一種全自動洗手機(jī)設(shè)計(jì)

孫招陽　徐長松　常瑩　尹健成　全清容

摘 要：很多疾病通過手、口、鼻路徑傳播，所以勤洗手，干凈有效的洗手是我們保護(hù)自身不受疾患感染的有效途徑。正常人的洗手時由兩只手協(xié)作完成，這并不適合一些獨(dú)臂及獨(dú)手人群，如何設(shè)計(jì)出一個可靠、有效的洗手方案是我們本次研究的主要內(nèi)容。這里我們提出一種用于殘患人群的全自動的洗手設(shè)備，集加熱功能，洗手功能，干手功能，并且使用方便，洗手有效。

關(guān)鍵詞：洗手，病患，有效，全自動

1 引言

殘疾人是一個弱勢群體，隨著社會的不斷發(fā)展，國家和社會都越來越重視殘疾人的生活與健康，尤其是殘疾人的日常生活，為了讓殘疾人能夠在生活中更加方便的進(jìn)行日常活動，設(shè)計(jì)出了許多相應(yīng)的設(shè)備。家庭和公共場所的殘疾人設(shè)備尤為重要。對于殘疾人乃至正常人群勤洗手，干凈有效的洗手是我們保護(hù)自身不受疾患感染的有效途徑。通常情況下洗手時需要兩只手同時進(jìn)行的

① 先在水龍頭下把手淋濕；

②在手掌上抹肥皂或洗手液，均勻涂抹，搓出泡沫，讓手掌、手背、手指、指縫等都沾滿肥皂泡沫，然后反復(fù)搓揉雙手及腕部。

③兩手心互相摩、擦

④手心、手背相互搓、揉

⑤兩手交叉著洗，清洗手指間隙

⑥在水龍頭下，將手沖洗干凈

但是對于單臂或是只能單手進(jìn)行操作洗手的殘疾人而言，這是一樣艱巨的任務(wù)，為此我們設(shè)計(jì)出了全自動洗手機(jī)，即集洗手、烘干為一體的洗手設(shè)備，可以大大改善殘疾人洗手實(shí)際所需，科學(xué)有效，安全可靠的完成日常洗手任務(wù)讓殘疾人生活起居更加方便。

2 全自動洗手機(jī)方案簡述

自動洗手機(jī)由水箱、加熱箱、洗手槽、洗手液池、烘干處，紅外感應(yīng)、水溫調(diào)節(jié)電路組成。同紅外感應(yīng)來識別人手臂的接近，當(dāng)人手接近紅外探頭時，接收感應(yīng)給供水系統(tǒng)發(fā)出信號，可以噴出水流，水流的溫度可以通過溫控開關(guān)控制，溫控范圍0-40，采用類似飲水機(jī)的加熱裝置，同時添加40的熱敏電阻，起到保險作用，雙加熱棒的設(shè)計(jì)，讓溫度增加的十分迅速，夏季30秒就可到達(dá)適合溫度，冬天需要45秒，溫度最高調(diào)節(jié)到適合人體的溫度，在35度左右，可以持續(xù)加熱，水流通過毛刷上的小孔均勻流出；洗手位開有洗手槽，單手可以深入進(jìn)行洗手工作，洗手槽的右側(cè)是洗手液滾刷裝置，手貼在上面便可均勻地覆蓋洗手液，由此使用者清潔手部；同時可根據(jù)自己的習(xí)慣來調(diào)節(jié)水溫，用過的水通過下方的水槽排除；使用者清洗完手部，可用烘干裝置吹干，烘干機(jī)同樣采用溫控，紅外感應(yīng)器的工作范圍比供水的裝置的紅外感應(yīng)器范圍大，在接受到信號后，有點(diǎn)時間（大致3秒）為烘干機(jī)預(yù)熱。

3 框架設(shè)計(jì)

全自動洗手設(shè)備主要要實(shí)現(xiàn)儲水、加熱、刷手、淋洗手液、烘手等功能。打開主電源后開始將溫控開關(guān)調(diào)至42°左右，由紅外感應(yīng)作為觸發(fā)開關(guān)，當(dāng)手臂靠近洗手槽時，紅外開關(guān)控制水泵工作，由加熱 水箱輸送水，輸送管道將水輸送至洗手槽上部吸收刷部，此時手臂貼著上下貼合的吸收刷摩擦，此時同處洗手位靠近洗手槽處電機(jī)帶動滾刷在裝有洗手液的槽里滾動，當(dāng)手部全部濕潤時，將手貼著洗手液滾刷便可均勻的涂抹洗手液，然后返回洗手槽部繼續(xù)清洗，清洗完畢后離開洗手槽，水泵停止工作，洗手液滾刷停止工作。此時手臂靠近烘手處，觸發(fā)烘手紅外開關(guān)，烘手器運(yùn)轉(zhuǎn)，熱風(fēng)將手臂吹干，至此完成一套洗手工作。全自動洗手設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架如下圖3.1洗手設(shè)備框架圖所示。

