一種自動(dòng)干發(fā)裝置的研究與實(shí)現(xiàn)

摘 要：在日常生活中，尤其對于女性朋友來說，在洗完頭發(fā)之后，濕著頭發(fā)去做事情很妨礙。一般情況下大家都會(huì)選擇使用吹風(fēng)機(jī)風(fēng)干頭發(fā)。但在使用的過程中，也會(huì)有很多問題，比如對于長發(fā)的人來說，用吹風(fēng)機(jī)吹頭發(fā)會(huì)花費(fèi)更長的時(shí)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(huì)造成傷害。最重要的是，市場上現(xiàn)存的吹風(fēng)機(jī)對頭發(fā)有很大的損傷，長時(shí)間使用吹風(fēng)機(jī)吹頭發(fā)會(huì)導(dǎo)致頭發(fā)出現(xiàn)干枯、糙黃、分叉等問題。

本項(xiàng)目前期采用了問卷調(diào)查、訪談、實(shí)驗(yàn)等研究方法。在分析市場調(diào)查后，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)前市場上，人們對于現(xiàn)有的手動(dòng)吹風(fēng)機(jī)的看法：吹發(fā)時(shí)間長、對頭發(fā)損傷較大、手持很累等問題。我們在研究時(shí)便致力于解決目前存在的問題提供相關(guān)的解決辦法。

我們所要研發(fā)的產(chǎn)品為自動(dòng)干發(fā)器，這個(gè)產(chǎn)品由氣流供給裝置、環(huán)形與梳狀導(dǎo)流管、頭發(fā)收納裝置、智能控制系統(tǒng)以及支架五部分組成，氣流供給裝置通過微電腦控制產(chǎn)生用戶期望的溫度和風(fēng)速的空氣流，通過溫度恒定控制，始終保證接觸頭發(fā)的氣流不至于過高，環(huán)形導(dǎo)流管負(fù)責(zé)將前段的空氣流均勻的導(dǎo)入頭發(fā)根部，提高干發(fā)效率，落地式的支架支撐整個(gè)干發(fā)系統(tǒng)，配合頭戴式干發(fā)裝置，完全解放用戶的雙手。我們的自動(dòng)干發(fā)器可以解決市場現(xiàn)存的吹風(fēng)機(jī)的弊端，滿足用戶的需求。

關(guān)鍵詞：氣流供給裝置、環(huán)形與梳狀導(dǎo)流管、頭戴式干發(fā)裝置

1.研究簡介

洗頭是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?，洗完之后的讓頭發(fā)變干是一件比較麻煩的事情，尤其對于留有長發(fā)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(fēng)機(jī)吹干頭發(fā)，而市面上普通的吹風(fēng)機(jī)，在干發(fā)方面存在著風(fēng)速和溫度無法隨意調(diào)節(jié)的問題，風(fēng)速和溫度過低，則無法快速吹干頭發(fā)，風(fēng)速和溫度過高，則容易造成頭發(fā)損傷，更重要的是需要吹干頭發(fā)這個(gè)漫長的過程需要人們?nèi)淌殖执碉L(fēng)機(jī)，用戶舒適性體驗(yàn)差。為了解決以上問題，本研究開發(fā)的傳感式立體干發(fā)機(jī)，能夠?qū)︼L(fēng)速和溫度連續(xù)可調(diào)調(diào)，能自動(dòng)檢測頭發(fā)是否吹干，同時(shí)整個(gè)干法過程解放雙手，在高效、盡可能減少對頭發(fā)損傷吹干頭發(fā)的同時(shí)，提高用戶的整體舒適感。

傳感式立體干發(fā)機(jī)主要由氣流供給裝置、環(huán)形與梳狀導(dǎo)流管、頭發(fā)收納裝置、智能控制系統(tǒng)以及支架五部分組成，氣流供給裝置通過微電腦控制產(chǎn)生用戶期望的溫度和風(fēng)速的空氣流，通過溫度恒定控制，始終保證接觸頭發(fā)的氣流溫度不至于過高，環(huán)形導(dǎo)流管負(fù)責(zé)將前端產(chǎn)生的空氣流均勻地導(dǎo)入頭發(fā)根部，提高干法效率，落地式的支架能夠支撐整個(gè)干法系統(tǒng)，配合頭戴式干法裝置，完全解放用戶的雙手。

同時(shí)，我們調(diào)查與研究了人體頭發(fā)能夠適應(yīng)的溫度范圍、風(fēng)速范圍，確定出本次作品的溫度和風(fēng)速基本參數(shù)。通過查閱資料、問卷調(diào)查、邀請志愿者實(shí)驗(yàn)等方法，確定出自動(dòng)干法器工作的溫度和風(fēng)速的參數(shù)范圍，進(jìn)而對系統(tǒng)開發(fā)提出了具體的參數(shù)指標(biāo)。設(shè)計(jì)出能夠在用戶設(shè)定溫度和氣流參數(shù)后，恒溫、恒速熱氣流供給與控制系統(tǒng)。根據(jù)上文得出的基本參數(shù)，選取傳感器結(jié)合單片機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出溫度和氣流連續(xù)可調(diào)的恒溫、恒速熱氣流供給與控制系統(tǒng)。

