关于一种智能毛巾烘干消毒设备的研究

王懂 谭赵斌 陈苗青

摘 要 现在市场上很多的消毒烘干设备，针对的一般都是碗筷、内衣内裤，但对于我们每天都使用的毛巾卫生安全很少关注。随着智能生活的不断推进，生活水平的提高毛巾卫生安全也将越来越变得尤为重要。本文着重为解决家庭毛巾烘干消毒问题，提高人们生活水平质量，保证人群在使用毛巾烘干消毒烘干设备时能够舒适的享受智能化带给生活的便捷。设计采用单片机控制的一种智能毛巾烘干消毒设备，可以实现以下3个功能：人体检测机器自动断电保护，保障人体免受紫外线的伤害，六十度恒温控制，防止温度过高损伤毛巾布料以及毛巾自动烘干收卷减少毛巾悬挂时占用空间体积。

关键词 家庭;智能毛巾消毒烘干;单片机;自动收卷

1正文

1.1 研究背景

随着人们对高品质生活的不断追求，对待卫生要求也越来也高并且一些爱美人士更是对待生活一丝不苟，同时伴随着国家关于毛巾卫生安全的报道。致使让很多人对待毛巾卫生也越来越重视。但当下却很少有设备专门针对家庭毛巾消毒烘干的，所以设计一种专门针对家庭智能毛巾消毒烘干的设备变得越来越为急迫。

随着当前国民收入的增长和健康消费概念的提升，联系工信部在2017年印发的《三年计划》中着重提出优先推动智能家居等产品的发展，再结合十八届五中全会出台的“二胎政策”以及当前的人口老龄化趋势，智能健康家居的发展迎来了发展机遇。

毛巾中含有多种致病病菌，很容易引发各种交叉感染[1]。同时，该报告针对毛巾进行多次的科学试验，总结出正确的毛巾使用方法。毛巾应该干着用。经过验证，湿毛巾的病菌含量明显多于干毛巾。大肠杆菌、厌氧菌等致病菌，甚至艾滋病毒能在湿毛巾里存活两天以上[1]。毛巾的及时烘干消毒保证每日健康。

1.2 基本结构研究

我们所设想的具体为一种能够实现人离电断、紫外消毒的恒温热风烘干机，它包括箱体、紫外灯、加热丝、横风机、红外人体感应装置、障碍检测装置、收卷装置。其中收卷装置由打孔滚轴机构与可转动悬挂架组成，打孔滚轴机构套在可转动悬挂架外侧。

收卷装置位于整个机器的最下方，当毛巾被装置上的塑料卡扣扣住后，机器启动收卷机构带动毛巾开始绕轴旋转，将毛巾绕成卷状。当红外人体感应装置与障碍检测装置通过红外线到检测人离开机器一定距离后，紫外灯、加热丝与横风机启动，开始进行紫外消毒与热风烘干，随着加热丝不断升温，当温度达到设定值时设备中的热敏变形金属片变形，加热丝断电，温度降低时金属片恢复，加热丝又通电继续加热，以此达到恒温加热烘干的目的。毛巾 中的水分会被横风机的风力吹出或被热风蒸发，靠近机器内侧的毛巾部分中的水分也会通过打孔滚轴机构中的小孔被吹出至毛巾外。当毛巾烘干至一定时间后机器自动关闭紫外灯、加热丝与横风机，完成烘干。

1.3 智能毛巾消毒烘干设备研究

我们研究了一种专门针对家庭使用的智能毛巾消毒烘干设备。该智能毛巾消毒烘干设备由贯流横风机、紫外线灯、51单片机、人体红外检测模块、避障红外对管、箱体、挂臂、毛巾收卷轴组成。该智能毛巾烘干消毒设备需悬挂在一处使用，该设备在人体红外检测模块检测下检测3米-5米距离内是否有人存在，保证人体在紫外线可照射范围外设备可能开始工作。当检测无人存在时，避障检测模块检测毛巾收卷轴上是否有毛巾。当检测有毛巾时，通过51单片机控制板控制安装在箱体内的贯流横风扇与紫外线灯开始工作，同时毛巾收卷轴对毛巾进行收卷当毛巾烘干并收卷在收卷轴上时智能毛巾烘干消毒设备停止工作处于待机状态。保证了毛巾能够高效的被烘干并且每一处都能被紫外线所消毒一遍实现每一处都被烘干每一处读被消毒。

当智能毛巾烘干消毒设备在工作时突然有人闯入人体红外检测范围内，智能毛巾烘干消毒烘干机在51单片机控制下停止工作并且处于随时唤醒状态。保证了人走即工作人来即停止了基本要求。在毛巾收卷对应的挡板上方装有障碍物检测装置，当毛巾挂上之后会阻挡障碍物检测模块发射的红外线致使红外线反射回来，使模块发送给控制板一个高电平信号。经过芯片處理运行机械语言做出宏观动作。

1.4 使用方法

将毛巾捏干后将毛巾上下一端夹持在毛巾收卷轴塑料卡扣上。卡好后打开位于箱体上方的总开关，智能毛巾烘干消毒设备处于待机状态，当人离开后设备自动工作。自动工作包括继电器导通220V电压使贯流横风机开始工作位于横风机出风口PTC加热组件开始产生热量。热量随横风吹出。向箱体出风口送风，位于烘干出风口上方的紫外线灯发出紫外线对毛巾进行杀菌消毒。

1—PTC加热组件   2—贯流横风机   3—紫外消毒灯    4—毛巾收卷轴   5—障碍物检测模块安装位置   6—人体红外检测模块安装位置

1.5 创新点及特色

我们通过调查研究发现在当下对毛巾烘干的设备由大致三类：悬挂式毛巾烘干机、立式毛巾烘干机、毛巾烘干架。当下的悬挂毛巾烘干机采用敞开式热风烘干，无自动烘干停机功能只能采用人工设置时间烘干并且烘干时间在30分钟左右。烘干架将潮湿的毛巾搭在烘干架上，开启热风机，热风鼓入烘干架内部后，通过烘干孔吹出实现烘干毛巾的功能[2]。烘干时间长，烘干架占用空间体积大，采用静态烘干毛巾易变硬。立式毛巾烘干机烘干室出风口，使得烘干室内的热风部分会回流到工作室内，而不是像以前，热风都通过其他出风口离开毛巾烘干机，通过使用这样的方式能够使得毛巾烘干机内部的热气流循环从而实现节能的目的[3]。采用的是静态封闭式烘干，水分不能及时的被排出导致毛巾外界相对湿度增减小了水分蒸发风速导致烘干效率下降。

我们研究的智能毛巾烘干消毒设备能够自动烘干停机并且能够对毛巾进行收卷烘干。烘干方式采用热风动态烘干，根据水分蒸发影响因素设计同时满足水分蒸发速率因素中的温度、外界相对湿度、风速、水分蒸发面积等因素。能够有效检测3～5米范围内的人体保障人体安全，通过物理公式的分析所研究出的机构更加高效低能耗。通过单片机的控制较其他设备我们所研究的设备更加智能化精准化。

参考文献

[1] 佚名.中家纺协会毛巾使用调研结果在京公布[J].纺织装饰科技，2014（3）：18.

[2] 李界.一种毛巾烘干机[P].中国：CN210197898U，中山市科企联知识产权代理事务所（普通合伙），2020-03-27.

[3] 许礼明.一种毛巾烘干架[P].中国：CN209712721U，北京天盾知识产权代理有限公司，2019-12-03.