一種自動干發裝置的研究與實現

摘 要：在日常生活中，尤其對于女性朋友來說，在洗完頭發之后，濕著頭發去做事情很妨礙。一般情況下大家都會選擇使用吹風機風干頭發。但在使用的過程中，也會有很多問題，比如對于長發的人來說，用吹風機吹頭發會花費更長的時間，全程都需要手持，而且如果溫度控制不好，對我們的頭皮也會造成傷害。最重要的是，市場上現存的吹風機對頭發有很大的損傷，長時間使用吹風機吹頭發會導致頭發出現干枯、糙黃、分叉等問題。

本項目前期采用了問卷調查、訪談、實驗等研究方法。在分析市場調查后，我們發現當前市場上，人們對于現有的手動吹風機的看法：吹發時間長、對頭發損傷較大、手持很累等問題。我們在研究時便致力于解決目前存在的問題提供相關的解決辦法。

我們所要研發的產品為自動干發器，這個產品由氣流供給裝置、環形與梳狀導流管、頭發收納裝置、智能控制系統以及支架五部分組成，氣流供給裝置通過微電腦控制產生用戶期望的溫度和風速的空氣流，通過溫度恒定控制，始終保證接觸頭發的氣流不至于過高，環形導流管負責將前段的空氣流均勻的導入頭發根部，提高干發效率，落地式的支架支撐整個干發系統，配合頭戴式干發裝置，完全解放用戶的雙手。我們的自動干發器可以解決市場現存的吹風機的弊端，滿足用戶的需求。

關鍵詞：氣流供給裝置、環形與梳狀導流管、頭戴式干發裝置

1.研究簡介

洗頭是人們日常生活中必不可少的一部分，洗完之后的讓頭發變干是一件比較麻煩的事情，尤其對于留有長發的女性朋友來說更是如此，目前人們最廣泛采用的方式就是采用吹風機吹干頭發，而市面上普通的吹風機，在干發方面存在著風速和溫度無法隨意調節的問題，風速和溫度過低，則無法快速吹干頭發，風速和溫度過高，則容易造成頭發損傷，更重要的是需要吹干頭發這個漫長的過程需要人們全程手持吹風機，用戶舒適性體驗差。為了解決以上問題，本研究開發的傳感式立體干發機，能夠對風速和溫度連續可調調，能自動檢測頭發是否吹干，同時整個干法過程解放雙手，在高效、盡可能減少對頭發損傷吹干頭發的同時，提高用戶的整體舒適感。

傳感式立體干發機主要由氣流供給裝置、環形與梳狀導流管、頭發收納裝置、智能控制系統以及支架五部分組成，氣流供給裝置通過微電腦控制產生用戶期望的溫度和風速的空氣流，通過溫度恒定控制，始終保證接觸頭發的氣流溫度不至于過高，環形導流管負責將前端產生的空氣流均勻地導入頭發根部，提高干法效率，落地式的支架能夠支撐整個干法系統，配合頭戴式干法裝置，完全解放用戶的雙手。

同時，我們調查與研究了人體頭發能夠適應的溫度范圍、風速范圍，確定出本次作品的溫度和風速基本參數。通過查閱資料、問卷調查、邀請志愿者實驗等方法，確定出自動干法器工作的溫度和風速的參數范圍，進而對系統開發提出了具體的參數指標。設計出能夠在用戶設定溫度和氣流參數后，恒溫、恒速熱氣流供給與控制系統。根據上文得出的基本參數，選取傳感器結合單片機控制系統，設計出溫度和氣流連續可調的恒溫、恒速熱氣流供給與控制系統。

此外，我們通過查閱資料、問卷調查、邀請志愿者實驗等方法統計出人體頭部的基本參數，進而確定出干發器頭部的基本參數，在此基礎上進一步學習與研究空氣動力學的基本知識，進而設計出能夠盡可能貼合頭部且使得氣流能夠均勻分布于頭發根部的干發器頭部裝置。

我們還設計了能夠對頭發干燥度自動檢測與控制系統，使得頭發吹干后自動停機并發出提醒信號。根據自動控制系統的原理，在熱氣流源端和末端采用濕度傳感器進行頭發干燥度的檢測，進而完成在頭發吹干時自動停機的功能，同時設計相關的語音或圖示話的提示裝置。

