雨伞快速风干收纳装置的优化设计

□肖 帆 □宋秋红 □陆 玮

上海海洋大学 工程学院 上海 201306

雨伞快速风干收纳装置的优化设计

□肖 帆 □宋秋红 □陆 玮

上海海洋大学 工程学院 上海 201306

对雨伞快速风干收纳装置进行了介绍，并对风干结构与收纳结构进行了优化。装置以风干为原理，解决了传统以离心力为原理的类似装置占地面积较大、运行过程产生噪声、甩干过程存在不可知危险等问题。

雨伞；风干；收纳；设计

下雨天人们都会遇到如何收纳潮湿雨伞的问题，不正确的收纳方式会造成雨伞损坏，且占地面积大。为了解决这些问题，对现有处理方法进行分析，提出了雨伞快速风干收纳装置结构优化设计方案。该方案是在目前现有雨伞甩干装置[1-2]、雨伞甩干桶[2]的基础上进行的改进和创新，核心是由电动机高速转动带动风扇旋转，使大量的风通过导流板形成螺旋状气流，气流吹拂至伞面，将伞面上的雨水带走。这一设计可以短时间内安全、快速、环保地风干雨伞，从而解决了湿雨伞难收纳的问题。

研究主要包括以下内容。

（1）湿雨伞风干到何种程度为佳，风干程度不足，装置意义不大，过度风干，又会造成浪费。

（2）多把雨伞同时风干如何固定雨伞。

（3）雨伞风干后留下的雨水如何处理。

（4）涉及水和电，如何保证安全性。

（5）使用过程中是否会因为电动机和风扇运转而产生振动，进而导致装置损坏和发出噪声。

1 雨伞风干收纳装置总体设计

该机械装置外形由一个圆桶加半个圆桶组成，如图1所示。装置上方的半个圆桶中包含了内部核心结构、操作面板，以及雨伞挂钩等。装置下方的空心圆桶中包含了雨伞桶和雨水收集器。内部核心结构中，由电动机输出功率使风扇快速转动，使风吹过雨伞伞面，将雨伞伞面上的水滴吹落至装置底部凹形雨水收集器中。湿雨伞放置在装置上半部分的活动挂钩上。装置内部的传感器将具体的风速、温度、湿度等数据传达至操作面板，使装置达到智能可控的目的。整个装置传动简单，运行流畅，无复杂机械传动机构。

图1 装置整体视图

2 结构设计

2.1 雨伞桶及雨水收集器

设计的雨伞桶如图2所示，为了使收纳空间最大化，将雨伞桶设计为圆桶状，雨伞和雨伞之间可紧密依靠，尽量利用整个装置的内部空间。雨伞桶的上、下两部分别有一个半圆形缺口，上半部缺口方便雨伞斜向插入，下半部缺口则与雨水收集器配套。雨水收集器和雨伞桶采用简单的机械连接，两者平时为一体式，当需要将收集的雨水排放时，可将两者分离。雨水收集器如图3所示。在参考相关文献[3-5]后，笔者做出如下设计：位于装置最底部的雨水收集器类似于抽屉，当其中的水达到一定量后，可以将雨水收集器从整个装置中抽出倒掉。雨水收集器形状类似于碗壁形，当雨水被风扇从雨伞伞面吹至雨伞桶壁后，雨水从光滑的桶壁慢慢滑落，最终滑落至底部的凹形雨水收集器中。采用碗壁形设计，可以使桶内气流形成U形循环，减小动能损耗。

2.2 风扇及导流

为了使雨伞风干效率最大化，参考了相关文献[6-7]。设计了如图4所示的结构。风扇位于整个装置正上方，将气流从装置正上方竖直吹下，气流沿着桶壁在U形循环合流的作用下，最大效率地吹落伞面上的水。扇叶的形状如图5所示，该形状能够充分利用空间，增大吹风效率。同时还设计了一块导流板，导流板由多条平行斜线组成，能够使风扇吹出的气流形成一定角度，延长气流在桶内的流动时间，形成一股类似于螺旋状不断上升的气流。

2.3 雨伞挂钩

为了能够使雨伞在风干过程中得到有效固定，而不至于左右摆动，笔者在充分利用装置容积的情况下，设计了如图6所示的雨伞挂钩。利用类似超市货品挂钩的原理，在装置上半部缺口的壁面上安装了两排长短不一的雨伞挂钩，以满足不同型号雨伞的需求。这些挂钩是活动的，可以拆卸，也可以增加，便于根据实际需求进行更改。同时，这些挂钩后期也可改为锁扣形式的挂钩，以增加防盗、防错拿等功能。

图2 雨伞桶三视图

图3 雨水收集器三视图

图4 风扇及导流结构效果图

图5 扇叶结构图

图6 雨伞挂钩效果图

2.4 操作面板

操作面板是整个装置的操控中心，如图7所示。通过操作面板上的两个按钮和一个旋钮，可以调节风扇的转速，控制整个装置的开启和关闭。在操作面板的中央有一个液晶显示屏，参考相关文献[8-10]，设计为显示当前雨伞桶内的温度、湿度和风速情况。操作者通过这些数据的变化，可以判断湿雨伞是否已完全风干。同时还设计了报警装置，一旦桶内的湿度或风速超过最高阈值，整个装置即会立即关闭。相关数据由雨伞桶和雨水收集器中的传感器获得，然后在显示屏上显示，该智能化装置是设计难点，笔者只做了初步尝试，将来还可以应用单片机使整个装置更智能化，以进一步完善功能。

图7 操作面板示意图

3 结束语

笔者所设计的雨伞风干收纳装置与目前已有的装置相比，在雨伞放置、桶结构、风能利用和雨水排放等方面有一定优化和创新。当然，还存在部分问题有待进一步改进解决，如各部件传动数据的计算，电动机、装置材料的选择，操作系统的设计等。希望后续研究工作能够使笔者所述装置便携化、小型化、智能化，使其不仅能够安装于大型公共场所，而且还能成为一种新型智能家居工具，给大众生活带来方便。

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中广核携手上海电气提速智能核电建设

据中国证券网报道，近日，中国广核集团与上海电气在深圳签署智能核电联合推进框架协议，这一协议的签订是将“互联网+”从设计建造企业延伸至核电装备产业链及其制造流程的有益探索与实践，将实现设计三维模型与制造工艺流程的无缝衔接，提升核电装备制造的智能化水平。

Introduced an umbrella container for fast air dry and storage and its air-drying and storage structure was optimized.This means takes the air drying principle to overcome several disadvantages appeared in traditional devices operated by centrifugal force with similar functions i.e.large floor space,noise during operation,unknown risks during drying process.

Umbrella；Air Drying；Storage；Design

TH122

A

1672-0555（2016）04-031-03

2016年5月

肖帆（1995—），男，在读本科