雨傘烘干器設(shè)計及其在公交系統(tǒng)中的應(yīng)用

王澤林 楊衡 王逸群 韋智恒

摘 要：人們在雨天乘用公共交通工具時，雨傘上攜帶著的雨水，很大影響乘車心情和舒適度，在緊急制動時還有一定的安全隱患。本文介紹了一種雨傘烘干裝置，夾緊雨傘并通過風機和電熱絲加熱達到快速干燥目的。

關(guān)鍵詞：雨傘烘干;烘干裝置;公共交通

0 引言

改革開放以來，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)飛速發(fā)展，公共交通體系日益完善，人民幸福感和生活品質(zhì)持續(xù)提升。鑒于國家對綠色環(huán)保型社會的倡導，為吸引更多居民選擇低碳環(huán)保的出行方式，公共交通系統(tǒng)設(shè)計者也將在保證實用性和環(huán)保性基礎(chǔ)上，更加注重乘客的舒適度創(chuàng)新，如乘車WIFI、掃碼支付等應(yīng)用。

人們在雨天攜傘乘用交通工具，傘上殘留的雨水不僅會刮蹭其他乘客的衣服，影響體驗，鑒于公交交通空間狹小，高峰時期人群密集，濕滑的車廂在剎車時還可能引發(fā)危險。

團隊本著問題導向，了解公共交通日常使用者的需求和看法，考察了車廂內(nèi)部的布局設(shè)施，以設(shè)計布局適用性更強的雨傘烘干裝置，希望在乘客乘車過程中，及時對雨傘進行干燥處理，保護車廂環(huán)境和行車安全，進而提高乘車者在雨天出行的舒適性。

1 總體設(shè)計

由于雨傘自然風干的過程時間非常長，在公交上分發(fā)傘套不環(huán)保且成本高，因此項目旨在研究在車內(nèi)合適位置設(shè)計一款能夠?qū)⒂陚愣虝r間內(nèi)烘干的裝置，該裝置應(yīng)具備以下特點：

1）適用于折疊傘及長柄傘，且空間占用小，烘干面積全，能有效減少傘身附著的雨水。

2）可以快速干燥雨傘，并有效收集雨水。

3）應(yīng)合理利用車內(nèi)能源，環(huán)保少污染。

4）在公共交通系統(tǒng)中得到有效的運用，方便乘客乘車，保障乘客安全，增強乘車舒適度。

1.1設(shè)計思路

烘干器的烘干思路是利用高速熱風將雨傘表面的水分快速風干。其設(shè)計有四大主要模塊：固定模塊、通風模塊、加熱模塊、控制模塊，四個模塊協(xié)同工作達到風干的目的。由于市面上有長短兩種類型的傘，結(jié)構(gòu)上有很大差異，所以設(shè)計時應(yīng)綜合考慮。而且該裝置主要應(yīng)用在公交車上，因此設(shè)計很大方面從便捷性、短時性、空間性、適應(yīng)性、環(huán)境友好性上考慮。

2.模塊確定

（1）固定模塊

由于是對傘面進行烘干，所以我們將固定的位置選在了雨傘桿尾部，固定的方式則采用夾緊，利用摩擦力使其穩(wěn)固。為了適應(yīng)不同粗細桿的傘，我們采用彈性的橡膠，且通過設(shè)置夾角，使其不同位置所容許空間不同，達到更強的適應(yīng)性。

（2）通風模塊

我們選用電機帶動風扇轉(zhuǎn)動的方式來產(chǎn)生高速風。考慮到風干的快速性要求，設(shè)計三個電機提供強勁的風力，同時有更大的熱風覆蓋面，使傘面各處均能受風。同時為了倡導能源的節(jié)約利用，設(shè)計風道將發(fā)動機的熱風導入。

（3）加熱模塊

參考吹風機的原理，每個電機風扇的上方裝有一層加熱絲。但考慮到整個烘干器裝置設(shè)計的高度大小，風程較長，溫度可能會有所下降，因此我們在高速風通過的一部分區(qū)域也設(shè)置有加熱絲，維持風的溫度。

（4）控制模塊

一是壓力傳感器，當傘被固定好時，壓力傳感器受壓產(chǎn)生信號，使整個電路開始工作。二是溫度傳感器，將裝置內(nèi)的溫度控制在合理的工作范圍內(nèi)，以免太低使風干效果不佳，太高使能源浪費，對傘面產(chǎn)生損壞。

（5）其余模塊

進口設(shè)置雙向門，便于傘的放入與取出。設(shè)置進風口和出風口，形成風路。安裝防護隔層，保護電機同時起到清潔作用。設(shè)置隔熱內(nèi)殼，防止傘面高溫受損。

3.設(shè)計特色

本次設(shè)計采用的是側(cè)入式雨傘放置方式，在烘干機機殼布局雙向門，適合公交車上的狹小空間。在放取、固定的設(shè)計上，做到了長短種類傘的統(tǒng)一，不像其他烘干器只能做到但單一種類傘的烘干，更能適應(yīng)公共場所中的多樣性。由于設(shè)計中有雙向門密封性變差，噪音和漏風的情況可能嚴重。在雙向門結(jié)點等縫隙處加裝一層海綿，以增強密封性。

