關(guān)于一種智能毛巾烘干消毒設(shè)備的研究

王懂 譚趙斌 陳苗青

摘 要 現(xiàn)在市場上很多的消毒烘干設(shè)備，針對的一般都是碗筷、內(nèi)衣內(nèi)褲，但對于我們每天都使用的毛巾衛(wèi)生安全很少關(guān)注。隨著智能生活的不斷推進(jìn)，生活水平的提高毛巾衛(wèi)生安全也將越來越變得尤為重要。本文著重為解決家庭毛巾烘干消毒問題，提高人們生活水平質(zhì)量，保證人群在使用毛巾烘干消毒烘干設(shè)備時(shí)能夠舒適的享受智能化帶給生活的便捷。設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制的一種智能毛巾烘干消毒設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)以下3個(gè)功能：人體檢測機(jī)器自動(dòng)斷電保護(hù)，保障人體免受紫外線的傷害，六十度恒溫控制，防止溫度過高損傷毛巾布料以及毛巾自動(dòng)烘干收卷減少毛巾懸掛時(shí)占用空間體積。

關(guān)鍵詞 家庭;智能毛巾消毒烘干;單片機(jī);自動(dòng)收卷

1正文

1.1 研究背景

隨著人們對高品質(zhì)生活的不斷追求，對待衛(wèi)生要求也越來也高并且一些愛美人士更是對待生活一絲不茍，同時(shí)伴隨著國家關(guān)于毛巾衛(wèi)生安全的報(bào)道。致使讓很多人對待毛巾衛(wèi)生也越來越重視。但當(dāng)下卻很少有設(shè)備專門針對家庭毛巾消毒烘干的，所以設(shè)計(jì)一種專門針對家庭智能毛巾消毒烘干的設(shè)備變得越來越為急迫。

隨著當(dāng)前國民收入的增長和健康消費(fèi)概念的提升，聯(lián)系工信部在2017年印發(fā)的《三年計(jì)劃》中著重提出優(yōu)先推動(dòng)智能家居等產(chǎn)品的發(fā)展，再結(jié)合十八屆五中全會(huì)出臺(tái)的“二胎政策”以及當(dāng)前的人口老齡化趨勢，智能健康家居的發(fā)展迎來了發(fā)展機(jī)遇。

毛巾中含有多種致病病菌，很容易引發(fā)各種交叉感染[1]。同時(shí)，該報(bào)告針對毛巾進(jìn)行多次的科學(xué)試驗(yàn)，總結(jié)出正確的毛巾使用方法。毛巾應(yīng)該干著用。經(jīng)過驗(yàn)證，濕毛巾的病菌含量明顯多于干毛巾。大腸桿菌、厭氧菌等致病菌，甚至艾滋病毒能在濕毛巾里存活兩天以上[1]。毛巾的及時(shí)烘干消毒保證每日健康。

1.2 基本結(jié)構(gòu)研究

我們所設(shè)想的具體為一種能夠?qū)崿F(xiàn)人離電斷、紫外消毒的恒溫?zé)犸L(fēng)烘干機(jī)，它包括箱體、紫外燈、加熱絲、橫風(fēng)機(jī)、紅外人體感應(yīng)裝置、障礙檢測裝置、收卷裝置。其中收卷裝置由打孔滾軸機(jī)構(gòu)與可轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛架組成，打孔滾軸機(jī)構(gòu)套在可轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛架外側(cè)。

收卷裝置位于整個(gè)機(jī)器的最下方，當(dāng)毛巾被裝置上的塑料卡扣扣住后，機(jī)器啟動(dòng)收卷機(jī)構(gòu)帶動(dòng)毛巾開始繞軸旋轉(zhuǎn)，將毛巾繞成卷狀。當(dāng)紅外人體感應(yīng)裝置與障礙檢測裝置通過紅外線到檢測人離開機(jī)器一定距離后，紫外燈、加熱絲與橫風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，開始進(jìn)行紫外消毒與熱風(fēng)烘干，隨著加熱絲不斷升溫，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)設(shè)備中的熱敏變形金屬片變形，加熱絲斷電，溫度降低時(shí)金屬片恢復(fù)，加熱絲又通電繼續(xù)加熱，以此達(dá)到恒溫加熱烘干的目的。毛巾 中的水分會(huì)被橫風(fēng)機(jī)的風(fēng)力吹出或被熱風(fēng)蒸發(fā)，靠近機(jī)器內(nèi)側(cè)的毛巾部分中的水分也會(huì)通過打孔滾軸機(jī)構(gòu)中的小孔被吹出至毛巾外。當(dāng)毛巾烘干至一定時(shí)間后機(jī)器自動(dòng)關(guān)閉紫外燈、加熱絲與橫風(fēng)機(jī)，完成烘干。

