用的定位，从而让更多的国人可以接受。
根据传送方式的不同，洗碗机可以分为篮筐滚动式和履带式。前一种是将容易洗净或浸泡过的碗碟放入篮子中，将它们逐一放入机器中，并仔细洗涤。可以看出，篮筐滚动式只是半智能的，而且体积较大，并不适合家用，因为家中的洗碗量一般很小。且一般都是使用揭盖式，这能适用于少量餐具的传送，但洗涤速度一般。
从清洗方法的角度来看，现在主要有两种主流类型，分别是超声波型和喷淋型。超声波型洗碗机的清洁程度很高，但是造价高，噪声大，所以一般用于商用洗碗机。本次设计采用喷淋型智能洗碗机设计，这是现在家用中最常见的，而且其价格与功能更加贴合普通家庭。
综上所述，本次设计为喷淋式的家用智能洗碗机，并充分考虑使用的舒适度以及清洁的便捷程度，对其进行设计。从智能化角度来看，设计中也要加入功能模块，从而实现对所有步骤的智能化实现。
3.家用洗碗机的智能化实现
3.1运行原理
设计中的洗碗机采用的是全封闭式的系统，使双手免于接触水和油污，全自动流程减轻家务劳动时间和强度。洗碗机的内胆与碗篮结构都设计成方形，通过与圆筒的对比试验，方筒式洗碗机中旋转水流冲击面更广，更有利于冲刷餐具，而且餐具摆放更方便、稳固。
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图1.洗碗机模型图
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图2.控制系统总体框图
3.2人机交互系统
通过洗碗机上面的控制面板实现，该面板上设置了洗碗、消毒、冲洗、烘干4个操作按钮，同时还设有“+”、“－”按钮，通过按钮可以增减任务执行时间。这体现了智能化与人性化，也符合家用的要求，用户可以根据需求调节洗碗机设置的步骤和时间。在执行某一个操作时，相应的指示灯会被点亮，同时数码管显示当前任务剩余时间。键盘电路由于按键数量少，直接将按键与单片机对应引脚相连，利用74LS21芯片提供中断信号，通过中断信号来检测键盘输入状态，从而实现人机交互，以及对应的功能的启动。
3.3智能互联功能
我们还让它可以互联，也就使通过连接到手机等移动终端上，来对它的能力进行扩展。这样可以更加直接地将教程展示给用户，让他们知道怎么使用，以及知道一些常见的错误。而且，这带来了很多舒适，使工具已经超出了其功能，更像是一个人在帮助我们做事。例如，我们可以在家以外的地方对它进行控制，而不是简单地定时完成，这会变得更加自由。我们还可以适时地将它调成安静的模式，从而不打扰到别人，这些都是以往做不到的。同时，它的智能还体现在可以将已产生的数据进行分析，并调整清洗方式，这样做可以让碗碟的寿命更长，也能更加干净。种种这些都是基于“互联”的，说明这是必要的，但这也依赖技术，所以仍需做出努力。
3.4核心部件
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。洗碗机控制系统采用模块化的设计方法，主要分为信息采集模块、运动控制模块、人机交互模块和信号处理模块4大部分。信号处理模块由控制的核心芯片AT89S52单片机完成，该芯片具有8K的内存空间，40个引脚，能够满足控制系统所需的程序和引脚要求;人机交互模块主要由LED显示器、数码管显示器、键盘部分等组成;信息采集模块主要由水位检测部分、碗量检测部分组成;控制模块主要由进/排水阀、电动机正反转、烘干器、以及臭氧发生器等组成。
信息采集模块主要分为水位检测和碗量检测两大模块。洗碗机在洗涤、消毒过程中均涉及到进水和排水操作，控制系统需对水量进行检测和控制。碗量信息检测模块设计成光偶隔离电路，利用整流管的整流特性，将电动机在惯性作用下产生的感应电动势，转化为一系列方波信号，AT89S52单片机通过检测方波信号的时间间隔长度，从而了解当前洗碗机中的碗量信息。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。
4.结语
本家用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，在日后必然会被国人认可，并成为与冰箱、电视等同样必不可少的家用电器之一，其市场前景必然是广阔的。这款家用智能洗碗机的设计主要集中在后期优化，重点放在尺寸和容量方面，使其更加适合国人在家庭中使用，而且相对省水，可以节省洗完需要用的水量。而且，它使用中央处理模块驱动，不过多的操作，这更符合其智能化的定位。
参考文献：
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