智能调温坐垫的设计与制作

毛蔚蓝 雷晓钧 沈慧娟

摘 要：本文介绍了一款智能调温坐垫，此坐垫通过半导体制冷片调节坐垫温度，使坐垫的温度长期保持稍低于人体温，抑制汗液的产生，保持皮肤干燥，增加了久坐时的舒适度，同时通过防压措施，能够有效保证坐垫的耐用性。

关键词：调温坐垫 制冷片 抗压

中图分类号：TB47 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0072-01

随着社会的发展，一些工作需要久坐，如：会计、办公室文员、程序员等，久坐后会觉得凳子又热又湿，影响了工作效率。长期久坐还会出现压疮和湿疹等皮肤疾病，严重的还会出现下肢血液循环差、颈椎病变、心脑血管隐患等疾病。为了能够预防久坐带来的一系列疾病，我们设计了一种智能调温坐垫，通过改变温度市皮肤保持干燥，同时增加臀部受力面积来调节人体机能。

1 整体结构设计

此智能调温坐垫由充水坐垫和调温结构组成，其结构图如图1所示。调温部分通过半导体制冷片将多余的热量传导到散热片，再由散热片释放到空气中，充水坐垫增加臀部的受力面积，起到防压作用。

1.1 调温结构设计

坐垫的顶端是具有减缓臀部压强的充水坐垫，充水坐垫能够保持整个坐垫的温度一致，人们坐立时候臀部的动作会使内部的水介质发生流动，流动的水介质进行快速的温度交换，使整个坐垫的温度保持一致，水介质的比热容较大，对温度的变化起到了较好的缓冲作用。

充水坐垫下面是导热金属，如铝，导热金属具有良好的导热性，能够快速完成热量的交换，大面积的导热金属利于充水坐垫快速的进行热量交换，导热金属中有监测温度的热敏电阻，利用热敏电阻阻值随着温度变化的特性来控制温度的恒定。导热金属下面是半导体制冷片，制冷片通上正向直流电时将冷面的热量运到热面，半导体制冷片的冷面与导热金属连接，用来吸收导热金属的热量，热面与散热片相连。利用半导体制冷片间接将充水坐垫的热量运到散热片，市充水坐垫的温度保持恒定。充水坐垫的温度设置为一定范围内可以调节，以适应不同的体质和生理期的不同需求。温度控制使用比较器控制电路，比较器具有结构简单，使用方便的特点。散热片上加装了散热风扇，散热风扇采用温度控制自启动。当散热片的温度较高时便启动散热风扇辅助散热，辅助散热明显的减小了制冷片两面的温差，减小了制冷片的工作负荷。坐垫的温度可以调节，使用时只需调节相应的温度即可。由于坐垫温度长期低于人体温度，使汗腺活动减弱，基本不产生汗液，保证皮肤的干燥，有效的预防了皮肤病的发生。

1.2 抗压结构设计

充水坐垫能够较好的增大臀部的接触面积，减小臀部的压强促进血液循环，对预防压疮有较好的效果，但是充水坐垫的缺点是不抗压，体重较重的人坐上去可能会破裂，裤子上的纽扣、拉链一类的硬物也会使它破裂，无法满足人们长期使用的要求。不锈钢网具有良好的抗拉伸能力和耐腐蚀能力，将其包裹在充水坐垫的外围，即使有重压时不锈钢网的体积也不会变化，它的紧箍作用增加了充水坐垫的抗压能力，同时也能够抵御一些液体引发的锈蚀。不锈钢网采用孔隙较小、柔软度极高的多百目网，能够有效抵御常见的钥匙、纽扣、拉链等硬物带来的伤害。

1.3 固定结构设计

此充水坐垫底面如图2所示。导热金属与椅子直接接触，平放在椅子上面自由活动。导热金属上面有可以移动的卡条，卡条可以沿图示的箭头方向自由移动，当调节到合适的距离时候用螺丝固定，此调温坐垫就和椅子紧密连接在一起。当需要换用其它椅子时候可以松开固定卡条的螺丝就能够直接换用。不受到椅子结构的限制和影响。

2 结语

此智能调温坐垫通过半导体制冷片将坐垫的温度长期保持低于体温的状态，低温抑制了汗液的产生，保持皮肤干燥，对预防皮肤病有最优的效果。坐垫表面利用抗压充水坐垫，减小臀部压强，对加强血液循环和预防压疮有积极的效果。此坐垫样品实验结果良好，能够长时间将坐垫表面温度维持在稍低于人体温度的状态。

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