雨傘速干機的設計與應用

王瀚渤，張堯禹，金京玉，劉 鵬，馬克成，周博思

(沈陽工學院 機械工程與自動化學院，遼寧 撫順 113122)

雨天帶傘進入室內(nèi)時，雨水附著在雨傘表面，容易弄臟環(huán)境，人多時不僅難以清除，還可能令人摔倒。如果公共場合有一臺機器能將附著雨水的雨傘速干，可為人們提供便利，避免因地面濕滑而摔倒?；诖?，設計了雨傘速干器。

1 雨傘速干機的設計

雨傘速干機整體建模如圖1所示，主要由固定器、機蓋、機器外殼、空壓機、機器底座、排水傘筒、吸水速干布、進氣裝置、電路箱、輪子等部分組成。產(chǎn)品技術關鍵是運用氣給傘一定的壓力，增大水接觸面積，增大傘表面空氣流速，運用電熱絲增加傘表面溫度，使水分快速揮發(fā)。

圖1 雨傘速干機整體建模圖Fig.1 Model of umbrella quick drying machine

1.1 雨傘速干機設計分析

雨傘速干機整體結構如圖2所示。其中，結構1為固定器，其與傘把接觸，用來固定正在進行烘干的雨傘，防止雨傘在烘干過程中發(fā)生晃動，對傘或機器造成破壞。結構2為機蓋，由兩個半圓形不銹鋼片組成，向內(nèi)閉合，向外開啟，與機蓋連接的有一個控制高壓氣開啟與閉合的開關，只有在機蓋關閉且腳踏機器開關打開的情況下進氣裝置才會運行，以保證安全，防止高壓氣傷害使用者。結構3為機器外殼，防止磕破等外力行為對機器造成傷害。結構4為220伏370瓦6寸4升小型空氣壓縮機，最大壓力為8 kg高壓。結構5為機器底座，給予機器一個支撐。結構6為排水傘筒，如圖3所示，主要以圓錐為主體，側壁有排水口并使用結構7吸水速干布將其包裹，既可以吸收水分又可以防止高壓氣外漏，保證最大的力將雨傘吹干。結構8為進氣裝置，由主進氣管、支路進氣管、進氣盤(如圖4所示)和電熱絲組成，空壓機提供高壓氣，通過主進氣管將高壓氣傳遞給支路進氣管，支路進氣管內(nèi)壁附著著電熱絲，將氣加熱通過進氣盤的氣孔進入到裝置6排水傘筒內(nèi)。之所以將此裝置放在底部，是因為考慮到兩折傘和三折傘，氣從底部進入，會將傘與雨水接觸過的部位全部吹到，運用高壓氣的力和電熱絲的熱度增大接觸面積，增大傘表面空氣流速和溫度，使其在5 s內(nèi)速干。結構9為電路箱，由于電與水易發(fā)生導電，為了安全，電路箱完全閉合。裝置10為腳踏機器開關，固定好雨傘，關閉機蓋之后，踩下腳踏機器開關會啟動進氣裝置。為安全考慮，當抬起腳踏機器開關后，進氣裝置停止工作，并在進氣裝置停止工作2 s后機蓋自動打開，哪怕進氣裝置還有0.01 s結束工作蓋子也不會打開。結構11為輪子，方便機器移動。

1.固定器 2.機蓋 3.機器外殼 4.空壓機 5.機器底座 6.排水傘筒 7.吸水速干布 8.進氣裝置 9.電路箱 10.腳踏機器開關 11.輪子圖2 雨傘速干機整體結構Fig.2 Overall structure of umbrella quick-drying machine

圖3 排水傘筒Fig.3 Drainage umbrella tube

圖4 進氣盤Fig.4 Intake disc

1.2 雨傘速干機的環(huán)保思路

很多商場在下雨天都會使用如圖5所示的裝置，將其放在商場門口給顧客的雨傘外部套上一個塑料袋，防止雨傘上的水滴到地上。但這樣設計不夠環(huán)保，以某連鎖商場為例，平均每天每個商場人流量為2.7萬人，全國每天平均人流量將超過500萬人次，即雨天至少要使用500萬個塑料袋，這將對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。但雨傘速干機可解決污染問題，只需用電將傘吹干，效率與雨傘套袋裝置相當。

