冬暖夏涼涼席電熱毛毯

冬暖夏涼——涼席電熱毛毯課題組成員：邵一釗楊勝策耿繼勛摘要根據(jù)我國的電熱毯的使用反饋來看，大部分的電熱毯使用者描述電熱毛毯睡著不舒適，用著不安全（嚴(yán)重會發(fā)生火災(zāi)），局部受熱不均，功能單一等。面對這些問題，還需一種新式的滿足上式要求的熱毛毯來解決。為此，我們收集與分析了使用者的反饋并結(jié)合自身的經(jīng)歷，研發(fā)出了我們自己的電熱毯。該電熱毯全為涼席電熱毯，解決了睡覺不適，安全性能低，受熱不均等問題，冬天夏天都可以用該毯取暖散熱。不需在冬夏交際時拆換，十分便利好用。關(guān)鍵詞涼席電熱毯恒溫舒適安全防水操作簡易創(chuàng)新點分析1、通過涼席木片能使熱量散發(fā)的更充分這一經(jīng)驗，使得電熱毯產(chǎn)熱于木片上，布熱均勻，人感舒適。2、利用電熱毯與家需本身的特點進行1+1，取長補短，冬夏皆可用。3、利用內(nèi)部線路以及木片的特殊結(jié)構(gòu)，能夠比傳統(tǒng)涼席散熱更快。4、改進了電熱毯的結(jié)構(gòu)，使其可以自由折疊，不會損壞。5、使用特殊開關(guān)，能夠顯示且控制溫度，方便隨時調(diào)節(jié)。6、若開關(guān)失靈，溫度達到限定溫度后，溫控系統(tǒng)中空氣膨脹，讓開關(guān)自動關(guān)閉或直接使其斷路。一、問題由來隨著社會經(jīng)濟水平的提高，人們的生活質(zhì)量也在上升，但是如今的電熱毯讓正在上升的生活質(zhì)量有些滯后。電熱毯，其功能單一，還有極大的安全隱患，這些缺點已經(jīng)使得電熱毯變成了淘汰品。且在冬夏之際需拆換電熱毯，十分麻煩。如果能擁有一個能解決上述問題的電熱毯就可以大大的增強其安全性，且功能豐富滿足人們需求火災(zāi)發(fā)生的可能性也會減小，進而生活質(zhì)量也會提高。二、研究背景市面上普通的家用電熱毯存在如下問題：1、冬天裝、夏天拆，麻煩。2、質(zhì)量厚重。3、不會自動斷電，容易引發(fā)火災(zāi)。4、大多不具有恒溫功能。5、體積巨大。6、功能單一。故我們才有此創(chuàng)意，我們針對市面上電熱毯存在的問題進行了小組討論，大家集思廣益各抒己見。有了幾種方案，但經(jīng)審核篩選后進行了部分調(diào)整，小組成員一致通過。三、查新總結(jié)1、查新階段為了驗證我的方案是否有人實施，我通過百度搜索進行了查新。百度關(guān)鍵詞為：涼席電熱毯。通過查新發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有人申請了以下專利（見表一）:表一：查新專利表專利申請?zhí)栔饕韺＠耸欠裼袑嶋H應(yīng)用專利1CN97221396插座安全保護蓋李玉昆正小面積運用于市場專利2CN127373.X安全式擋板插座王永明運用于工廠中不適合家用我發(fā)現(xiàn)專利1、2都是關(guān)于插座的相關(guān)原理，他們設(shè)計單一并運用不廣，不適用于廣大百姓且不能與電熱毯相結(jié)合。我準(zhǔn)備換個思路，實現(xiàn)夜間電熱毯插座安全。2、構(gòu)思及方案比較其構(gòu)思功能較單一并沒有考慮電熱毯的相關(guān)運用，且只考慮了安全沒有考慮到電阻的大小、電流的承受能力以及價格，故經(jīng)小組討論，均一致認(rèn)為我們的方案有過之而無不及，各方面均優(yōu)于他們的專利，所以我們對此次大賽信心充沛。2.1構(gòu)思為了設(shè)計我的涼席電熱毯，我跟家人一起利用老師教的思維風(fēng)暴法，得到下表列出的幾種構(gòu)思（見表二）：表二：思維風(fēng)暴匯總表方案名 稱思路來源工作方法提出人1安全插座對豕人的安全考慮增大電阻，減小電流媽媽2多功能插座對娛樂的考慮混合插孔哥哥3不分流插座提咼充電速度增加電壓同學(xué)4奇形插座外觀新穎美觀改變材料外形爸爸5復(fù)古插座尋找兒童時期的記憶利用原始材料改進姥姥2.2方案的篩選有了這么多思路，可是怎么選擇我準(zhǔn)備實施的方案呢？我想起每學(xué)期學(xué)校都會對同學(xué)們的各方面做綜合評定，我決定試試這個方法。作為當(dāng)代社會之需求，我初步選了五個方面做為考評重點。使用可靠 材料做工到位安全效果 經(jīng)小組所有成員實驗制作難易程度 適合高中生成本 不超過高中生經(jīng)濟能力承受范圍。其他 材料采用原始木料，安全可靠，性質(zhì)穩(wěn)定放心。