冬暖夏凉凉席电热毛毯

冬暖夏凉——凉席电热毛毯课题组成员：邵一钊杨胜策耿继勋摘要根据我国的电热毯的使用反馈来看，大部分的电热毯使用者描述电热毛毯睡着不舒适，用着不安全（严重会发生火灾），局部受热不均，功能单一等。面对这些问题，还需一种新式的满足上式要求的热毛毯来解决。为此，我们收集与分析了使用者的反馈并结合自身的经历，研发出了我们自己的电热毯。该电热毯全为凉席电热毯，解决了睡觉不适，安全性能低，受热不均等问题，冬天夏天都可以用该毯取暖散热。不需在冬夏交际时拆换，十分便利好用。关键词凉席电热毯恒温舒适安全防水操作简易创新点分析1、通过凉席木片能使热量散发的更充分这一经验，使得电热毯产热于木片上，布热均匀，人感舒适。2、利用电热毯与家需本身的特点进行1+1，取长补短，冬夏皆可用。3、利用内部线路以及木片的特殊结构，能够比传统凉席散热更快。4、改进了电热毯的结构，使其可以自由折叠，不会损坏。5、使用特殊开关，能够显示且控制温度，方便随时调节。6、若开关失灵，温度达到限定温度后，温控系统中空气膨胀，让开关自动关闭或直接使其断路。一、问题由来随着社会经济水平的提高，人们的生活质量也在上升，但是如今的电热毯让正在上升的生活质量有些滞后。电热毯，其功能单一，还有极大的安全隐患，这些缺点已经使得电热毯变成了淘汰品。且在冬夏之际需拆换电热毯，十分麻烦。如果能拥有一个能解决上述问题的电热毯就可以大大的增强其安全性，且功能丰富满足人们需求火灾发生的可能性也会减小，进而生活质量也会提高。二、研究背景市面上普通的家用电热毯存在如下问题：1、冬天装、夏天拆，麻烦。2、质量厚重。3、不会自动断电，容易引发火灾。4、大多不具有恒温功能。5、体积巨大。6、功能单一。故我们才有此创意，我们针对市面上电热毯存在的问题进行了小组讨论，大家集思广益各抒己见。有了几种方案，但经审核筛选后进行了部分调整，小组成员一致通过。三、查新总结1、查新阶段为了验证我的方案是否有人实施，我通过百度搜索进行了查新。百度关键词为：凉席电热毯。通过查新发现已经有人申请了以下专利（见表一）:表一：查新专利表专利申请号主要原理专利人是否有实际应用专利1CN97221396插座安全保护盖李玉昆正小面积运用于市场专利2CN127373.X安全式挡板插座王永明运用于工厂中不适合家用我发现专利1、2都是关于插座的相关原理，他们设计单一并运用不广，不适用于广大百姓且不能与电热毯相结合。我准备换个思路，实现夜间电热毯插座安全。2、构思及方案比较其构思功能较单一并没有考虑电热毯的相关运用，且只考虑了安全没有考虑到电阻的大小、电流的承受能力以及价格，故经小组讨论，均一致认为我们的方案有过之而无不及，各方面均优于他们的专利，所以我们对此次大赛信心充沛。2.1构思为了设计我的凉席电热毯，我跟家人一起利用老师教的思维风暴法，得到下表列出的几种构思（见表二）：表二：思维风暴汇总表方案名 称思路来源工作方法提出人1安全插座对豕人的安全考虑增大电阻，减小电流妈妈2多功能插座对娱乐的考虑混合插孔哥哥3不分流插座提咼充电速度增加电压同学4奇形插座外观新颖美观改变材料外形爸爸5复古插座寻找儿童时期的记忆利用原始材料改进姥姥2.2方案的筛选有了这么多思路，可是怎么选择我准备实施的方案呢？我想起每学期学校都会对同学们的各方面做综合评定，我决定试试这个方法。作为当代社会之需求，我初步选了五个方面做为考评重点。使用可靠 材料做工到位安全效果 经小组所有成员实验制作难易程度 适合高中生成本 不超过高中生经济能力承受范围。其他 材料采用原始木料，安全可靠，性质稳定放心。方案评比经过对比，我将安全可靠作为我实施方案主要思路方向，运用由简到繁，在由繁到简的设计理念，开始进行方案实施。中国古代开始使用且延续至今的凉席，具有散热，睡感舒适，方便清洁，携带方便等特点。现在虽有电冷毯的想法存在，但并不能实施。因为其对人体会造成伤害，像风湿类的疾病，且制冷的原理也不科学。中国现在所使用的电热毯具有取暖效果显著等特点。两样东西结合，则可相互取长补短，满足人们的生活需求。目前这是最先进的创意思想，绝无仅有。