圖5 雨傘套袋裝置Fig.5 Umbrella bagging device

1.3 雨傘速干機的防誤傷設計

安全是一切活動的基礎及前提。雨傘速干機設計上要把安全放在首要位置。雨傘速干機的蓋子、腳踏開關和進氣系統(tǒng)是一個聯(lián)動裝置，因為高壓氣很容易給人帶來傷害，因此把它做成了一個聯(lián)動裝置，人們固定好雨傘，關閉機蓋之后踩下腳踏機器開關就會啟動進氣裝置，為安全考慮，當人們抬起腳踏機器開關后，進氣裝置停止工作，并在進氣裝置停止工作2s后機蓋自動打開，如果蓋子在打開的情況下，無論怎么踩腳踏機器開關都不會出氣，蓋子有一絲縫隙都不會讓出氣開關開啟。

1.4 雨傘速干機的商業(yè)思路

每個雨傘套袋機價格大概在500元左右，每500個雨傘塑料袋價格大概在50元左右，雨天每個商場買塑料袋的價格大約需要2 700元，而一臺雨傘速干機的價格需要1 500元，而該機器每小時持續(xù)工作用電7.5度，每天10 h僅需要75元，由此可見，雨傘速干機的價格加上這一天所消耗電的費用遠小于雨傘套袋機的費用，且雨傘速干機更加環(huán)保。

2 雨傘速干機的適用范圍及推廣

雨傘速干機適用于人流量大的地點，如商場、教學樓、寫字樓等。設計了調(diào)查問卷來了解人們對該機器的看法，共調(diào)查了500位男士和500位女士，結果表明，80.9%的人對下雨天濕漉漉的雨傘感到極其煩惱；在濕雨傘對人們的困擾這個問題上，81.9%的人認為濕雨傘不方便裝到包里攜帶，44.7%的人覺得濕雨傘不好找地方晾曬，62.8%的人認為濕雨傘在人流密集的地方容易弄濕他人衣物；針對雨天進入公共場所時人們?nèi)绾翁幚頋裼陚氵@個問題，8.5%選擇擦拭雨傘，0.9%選擇不處理，而90.6%的人選擇使用塑料袋套住雨傘；當進入公共室內(nèi)場所，看到濕雨傘殘留在地面上的水漬及人們踩上去留下的鞋印，89.7%的人會感到不適，10.3%的人表示沒有感到不適；87.6%的人覺得公共室內(nèi)場所負責人有必要采取方法解決濕雨傘導致的地面濕滑問題，12.4%的人覺得沒必要解決；94.7%的人希望可以有一種裝置在雨天能給自己的雨傘速干；當提到如果有一臺雨傘速干機，您更希望它是如何達到速干目的時，30.4%的人希望可以選擇烘干，67.8%的人希望可以吹干，1.8%的人希望可以擦干來達到目的；在人們可以接受雨傘速干機的速干時間這個問題上，48.7%人可以接受在10 s內(nèi)速干，29.5%的人可以接受在20 s內(nèi)速干，21.8%人可以接受在30 s內(nèi)速干；如果前往公共場所有一臺速干機，94.3%的人愿意使用，1.4%的人不愿意使用，4.3%人認為可以看情況而定；86.6%人認為雨傘速干機可以用在公共場所(如商場、餐廳等)，66.7%人認為雨傘速干機可以用在交通運輸站(如公交車站、地鐵站等)，72.3%的人認為雨傘速干機可以用在辦公學習場所(如公司、教學樓等)，24.6%的人認為可以用在家中。最后，99.7%的人認為如果有一臺機器可以快速吹干雨傘是方便且實用的。

3 結語

通過調(diào)查問卷可以看出，大部分人因為雨天濕漉漉的雨傘而感到煩惱。進入商場一般會使用自動套袋機將塑料袋套在雨傘外面，保證雨傘進入商場不滴水，防止弄臟地板或?qū)е氯藛T滑倒等。但塑料到會形成白色污染，浪費資源。而雨傘速干機既可以做到使雨傘不滴水又可以達到環(huán)保的目的，成本低，減少了不可再生資源的消耗?？梢允占陚懵湎聛淼乃纬蓮U水利用，用來澆花等。