方案評比經(jīng)過對比，我將安全可靠作為我實施方案主要思路方向，運用由簡到繁，在由繁到簡的設(shè)計理念，開始進行方案實施。中國古代開始使用且延續(xù)至今的涼席，具有散熱，睡感舒適，方便清潔，攜帶方便等特點。現(xiàn)在雖有電冷毯的想法存在，但并不能實施。因為其對人體會造成傷害，像風(fēng)濕類的疾病，且制冷的原理也不科學(xué)。中國現(xiàn)在所使用的電熱毯具有取暖效果顯著等特點。兩樣?xùn)|西結(jié)合，則可相互取長補短，滿足人們的生活需求。目前這是最先進的創(chuàng)意思想，絕無僅有。四、設(shè)計目的設(shè)計并制作一種涼席電熱毯，能夠冬可取暖，熱量分布更均；夏可散熱，散熱速度快。且安全可靠，價格低廉，能適用于普通人家。打破傳統(tǒng)電熱毯之思路，推陳出新，革故鼎新。五、基本思路及方案實施過程1、基本思路根據(jù)電熱毯工作原理，有效將共與涼席結(jié)合，冬天時，只需插上電源，按動開關(guān)，即可取暖，因為涼席的木片具有布熱均勻不干躁的特點，所以人體整體受熱均勻，皮膚不干躁。夏天則不用插電，通過內(nèi)置線路及木片散熱，能夠有效的讓人體感到?jīng)鏊c舒適，冬、夏皆可用，十分新穎方便。2、方案實施過程2.1方案實施階段一：設(shè)計要點：席子電熱毯模型制作：制作困難，其制作過程為：劃破席子，將電熱毯均勻放入并分布但在制作過程中我發(fā)現(xiàn)有幾個問題：1重量重2導(dǎo)熱性差3體積巨大4不能恒溫等2.2方案實施階段二：席子恒溫電熱毯主要改進點：解決了不能恒溫的問題2.3方案實施階段三：論證：解決了以上所提出的所有問題并加以改進設(shè)計原理：將木片與電熱毯相結(jié)合主要材料：特制木片、膠水、電熱絲、恒溫開關(guān)、絕緣膠布、膠帶優(yōu)點：（1）冬夏均可用（2）安全可靠模型制作：我們在原定產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進行了比例縮小，采用縮小20倍的方案進行實驗，面積雖小，但效果很好，足以證明我們的方案可實施、可行成本分析：由于此次木片均為廠家定制，故價格較高，且面積較大，故所用膠水較多，由于制作時間較長，若投入市場，人工費用較高。此次成本較高。盡管我的模型完成了，但我的成品制作到底需要多少錢呢?我將我的設(shè)計分解了一下如下表四：（以1件為基礎(chǔ)）單位：元表四：成本統(tǒng)計表：廠商（寫用到1cm的正方5cm正方形膠水（502及組裝及合計的材料）形木片木片302)包裝木之緣特制木片100元130元50元20元300元經(jīng)過問價，考慮到成本，我核定產(chǎn)品最終的出廠成本介于350~450元。六、結(jié)構(gòu)組成該席子電熱毯主要由特制木片，開關(guān)、導(dǎo)熱絲、膠管、溫控系統(tǒng)組成。1、特制木片因為該電熱毯需要能夠滿足用戶及電熱毯布線的要求，因此設(shè)計了該特制木片。我們的設(shè)計選擇該木片作為整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)的平臺和中樞，由兩塊大木片，八塊小木片組成，其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

小木片lcm*lcm 組裝樣品（部分）3cm*3cm 組裝樣品（部分）充分利用了內(nèi)部盈余空間結(jié)構(gòu)，能有效的滿用空間要求。2、 開關(guān)使用開關(guān)擁有LED顯示屏且能夠更加方便的查看工作狀態(tài)，滿足用戶的需求，安全可靠。3、 導(dǎo)熱絲導(dǎo)熱絲使用的是傳統(tǒng)電熱絲，但使用布線結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)電熱毯有較大區(qū)別，涼席電熱毯與傳統(tǒng)電熱毯相比，因特殊的布線方式使其可折疊，防水，易清潔。在功率上，由于采用比傳統(tǒng)布線方式更為優(yōu)越的組合布線的方式，使其功率在最合適的區(qū)間得到最大的調(diào)整，同時也保護了電路，使整個電路中產(chǎn)熱勻均，不易發(fā)生火災(zāi)。4、 膠管膠管用來連接與存放木片和導(dǎo)線，絕緣，防水，提高安全性能。5、 溫控系統(tǒng)該溫控系統(tǒng)僅利用高中所學(xué)知識，利用分壓原理制成，在系統(tǒng)的開關(guān)上加裝特制的感溫頭可根據(jù)需要實時控制電熱毯的溫度。