1.3 智能毛巾消毒烘干設(shè)備研究

我們研究了一種專門針對家庭使用的智能毛巾消毒烘干設(shè)備。該智能毛巾消毒烘干設(shè)備由貫流橫風(fēng)機(jī)、紫外線燈、51單片機(jī)、人體紅外檢測模塊、避障紅外對管、箱體、掛臂、毛巾收卷軸組成。該智能毛巾烘干消毒設(shè)備需懸掛在一處使用，該設(shè)備在人體紅外檢測模塊檢測下檢測3米-5米距離內(nèi)是否有人存在，保證人體在紫外線可照射范圍外設(shè)備可能開始工作。當(dāng)檢測無人存在時(shí)，避障檢測模塊檢測毛巾收卷軸上是否有毛巾。當(dāng)檢測有毛巾時(shí)，通過51單片機(jī)控制板控制安裝在箱體內(nèi)的貫流橫風(fēng)扇與紫外線燈開始工作，同時(shí)毛巾收卷軸對毛巾進(jìn)行收卷當(dāng)毛巾烘干并收卷在收卷軸上時(shí)智能毛巾烘干消毒設(shè)備停止工作處于待機(jī)狀態(tài)。保證了毛巾能夠高效的被烘干并且每一處都能被紫外線所消毒一遍實(shí)現(xiàn)每一處都被烘干每一處讀被消毒。

當(dāng)智能毛巾烘干消毒設(shè)備在工作時(shí)突然有人闖入人體紅外檢測范圍內(nèi)，智能毛巾烘干消毒烘干機(jī)在51單片機(jī)控制下停止工作并且處于隨時(shí)喚醒狀態(tài)。保證了人走即工作人來即停止了基本要求。在毛巾收卷對應(yīng)的擋板上方裝有障礙物檢測裝置，當(dāng)毛巾掛上之后會(huì)阻擋障礙物檢測模塊發(fā)射的紅外線致使紅外線反射回來，使模塊發(fā)送給控制板一個(gè)高電平信號(hào)。經(jīng)過芯片處理運(yùn)行機(jī)械語言做出宏觀動(dòng)作。

1.4 使用方法

將毛巾捏干后將毛巾上下一端夾持在毛巾收卷軸塑料卡扣上。卡好后打開位于箱體上方的總開關(guān)，智能毛巾烘干消毒設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)人離開后設(shè)備自動(dòng)工作。自動(dòng)工作包括繼電器導(dǎo)通220V電壓使貫流橫風(fēng)機(jī)開始工作位于橫風(fēng)機(jī)出風(fēng)口PTC加熱組件開始產(chǎn)生熱量。熱量隨橫風(fēng)吹出。向箱體出風(fēng)口送風(fēng)，位于烘干出風(fēng)口上方的紫外線燈發(fā)出紫外線對毛巾進(jìn)行殺菌消毒。

1—PTC加熱組件? ?2—貫流橫風(fēng)機(jī)? ?3—紫外消毒燈? ? 4—毛巾收卷軸? ?5—障礙物檢測模塊安裝位置? ?6—人體紅外檢測模塊安裝位置

1.5 創(chuàng)新點(diǎn)及特色

我們通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)在當(dāng)下對毛巾烘干的設(shè)備由大致三類：懸掛式毛巾烘干機(jī)、立式毛巾烘干機(jī)、毛巾烘干架。當(dāng)下的懸掛毛巾烘干機(jī)采用敞開式熱風(fēng)烘干，無自動(dòng)烘干停機(jī)功能只能采用人工設(shè)置時(shí)間烘干并且烘干時(shí)間在30分鐘左右。烘干架將潮濕的毛巾搭在烘干架上，開啟熱風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)鼓入烘干架內(nèi)部后，通過烘干孔吹出實(shí)現(xiàn)烘干毛巾的功能[2]。烘干時(shí)間長，烘干架占用空間體積大，采用靜態(tài)烘干毛巾易變硬。立式毛巾烘干機(jī)烘干室出風(fēng)口，使得烘干室內(nèi)的熱風(fēng)部分會(huì)回流到工作室內(nèi)，而不是像以前，熱風(fēng)都通過其他出風(fēng)口離開毛巾烘干機(jī)，通過使用這樣的方式能夠使得毛巾烘干機(jī)內(nèi)部的熱氣流循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的[3]。采用的是靜態(tài)封閉式烘干，水分不能及時(shí)的被排出導(dǎo)致毛巾外界相對濕度增減小了水分蒸發(fā)風(fēng)速導(dǎo)致烘干效率下降。

我們研究的智能毛巾烘干消毒設(shè)備能夠自動(dòng)烘干停機(jī)并且能夠?qū)γ磉M(jìn)行收卷烘干。烘干方式采用熱風(fēng)動(dòng)態(tài)烘干，根據(jù)水分蒸發(fā)影響因素設(shè)計(jì)同時(shí)滿足水分蒸發(fā)速率因素中的溫度、外界相對濕度、風(fēng)速、水分蒸發(fā)面積等因素。能夠有效檢測3～5米范圍內(nèi)的人體保障人體安全，通過物理公式的分析所研究出的機(jī)構(gòu)更加高效低能耗。通過單片機(jī)的控制較其他設(shè)備我們所研究的設(shè)備更加智能化精準(zhǔn)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 佚名.中家紡協(xié)會(huì)毛巾使用調(diào)研結(jié)果在京公布[J].紡織裝飾科技，2014（3）：18.

[2] 李界.一種毛巾烘干機(jī)[P].中國：CN210197898U，中山市科企聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所（普通合伙），2020-03-27.

[3] 許禮明.一種毛巾烘干架[P].中國：CN209712721U，北京天盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司，2019-12-03.