4 溫控部分

原理設(shè)計(jì)：

烘干機(jī)和感應(yīng)噴水裝置都采用主動式人體紅外感應(yīng)器（ 人體感應(yīng)模塊 人體感應(yīng)開關(guān)去感應(yīng)器 DC12V），兩種感應(yīng)器的感應(yīng)距離略有不同，噴水裝置的感應(yīng)距離為10cm左右，只有當(dāng)使用者距離感應(yīng)器比較近的時候才會工作，可以減少水的無故流失，做到節(jié)約水的作用，而烘干機(jī)的感應(yīng)器的距離就要大些，可以使使用者更快速的將手烘干。

觸點(diǎn)容量：220V AC 16A（阻性）

傳感器管線長約70厘米

原理性能：是當(dāng)被控制對象的溫度發(fā)生變化時使溫控

器感溫部內(nèi)的工質(zhì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱脹冷縮的物理現(xiàn)象（工質(zhì)體積變化），與感溫部連通一起的膜盒產(chǎn)生膨脹或收縮。通過杠桿原理，帶動開關(guān)通斷動作，達(dá)到恒溫目的。液漲式溫控器具有控溫準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠，開停溫差小，控溫調(diào)節(jié)范圍大，過載電流大等性能特點(diǎn)。

接線方法：溫控器有三個接線銅片，分別為P，1、2、 三個

制熱控制原理：

P和1串接在電源電路上，比如把溫度設(shè)定到30度，當(dāng)探頭測量溫度低于30度時P和1是閉合狀態(tài)，加熱器加熱，等探頭測量溫度到了30度時，P和1是斷開狀態(tài) 加熱停止，如此循環(huán)恒定溫度。

5 供水部分

原理設(shè)計(jì)：

采用380直流微型隔膜水泵進(jìn)行供水，具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可以長時間連續(xù)空轉(zhuǎn)、可以長時間連續(xù)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，體積小、電流小、壓力大、噪音低、使用壽命長、設(shè)計(jì)精致、物美價廉等優(yōu)點(diǎn)，其水溫通過電加熱器進(jìn)行加熱，有溫控儀可以調(diào)節(jié)溫度，在機(jī)體外殼上可以顯示加熱狀態(tài)，加熱的最高水溫保持在最適宜人體的溫度，為32度左右，通過外部旋鈕可以選擇溫度，冬天收外部環(huán)境因素的影響水溫會略微的降低。

6 烘手部分

原理設(shè)計(jì)：

烘干機(jī)采用超強(qiáng)“安靜芯”電機(jī)，全銅機(jī)芯穩(wěn)定耐用，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12小時，最高發(fā)熱量為40度，可長時間工作，性能更高，擁有36道扇面，可實(shí)現(xiàn)快速烘干，同時具有先進(jìn)的感應(yīng)芯片控制技術(shù)，對于外界反應(yīng)更加靈敏；采用主動式人體紅外感應(yīng)器，范圍在30cm左右，為烘干機(jī)預(yù)熱保留一些時間，使使用者靠近烘干機(jī)時可以直接接觸到熱風(fēng)，盡快的將手部烘干。

7 結(jié)論

殘疾人的生活水平是社會發(fā)展必須關(guān)注的問題，提高他們的生活質(zhì)量，保護(hù)他們安全健康，是科學(xué)所不能忽略的。我們的殘患人員洗手設(shè)備目前能夠安全、有效、方便的解決那些洗手有困難的群體，水溫適中，水流均勻，清潔舒適，清洗有效，可安放于殘患家庭、醫(yī)院、公共殘疾人廁所。當(dāng)然這只是我們項(xiàng)目組開發(fā)的第一代產(chǎn)品，仍要接受現(xiàn)實(shí)的考驗(yàn)，同時期待大家關(guān)注殘疾人健康，一起開發(fā)出更加安全、有效、方便的服務(wù)產(chǎn)品。

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