一种新型户外防湿座椅研究

周洺旭

（临沂第九中学，山东 临沂276000）

1 设计背景

在日常生活中，存在一些户外公共用品在雨天因沾满雨水而无法使用的问题，而现有的解决方法只有做一些遮雨棚之类的遮挡物，但一般遮挡物若体积较小，则会出现严重的潲雨现象，达不到遮雨的目的；若体积过大则会遮挡视线，破坏景致，不仅有碍观瞻且成本较高。因此，户外公共用品的防雨问题一直没得到很好的解决。

2 设计目的

智能化的初衷就是方便人们的衣食住行，节约人的精力，使人的生活更加方便智能，世界正在变得越来越智能，人们追求的也是智能化的生活。智能户外座椅从细节处改善人们的生活，替人们解决一些小问题。同时打破单一的遮挡式防雨方式，为户外用品的改进提供了一个新的方向。淡化了雨天对人们进行户外活动的影响。

3 整体方案

3.1 方案论证。3.1.1 控制方式的确定。由51 单片机控制，便可实现所有功能，雨滴传感器滴水后向单片机传送低电平，由单片机IO 口接收，单片机接收到信号后，进而控制后面的驱动模块，从而达到要实现的功能。3.1.2 椅面上升方式。通过推杆电机控制椅面的升降，由于支点单一，出现了左右摇晃不稳定的问题，为此由添加的光轴和滑块的组合，固定上升支架的两侧，稳定了支架上升的过程，由于光轴的光滑性，也并未对上升过程产生多余阻力。3.1.3 雨滴传感器安放方式。为使雨滴传感器能够更准确灵敏的感应天气情况，则既要保证下雨时能第一时间感应到，又要保证没有雨水下落时第一时间感应到。因此选择将雨滴传感器在座椅一侧大角度倾斜放置，保证了落在雨滴传感器上的雨水第一时间滑落，从而使其感应效果更佳灵敏。3.1.4吸水材料的选择。采用吸水量最大，结构外形稳定的海绵作为吸水材料，相较于毛巾等物品更加美观且便于控制。

4 技术关键

4.1 对雨滴信号的接受并读取利用。

4.2 翻转过程中板凳的稳定性。

4.3 利用舵机和方管控制吸水海绵的移动

5 各模块技术指标

5.1 驱动模块

采用L298N 电机驱动模块，控制推杆电机和直流减速电机。

5.2 感应模块

采用雨滴传感器作为感应模块，其中的雨滴传感器用于检测出雨量，并利用控制器将检测出的信号进行变换，将模拟信号转变为数字信号，由单片机接收并作出反应。

6 作品论述

6.1 作品的科学性

首先介绍一下这款产品使用的主要器件器件，主控芯片采用的是stc89c51rc 芯片，该芯片价格低廉控制简单，虽然性能并非最佳，但足够胜任本产品的控制。产品通过雨滴传感器向单片机发送数字信号进而控制L298N 模块实现对电机的正转、反转、工作、停止的控制。简单准确，便于控制。

6.2 作品的先进性、创新性

改变了传统的遮挡型防雨方式，采用更灵活的构造对户外座椅进行精准的控制。机械结构简单稳定，推杆电机、光轴、滑块的结合时椅面能够稳定上升。低功耗设计，利用舵机控制方管的张合推动吸水海绵擦拭椅面，于烘干等方式相比更加节能环保。没有复杂的线缆，内部电路简单，后期维护维修简单。相比于采用遮挡型防雨方式的户外座椅更加小巧，易于安装，成本低，可适用于各种不同户外环境。

7 工作方式

7.1 驱动方式

以12V100r/min 直流减速电机带动椅面翻转。用推杆电机控制椅面的起落。推杆电机推力大，稳定性好，经济耐用。

7.2 感应方式

用雨滴模块来检测天气，利用雨滴传感器探测实时接收天气情况，其中的雨滴传感器用于检测出雨量，并利用控制器将检测出的信号进行变换，将模拟信号转变为数字信号，进行回传分析，由单片机接收并作出反应。适应各种环境。

7.3 拓展方式

在椅面下方置吸水海绵，并利用方管和舵机的结合推动其移动，从而实现对被打湿椅面的擦拭，使座椅即使在阴晴不定的天气下依然能保持干燥，正常使用。

7.4 控制方式

采用stc89c51 单片机处理信号并发送信号，控制L298N 电机驱动模块驱动电机。

8 结论

在制作过程中，分析现有各类户外座椅，找到他们的不足之处，对他们的缺点进行集中思考，最终想到自动翻转这一初步想法，在此基础上又增加扩展的擦拭功能，加强实际应用。在进行设计过程中，提出多种制作方案进行测试，作品在进行单片机自动控制这一程中，经过试验，调试各项指标，最终掌握最佳方案整体设计制造的成功离不开队员们齐心协力，不怕困难，勇于探索的精神。在遇到问题时积极思考，能够相互解答相互帮助，因此才能够在有限的时间内完成高质量的课程设计。

最后还要感谢巩老师张老师等实验室老师的支持和指导。