此外，我們通過查閱資料、問卷調(diào)查、邀請志愿者實(shí)驗(yàn)等方法統(tǒng)計(jì)出人體頭部的基本參數(shù)，進(jìn)而確定出干發(fā)器頭部的基本參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)與研究空氣動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出能夠盡可能貼合頭部且使得氣流能夠均勻分布于頭發(fā)根部的干發(fā)器頭部裝置。

我們還設(shè)計(jì)了能夠?qū)︻^發(fā)干燥度自動(dòng)檢測與控制系統(tǒng)，使得頭發(fā)吹干后自動(dòng)停機(jī)并發(fā)出提醒信號(hào)。根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理，在熱氣流源端和末端采用濕度傳感器進(jìn)行頭發(fā)干燥度的檢測，進(jìn)而完成在頭發(fā)吹干時(shí)自動(dòng)停機(jī)的功能，同時(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)的語音或圖示話的提示裝置。

2.研究特色

本項(xiàng)目的特色是改變現(xiàn)有吹風(fēng)機(jī)干法時(shí)的不足，能夠?qū)Ω煞ǖ娘L(fēng)速和溫度連續(xù)可調(diào)，同時(shí)在用戶設(shè)定具體參數(shù)后能夠通過恒溫、恒速熱氣流供給與控制系統(tǒng)保持風(fēng)速和溫度，在熱氣流源端和末端濕度傳感器進(jìn)行頭發(fā)干燥度的檢測能自動(dòng)檢測頭發(fā)是否吹干，同時(shí)整個(gè)干法過程解放雙手，在高效、盡可能減少對頭發(fā)損傷吹干頭發(fā)的同時(shí)，提高用戶的整體舒適感。

3.產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢

3.1產(chǎn)品自身優(yōu)勢

傳感器算法：

（1）設(shè)計(jì)之前，已查找資料，對濕度傳感器的基本原理進(jìn)行了解。

目前以及基本確定濕度傳感器的基本算法，主要運(yùn)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(shí)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(nèi)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(zhì)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(tài)下的最高濕度。絕對濕度只有與溫度一起才有意義，因?yàn)榭諝庵心軌蚝械臐穸鹊牧侩S溫度而變化。在不同的溫度中絕對濕度也不同，因?yàn)殡S著溫度的變化空氣的體積也要發(fā)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(tǒng)的主要性能已經(jīng)分析完成;

（3）整個(gè)電路的流程進(jìn)行分析已完成：

（4）硬件的準(zhǔn)備以及焊接已完成：

（5）用c語言進(jìn)行軟件的編寫并仿真完成：

主要技術(shù)參數(shù)：

（1）顯示容量：16×2個(gè)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?。?/p>

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(diǎn)是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優(yōu)異，居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學(xué)性、沖擊彈性很好，耐酸堿，比重小，可進(jìn)行高填充配合。耐熱可達(dá)150℃，耐極性溶劑-酮、酯等，但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機(jī)械性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點(diǎn)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(shè)備襯里、電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運(yùn)輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業(yè)制品。

可以及其有效的與頭部貼合，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以與人體皮膚直接接觸且能長期使用。

3.2產(chǎn)品使用功能的優(yōu)勢

干發(fā)判斷方面

我們采用進(jìn)氣口與頭發(fā)末梢的出氣口的兩個(gè)濕度傳感器，通過比較進(jìn)氣口與出氣口的濕度差值判斷頭發(fā)是否已經(jīng)干了，我們可以做到自行調(diào)整差值范圍的大小，主要根據(jù)不同季節(jié)的不同用戶可以做出調(diào)整，在濕度判斷方面，這是絕大多數(shù)干發(fā)裝置無法做到的，而我們通過自行設(shè)計(jì)傳感器算法以及運(yùn)作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷，同時(shí)，我們所采用的材料也是極為安全和穩(wěn)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(xiàng)指標(biāo)的。

實(shí)現(xiàn)真正的解放雙手

傳感式立體干發(fā)機(jī)主要由氣流供給裝置、環(huán)形與梳狀導(dǎo)流管、頭發(fā)收納裝置、智能控制系統(tǒng)以及支架五部分組成，在產(chǎn)品的前期設(shè)計(jì)中，我們的裝置的基座是需要落地的，然后上部分的頭發(fā)收納裝置以人體接觸，人們在使用的時(shí)候只需正常打開開關(guān)，待裝置開始工作之后便可雙手離開，由于前期的設(shè)計(jì)中，裝置是不可移動(dòng)的，所以我們只能固定在一個(gè)地方，對于理發(fā)店和酒店而言卻是極為合適的。

基金項(xiàng)目：本文系成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目《一種自動(dòng)干發(fā)器 》成果之一，項(xiàng)目編號(hào)：S201912064033。

作者簡介：余洋（1998—），男，漢族，四川仁壽，?？疲啥己娇章殬I(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：物流管理。