一种自动干发装置的研究与实现

摘 要：在日常生活中，尤其对于女性朋友来说，在洗完头发之后，湿着头发去做事情很妨碍。一般情况下大家都会选择使用吹风机风干头发。但在使用的过程中，也会有很多问题，比如对于长发的人来说，用吹风机吹头发会花费更长的时间，全程都需要手持，而且如果温度控制不好，对我们的头皮也会造成伤害。最重要的是，市场上现存的吹风机对头发有很大的损伤，长时间使用吹风机吹头发会导致头发出现干枯、糙黄、分叉等问题。

本项目前期采用了问卷调查、访谈、实验等研究方法。在分析市场调查后，我们发现当前市场上，人们对于现有的手动吹风机的看法：吹发时间长、对头发损伤较大、手持很累等问题。我们在研究时便致力于解决目前存在的问题提供相关的解决办法。

我们所要研发的产品为自动干发器，这个产品由气流供给装置、环形与梳状导流管、头发收纳装置、智能控制系统以及支架五部分组成，气流供给装置通过微电脑控制产生用户期望的温度和风速的空气流，通过温度恒定控制，始终保证接触头发的气流不至于过高，环形导流管负责将前段的空气流均匀的导入头发根部，提高干发效率，落地式的支架支撑整个干发系统，配合头戴式干发装置，完全解放用户的双手。我们的自动干发器可以解决市场现存的吹风机的弊端，满足用户的需求。

关键词：气流供给装置、环形与梳状导流管、头戴式干发装置

1.研究简介

洗头是人们日常生活中必不可少的一部分，洗完之后的让头发变干是一件比较麻烦的事情，尤其對于留有长发的女性朋友来说更是如此，目前人们最广泛采用的方式就是采用吹风机吹干头发，而市面上普通的吹风机，在干发方面存在着风速和温度无法随意调节的问题，风速和温度过低，则无法快速吹干头发，风速和温度过高，则容易造成头发损伤，更重要的是需要吹干头发这个漫长的过程需要人们全程手持吹风机，用户舒适性体验差。为了解决以上问题，本研究开发的传感式立体干发机，能够对风速和温度连续可调调，能自动检测头发是否吹干，同时整个干法过程解放双手，在高效、尽可能减少对头发损伤吹干头发的同时，提高用户的整体舒适感。

传感式立体干发机主要由气流供给装置、环形与梳状导流管、头发收纳装置、智能控制系统以及支架五部分组成，气流供给装置通过微电脑控制产生用户期望的温度和风速的空气流，通过温度恒定控制，始终保证接触头发的气流温度不至于过高，环形导流管负责将前端产生的空气流均匀地导入头发根部，提高干法效率，落地式的支架能够支撑整个干法系统，配合头戴式干法装置，完全解放用户的双手。

同时，我们调查与研究了人体头发能够适应的温度范围、风速范围，确定出本次作品的温度和风速基本参数。通过查阅资料、问卷调查、邀请志愿者实验等方法，确定出自动干法器工作的温度和风速的参数范围，进而对系统开发提出了具体的参数指标。设计出能够在用户设定温度和气流参数后，恒温、恒速热气流供给与控制系统。根据上文得出的基本参数，选取传感器结合单片机控制系统，设计出温度和气流连续可调的恒温、恒速热气流供给与控制系统。

此外，我们通过查阅资料、问卷调查、邀请志愿者实验等方法统计出人体头部的基本参数，进而确定出干发器头部的基本参数，在此基础上进一步学习与研究空气动力学的基本知识，进而设计出能够尽可能贴合头部且使得气流能够均匀分布于头发根部的干发器头部装置。

我们还设计了能够对头发干燥度自动检测与控制系统，使得头发吹干后自动停机并发出提醒信号。根据自动控制系统的原理，在热气流源端和末端采用湿度传感器进行头发干燥度的检测，进而完成在头发吹干时自动停机的功能，同时设计相关的语音或图示话的提示装置。

2.研究特色

本项目的特色是改变现有吹风机干法时的不足，能够对干法的风速和温度连续可调，同时在用户设定具体参数后能够通过恒温、恒速热气流供给与控制系统保持风速和温度，在热气流源端和末端湿度传感器进行头发干燥度的检测能自动检测头发是否吹干，同时整个干法过程解放双手，在高效、尽可能减少对头发损伤吹干头发的同时，提高用户的整体舒适感。

3.产品的竞争优势

3.1产品自身优势

传感器算法：

（1）设计之前，已查找资料，对湿度传感器的基本原理进行了解。

目前以及基本确定湿度传感器的基本算法，主要运用于湿度差值的判断，空气湿度是指空气潮湿的程度，可用相对湿度（RH）表示。相对湿度是指空气实际所含水蒸气密度和同温下饱和水蒸气密度的百分比值。人体在室内感觉舒适的最佳相对湿度是，49% ～51%，相对湿度过低或过高，对人体都不适甚至有害。绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化。在不同的温度中绝对湿度也不同，因为随着温度的变化空气的体积也要发生变化。但绝对湿度越靠近最高湿度，它随温度的变化就越小。

（2）系统的主要性能已经分析完成;

（3）整个电路的流程进行分析已完成：

（4）硬件的准备以及焊接已完成：

（5）用c语言进行软件的编写并仿真完成：

主要技术参数：

（1）显示容量：16×2个字符

（2）芯片工作电压：4.5—5.5V

（3）工作电流：2.0mA（5.0V）

（4）模块最佳工作电压：5.0V

（5）字符尺寸：2.95×4.35（W×H）mm

材料选取：

我们的材料选择是乙丙橡胶（EPM＼＼EPDM） 乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异，居通用橡胶之首。电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150℃，耐极性溶剂-酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳香烃，其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用温度范围：约-50℃～+150℃。 主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。

可以及其有效的与头部贴合，且化学性质稳定，可以与人体皮肤直接接触且能长期使用。

3.2产品使用功能的优势

干发判断方面

我们采用进气口与头发末梢的出气口的两个湿度传感器，通过比较进气口与出气口的湿度差值判断头发是否已经干了，我们可以做到自行调整差值范围的大小，主要根据不同季节的不同用户可以做出调整，在湿度判断方面，这是绝大多数干发装置无法做到的，而我们通过自行设计传感器算法以及运作系统，可以实现自动判断，同时，我们所采用的材料也是极为安全和稳定的材料，无论在安全性还是人体健康方面都是符合国家各项指标的。

实现真正的解放双手

传感式立体干发机主要由气流供给装置、环形与梳状导流管、头发收纳装置、智能控制系统以及支架五部分组成，在产品的前期设计中，我们的装置的基座是需要落地的，然后上部分的头发收纳装置以人体接触，人们在使用的时候只需正常打开开关，待装置开始工作之后便可双手离开，由于前期的设计中，装置是不可移动的，所以我们只能固定在一个地方，对于理发店和酒店而言却是极为合适的。

基金项目：本文系成都航空职业技术学院2019年四川省大学生创新创业训练项目《一种自动干发器 》成果之一，项目编号：S201912064033。

作者简介：余洋（1998—），男，汉族，四川仁寿，专科，成都航空职业技术学院，研究方向：物流管理。