2.研究特色

本項目的特色是改變現有吹風機干法時的不足，能夠對干法的風速和溫度連續可調，同時在用戶設定具體參數后能夠通過恒溫、恒速熱氣流供給與控制系統保持風速和溫度，在熱氣流源端和末端濕度傳感器進行頭發干燥度的檢測能自動檢測頭發是否吹干，同時整個干法過程解放雙手，在高效、盡可能減少對頭發損傷吹干頭發的同時，提高用戶的整體舒適感。

3.產品的競爭優勢

3.1產品自身優勢

傳感器算法：

（1）設計之前，已查找資料，對濕度傳感器的基本原理進行了解。

目前以及基本確定濕度傳感器的基本算法，主要運用于濕度差值的判斷，空氣濕度是指空氣潮濕的程度，可用相對濕度（RH）表示。相對濕度是指空氣實際所含水蒸氣密度和同溫下飽和水蒸氣密度的百分比值。人體在室內感覺舒適的最佳相對濕度是，49% ～51%，相對濕度過低或過高，對人體都不適甚至有害。絕對濕度是一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質量，一般其單位是克/立方米。絕對濕度的最大限度是飽和狀態下的最高濕度。絕對濕度只有與溫度一起才有意義，因為空氣中能夠含有的濕度的量隨溫度而變化。在不同的溫度中絕對濕度也不同，因為隨著溫度的變化空氣的體積也要發生變化。但絕對濕度越靠近最高濕度，它隨溫度的變化就越小。

（2）系統的主要性能已經分析完成;

（3）整個電路的流程進行分析已完成：

（4）硬件的準備以及焊接已完成：

（5）用c語言進行軟件的編寫并仿真完成：

主要技術參數：

（1）顯示容量：16×2個字符

（2）芯片工作電壓：4.5—5.5V

（3）工作電流：2.0mA（5.0V）

（4）模塊最佳工作電壓：5.0V

（5）字符尺寸：2.95×4.35（W×H）mm

材料選取：

我們的材料選擇是乙丙橡膠（EPM＼＼EPDM） 乙烯和丙烯的共聚體，一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。特點是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優異，居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學性、沖擊彈性很好，耐酸堿，比重小，可進行高填充配合。耐熱可達150℃，耐極性溶劑-酮、酯等，但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機械性能略次于天然橡膠而優于丁苯橡膠。缺點是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用溫度范圍：約-50℃～+150℃。 主要用作化工設備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業制品。

可以及其有效的與頭部貼合，且化學性質穩定，可以與人體皮膚直接接觸且能長期使用。

3.2產品使用功能的優勢

干發判斷方面

我們采用進氣口與頭發末梢的出氣口的兩個濕度傳感器，通過比較進氣口與出氣口的濕度差值判斷頭發是否已經干了，我們可以做到自行調整差值范圍的大小，主要根據不同季節的不同用戶可以做出調整，在濕度判斷方面，這是絕大多數干發裝置無法做到的，而我們通過自行設計傳感器算法以及運作系統，可以實現自動判斷，同時，我們所采用的材料也是極為安全和穩定的材料，無論在安全性還是人體健康方面都是符合國家各項指標的。

實現真正的解放雙手

傳感式立體干發機主要由氣流供給裝置、環形與梳狀導流管、頭發收納裝置、智能控制系統以及支架五部分組成，在產品的前期設計中，我們的裝置的基座是需要落地的，然后上部分的頭發收納裝置以人體接觸，人們在使用的時候只需正常打開開關，待裝置開始工作之后便可雙手離開，由于前期的設計中，裝置是不可移動的，所以我們只能固定在一個地方，對于理發店和酒店而言卻是極為合適的。

基金項目：本文系成都航空職業技術學院2019年四川省大學生創新創業訓練項目《一種自動干發器 》成果之一，項目編號：S201912064033。

作者簡介：余洋（1998—），男，漢族，四川仁壽，?？?，成都航空職業技術學院，研究方向：物流管理。