能夠較準(zhǔn)確的控制溫度，且若該系統(tǒng)失靈，溫控系統(tǒng)中的內(nèi)置特殊導(dǎo)電物自動融化，導(dǎo)致全電路斷路，達到防火災(zāi)的效果。6、 膠水我們在選膠水的時候進行了多次實驗，市面上的膠水有很多，例如：502、302AB膠、高導(dǎo)熱硅膠等。但出現(xiàn)以下問題：1、遇高溫是否會融化。2、是否長期耐用。3、價格是否合適。4、市面上是否流通。5、是否無氣味、無毒。6、化學(xué)性質(zhì)是否穩(wěn)定。7、強度是否合適。8、是否與物體反應(yīng)。我們在制作的過程中，首先考慮到了高導(dǎo)熱硅膠，但經(jīng)過我們的市場調(diào)研，全貴陽沒有買到高導(dǎo)熱硅膠，最后我們選用了502和302AB膠，選用502膠水給我們的制作造成了極大的困難；502膠水是液體，所以遇到密度較小的木塊會滲透，所以在制作的過程中涂完膠水后必須在1~2秒間放上并壓緊木塊。所以在制作的過程中必須全神貫注,不能有一絲的懈怠，且用502膠水會被粘到身上，很難洗掉。這大大增加了我們的制作時間和我們的任務(wù)強度。但我們的意志堅定，對科學(xué)的態(tài)度端正，最終我們客服了困難，制作完畢。在用302AB膠上沒有像502那么難以制作，但還是存在如下問題：氣味具有刺激性，對我們的身體造成了極大的傷害，但這種膠水粘性強度極大極牢固。所以提高了我們的產(chǎn)品質(zhì)量。七、工作原理及工作過程我們所設(shè)計的涼席電熱毯結(jié)合了電熱毯的工作原理及涼席的工作原理。該產(chǎn)品睡感舒適，使用安全，受熱分布均勻，功能相對于傳統(tǒng)電熱毯來說較多，制熱也較快。冬||用戶打開開關(guān)||用戶調(diào)節(jié)溫度||制熱||享受睡眠之旅夏鋪好該毯 享受夏天的涼爽其主要的執(zhí)行順序加上圖所示：冬天時用戶打開開關(guān)，進行溫度調(diào)節(jié)，等待制熱，即可使用。用戶亦可自定義電熱毯工作時間，方可安心睡覺，到時間后自動斷電，大大降低傳統(tǒng)電熱毯晚上忘關(guān)一一給人帶來的不必要的身體損害甚至火災(zāi)。八、制作過程我們在原定產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進行了比例縮小，采用縮小20倍的方案進行實驗，面積雖小,但效果很好，足以證明我們的方案可實施、可行。木片樣品 木片組裝（部分）木片組裝（部分）

.H1Jj55.H1Jj55-二「丁二卄+一組裝布線 排布完畢測試為了滿足睡感舒適這一要求，我們將木片邊緣進行打磨，使邊緣圓滑，睡感更舒適，且木片有一定的彈性，可以塑造骨骼。我們用一大木片，中間用八塊小木片，兩小片一層進行支撐，受力大，面積足，內(nèi)部空間利用率高。在粘合過程中使用特殊膠水，高溫不熔化，且防火、防水。該木片易清潔，只需抹布溫水擦干凈即可。附：涼席毛熱毯主要組件及數(shù)量零部件名稱大木片小木片電熱絲特殊膠水開關(guān)絕緣膠布數(shù)量48419362511管11九、改進與完善經(jīng)實驗電熱絲分布不均，導(dǎo)致受熱不穩(wěn)定，但經(jīng)我們的調(diào)整，改正了電熱絲的分布，經(jīng)實驗已解決此問題。由于此次木片均為特制，故造價較高，且均為人工制作，人工費用較高。若有特制機器和特制材料，進行批量化生產(chǎn)，那將會節(jié)約時間、減少費用，且可實現(xiàn)我們大規(guī)模應(yīng)用于市場的夢想十、市場前景分析在第一代涼席電熱毯中，我們采用中間鏤空的方法制作木片，但因鏤空空間太小，制作成本太高，應(yīng)用性不強而廢棄了。我們在第一代的基礎(chǔ)上改進了木片制作結(jié)構(gòu)，增加內(nèi)部空間高度，支撐面的表面積增大，若不是尖端壓木片，理論上可承擔(dān)800N以下的力量，且冬天這種結(jié)構(gòu)有利于加熱的熱量擴散在一定區(qū)域內(nèi)，增加了熱均勻性和熱穩(wěn)定性，同時，在夏，這種結(jié)構(gòu)又利于空氣的流動，使之比傳統(tǒng)涼度更涼爽。因為當(dāng)前市場上沒有我們所需要的木片，所以讓加工廠給我們特制了一批木片，故成本較高（該木片邊緣圓滑，一般情況下不傷人），但如果是批量生產(chǎn)的話，該成本預(yù)計會降至四分之一，也就40-70塊錢，價格便宜實惠，符合大眾使用，而且該電熱毯使用價值高，功能相對于傳統(tǒng)電熱毯來說較多，操作簡便，容易使用，防水易擦拭，具有廣闊的市場前景和強大的競爭力。十一、展望該電熱