2 尺寸設(shè)計

設(shè)計分為：頂部、傘罩、電機大罩、電機小罩、進風罩、雙向門、防護隔層及安裝層。以及各種零件的選用。

1.外觀及布局

烘干機的整體外觀及烘干機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。

2.尺寸設(shè)計

團隊設(shè)計的雨傘烘干器由四個主要結(jié)構(gòu)部分組成，分別是頂、上半部、下半部、排水殼，各部分模型和尺寸參數(shù)如下。

（1）頂，厚度為25mm。

（2）上半部（傘罩），殼總體尺寸：外徑340mm，內(nèi)徑320mm，高度為1200mm。

安裝頂蓋的凸臺尺寸：內(nèi)徑290mm，厚度15mm，上沿距頂端25mm。通風口尺寸：上沿距頂端125mm，平面中心點距圓心140mm，高度70mm。安裝雙向門的尺寸：平面中心點距圓心120mm。放置防護隔層的尺寸：半徑170mm的半圓，高度35mm。

（3）下半部（電機大罩），外徑340mm，內(nèi)徑320mm，高度為180mm。三個上防護隔層支承凸起：120deg等分，長24mm，寬15mm。

（4）下半部（電機小罩*3）：外徑140mm，內(nèi)徑136mm，高度180mm。安裝加熱絲的位置：兩口對應(yīng)邊所在平面的中心距圓心65mm，深度為5mm，上沿距頂端10mm。

（5）進風殼，小圓外徑340mm、內(nèi)徑330mm，大圓外徑450mm、外徑440mm，高度300mm。

發(fā)動機熱風進風口：圓心距頂端80mm，直徑80mm。

（6）雙向門*2，寬105mm，高1060mm，厚度10mm。

（7）隔層部分，厚度為4mm。

3 工作參數(shù)設(shè)定

1.壓力：10N及以上時設(shè)備開始工作，由于橡膠固定傘桿有很長的固定范圍，固定牢固時產(chǎn)生的力較大，因此壓力不能設(shè)置的過小以免誤開。

2.工作溫度：50-70℃，為了避免高溫對傘造成損害，過高的溫度造成能源浪費及車廂舒適度影響。到達70℃時，電熱絲斷電。

3.時間：烘干時間20s左右，時間達到工作電路將自動關(guān)閉。延遲時間1.5s，以確保固定穩(wěn)定。

4.烘干器使用過程

將傘的桿部塞入橡膠固定裝置中，同時使傘身通過雙向開關(guān)進入傘罩內(nèi)。當固定牢固后，壓力傳感器感受到壓力，使工作電路啟動。三個電機開始工作。加熱絲開始工作，并將溫度控制在一定范圍內(nèi)。結(jié)合發(fā)動機產(chǎn)生的熱風，將雨傘烘干。烘干機工作20s后，電路關(guān)閉，雨傘取出，烘干完成。

4 公共交通應(yīng)用

我國公共交通發(fā)展至今已有近百年歷史，無論是公交車還是地鐵，都各設(shè)備配備完善且配置緊湊。因此，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及相關(guān)環(huán)境進行考究，以找出最適合安放烘干器的位置。

1.公交車

在對公交車內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)進行細致分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際空間和公交車電源的位置，找到一個既不妨礙乘客行動，又便于乘客拿放傘的位置。為了方便說明，我們把公交車分為前中后三個部分，上車車門部分為前部，前車門（不包括）到后車門（包括）部分為中部，其余為后部。

前部：上車必經(jīng)之地，隨著近些年信息技術(shù)的發(fā)展，大多乘客選擇手機掃碼或公交卡支付，老式的投幣箱基本淘汰。因此投幣箱的位置可作為烘干機擺放的位置，不占公交車原有的空間，且供電較為方便。

中后部：可以在公交車中部靠近后門的地方加裝一到兩個雨傘烘干器，可在中后部座椅交界處（臺階間隙）可放置。

另外，在乘客較多時，在候車站臺放置雨傘烘干器也是很好的選擇，大家在排隊乘車時可提前將雨傘烘干，更大程度降低雨水對車內(nèi)環(huán)境的影響，并降低烘干器的安裝數(shù)量，對應(yīng)多輛公交使用。

2.地鐵

相比于公交車站，地鐵站人流量更大且更密集，尤其是發(fā)達城市的高峰期。地鐵站環(huán)境多為封閉空間，在乘車前有較大緩沖地帶。如果設(shè)置在地鐵站各個入口設(shè)置烘干器，可以大幅度減少站臺內(nèi)的雨水清潔工作，車廂內(nèi)也不會再有雨水。

6 總結(jié)

設(shè)計了一種雨傘自動烘干裝置設(shè)計方案，給出了裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計思路及參數(shù)等，希望可以為雨傘快速脫水行業(yè)提供一個思路和意見。其中創(chuàng)新點在于：（1）采用風干和烘干相結(jié)合的方式;（2）公交系統(tǒng)中的應(yīng)用建議;（3）方便安全的側(cè)入式結(jié)構(gòu)設(shè)計等。

作者簡介：

王澤林上海工程技術(shù)大學機械與汽車工程學院

陳志英 上海工程技術(shù)大學機械與汽車工程學院 上海市? 201600

女，上海工程技術(shù)大學機械與汽車工程學院副教授。

基金項目：上海工程技術(shù)大學大學生創(chuàng)新訓練項目（CX1901009）