智能調(diào)溫坐墊的設(shè)計(jì)與制作

毛蔚藍(lán) 雷曉鈞 沈慧娟

摘 要：本文介紹了一款智能調(diào)溫坐墊，此坐墊通過半導(dǎo)體制冷片調(diào)節(jié)坐墊溫度，使坐墊的溫度長期保持稍低于人體溫，抑制汗液的產(chǎn)生，保持皮膚干燥，增加了久坐時(shí)的舒適度，同時(shí)通過防壓措施，能夠有效保證坐墊的耐用性。

關(guān)鍵詞：調(diào)溫坐墊 制冷片 抗壓

中圖分類號：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0072-01

隨著社會(huì)的發(fā)展，一些工作需要久坐，如：會(huì)計(jì)、辦公室文員、程序員等，久坐后會(huì)覺得凳子又熱又濕，影響了工作效率。長期久坐還會(huì)出現(xiàn)壓瘡和濕疹等皮膚疾病，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)下肢血液循環(huán)差、頸椎病變、心腦血管隱患等疾病。為了能夠預(yù)防久坐帶來的一系列疾病，我們設(shè)計(jì)了一種智能調(diào)溫坐墊，通過改變溫度市皮膚保持干燥，同時(shí)增加臀部受力面積來調(diào)節(jié)人體機(jī)能。

1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

此智能調(diào)溫坐墊由充水坐墊和調(diào)溫結(jié)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。調(diào)溫部分通過半導(dǎo)體制冷片將多余的熱量傳導(dǎo)到散熱片，再由散熱片釋放到空氣中，充水坐墊增加臀部的受力面積，起到防壓作用。

1.1 調(diào)溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

坐墊的頂端是具有減緩?fù)尾繅簭?qiáng)的充水坐墊，充水坐墊能夠保持整個(gè)坐墊的溫度一致，人們坐立時(shí)候臀部的動(dòng)作會(huì)使內(nèi)部的水介質(zhì)發(fā)生流動(dòng)，流動(dòng)的水介質(zhì)進(jìn)行快速的溫度交換，使整個(gè)坐墊的溫度保持一致，水介質(zhì)的比熱容較大，對溫度的變化起到了較好的緩沖作用。

充水坐墊下面是導(dǎo)熱金屬，如鋁，導(dǎo)熱金屬具有良好的導(dǎo)熱性，能夠快速完成熱量的交換，大面積的導(dǎo)熱金屬利于充水坐墊快速的進(jìn)行熱量交換，導(dǎo)熱金屬中有監(jiān)測溫度的熱敏電阻，利用熱敏電阻阻值隨著溫度變化的特性來控制溫度的恒定。導(dǎo)熱金屬下面是半導(dǎo)體制冷片，制冷片通上正向直流電時(shí)將冷面的熱量運(yùn)到熱面，半導(dǎo)體制冷片的冷面與導(dǎo)熱金屬連接，用來吸收導(dǎo)熱金屬的熱量，熱面與散熱片相連。利用半導(dǎo)體制冷片間接將充水坐墊的熱量運(yùn)到散熱片，市充水坐墊的溫度保持恒定。充水坐墊的溫度設(shè)置為一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的體質(zhì)和生理期的不同需求。溫度控制使用比較器控制電路，比較器具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的特點(diǎn)。散熱片上加裝了散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇采用溫度控制自啟動(dòng)。當(dāng)散熱片的溫度較高時(shí)便啟動(dòng)散熱風(fēng)扇輔助散熱，輔助散熱明顯的減小了制冷片兩面的溫差，減小了制冷片的工作負(fù)荷。坐墊的溫度可以調(diào)節(jié)，使用時(shí)只需調(diào)節(jié)相應(yīng)的溫度即可。由于坐墊溫度長期低于人體溫度，使汗腺活動(dòng)減弱，基本不產(chǎn)生汗液，保證皮膚的干燥，有效的預(yù)防了皮膚病的發(fā)生。

1.2 抗壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

充水坐墊能夠較好的增大臀部的接觸面積，減小臀部的壓強(qiáng)促進(jìn)血液循環(huán)，對預(yù)防壓瘡有較好的效果，但是充水坐墊的缺點(diǎn)是不抗壓，體重較重的人坐上去可能會(huì)破裂，褲子上的紐扣、拉鏈一類的硬物也會(huì)使它破裂，無法滿足人們長期使用的要求。不銹鋼網(wǎng)具有良好的抗拉伸能力和耐腐蝕能力，將其包裹在充水坐墊的外圍，即使有重壓時(shí)不銹鋼網(wǎng)的體積也不會(huì)變化，它的緊箍作用增加了充水坐墊的抗壓能力，同時(shí)也能夠抵御一些液體引發(fā)的銹蝕。不銹鋼網(wǎng)采用孔隙較小、柔軟度極高的多百目網(wǎng)，能夠有效抵御常見的鑰匙、紐扣、拉鏈等硬物帶來的傷害。

1.3 固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

此充水坐墊底面如圖2所示。導(dǎo)熱金屬與椅子直接接觸，平放在椅子上面自由活動(dòng)。導(dǎo)熱金屬上面有可以移動(dòng)的卡條，卡條可以沿圖示的箭頭方向自由移動(dòng)，當(dāng)調(diào)節(jié)到合適的距離時(shí)候用螺絲固定，此調(diào)溫坐墊就和椅子緊密連接在一起。當(dāng)需要換用其它椅子時(shí)候可以松開固定卡條的螺絲就能夠直接換用。不受到椅子結(jié)構(gòu)的限制和影響。

2 結(jié)語

此智能調(diào)溫坐墊通過半導(dǎo)體制冷片將坐墊的溫度長期保持低于體溫的狀態(tài)，低溫抑制了汗液的產(chǎn)生，保持皮膚干燥，對預(yù)防皮膚病有最優(yōu)的效果。坐墊表面利用抗壓充水坐墊，減小臀部壓強(qiáng)，對加強(qiáng)血液循環(huán)和預(yù)防壓瘡有積極的效果。此坐墊樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好，能夠長時(shí)間將坐墊表面溫度維持在稍低于人體溫度的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱小松.帕爾貼器件及其在控溫裝置中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1990（12）：45，42.

[2] 吳俊國.多用途半導(dǎo)體冷暖坐墊：ZL20 0520044019.2[P].北京：中華人民共和國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，2005.

[3] 陳維英，余愛珍，等.基礎(chǔ)護(hù)理學(xué)[M].3版.南京：科學(xué)技術(shù)出版社，1997，384.

[4] 張世民.壓瘡研究新進(jìn)展[J].國外醫(yī)學(xué)護(hù)理學(xué)分冊，1995，14（5）：193-195.

[5] 林建春.單片機(jī)控制的冷暖坐墊[J].電子科技，2011，24（10）：61-62.