四、设计目的设计并制作一种凉席电热毯，能够冬可取暖，热量分布更均；夏可散热，散热速度快。且安全可靠，价格低廉，能适用于普通人家。打破传统电热毯之思路，推陈出新，革故鼎新。五、基本思路及方案实施过程1、基本思路根据电热毯工作原理，有效将共与凉席结合，冬天时，只需插上电源，按动开关，即可取暖，因为凉席的木片具有布热均匀不干躁的特点，所以人体整体受热均匀，皮肤不干躁。夏天则不用插电，通过内置线路及木片散热，能够有效的让人体感到凉爽与舒适，冬、夏皆可用，十分新颖方便。2、方案实施过程2.1方案实施阶段一：设计要点：席子电热毯模型制作：制作困难，其制作过程为：划破席子，将电热毯均匀放入并分布但在制作过程中我发现有几个问题：1重量重2导热性差3体积巨大4不能恒温等2.2方案实施阶段二：席子恒温电热毯主要改进点：解决了不能恒温的问题2.3方案实施阶段三：论证：解决了以上所提出的所有问题并加以改进设计原理：将木片与电热毯相结合主要材料：特制木片、胶水、电热丝、恒温开关、绝缘胶布、胶带优点：（1）冬夏均可用（2）安全可靠模型制作：我们在原定产品的基础上进行了比例缩小，采用缩小20倍的方案进行实验，面积虽小，但效果很好，足以证明我们的方案可实施、可行成本分析：由于此次木片均为厂家定制，故价格较高，且面积较大，故所用胶水较多，由于制作时间较长，若投入市场，人工费用较高。此次成本较高。尽管我的模型完成了，但我的成品制作到底需要多少钱呢?我将我的设计分解了一下如下表四：（以1件为基础）单位：元表四：成本统计表：厂商（写用到1cm的正方5cm正方形胶水（502及组装及合计的材料）形木片木片302)包装木之缘特制木片100元130元50元20元300元经过问价，考虑到成本，我核定产品最终的出厂成本介于350~450元。六、结构组成该席子电热毯主要由特制木片，开关、导热丝、胶管、温控系统组成。1、特制木片因为该电热毯需要能够满足用户及电热毯布线的要求，因此设计了该特制木片。我们的设计选择该木片作为整个系统功能实现的平台和中枢，由两块大木片，八块小木片组成，其结构图如下所示：

小木片lcm*lcm 组装样品（部分）3cm*3cm 组装样品（部分）充分利用了内部盈余空间结构，能有效的满用空间要求。2、 开关使用开关拥有LED显示屏且能够更加方便的查看工作状态，满足用户的需求，安全可靠。3、 导热丝导热丝使用的是传统电热丝，但使用布线结构和传统电热毯有较大区别，凉席电热毯与传统电热毯相比，因特殊的布线方式使其可折叠，防水，易清洁。在功率上，由于采用比传统布线方式更为优越的组合布线的方式，使其功率在最合适的区间得到最大的调整，同时也保护了电路，使整个电路中产热匀均，不易发生火灾。4、 胶管胶管用来连接与存放木片和导线，绝缘，防水，提高安全性能。5、 温控系统该温控系统仅利用高中所学知识，利用分压原理制成，在系统的开关上加装特制的感温头可根据需要实时控制电热毯的温度。能够较准确的控制温度，且若该系统失灵，温控系统中的内置特殊导电物自动融化，导致全电路断路，达到防火灾的效果。6、 胶水我们在选胶水的时候进行了多次实验，市面上的胶水有很多，例如：502、302AB胶、高导热硅胶等。但出现以下问题：1、遇高温是否会融化。2、是否长期耐用。3、价格是否合适。4、市面上是否流通。5、是否无气味、无毒。6、化学性质是否稳定。7、强度是否合适。8、是否与物体反应。我们在制作的过程中，首先考虑到了高导热硅胶，但经过我们的市场调研，全贵阳没有买到高导热硅胶，最后我们选用了502和302AB胶，选用502胶水给我们的制作造成了极大的困难；502胶水是液体，所以遇到密度较小的木块会渗透，所以在制作的过程中涂完胶水后必须在1~2秒间放上并压紧木块。所以在制作的过程中必须全神贯注,不能有一丝的懈怠，且用502胶水会被粘到身上，很难洗掉。这大大增加了我们的制作时间和我们的任务强度。但我们的意志坚定，对科学的态度端正，最终我们客服了困难，制作完毕。在用302AB胶上没有像502那么难以制作，但还是存在如下问题：气味具有刺激性，对我们的身体造成了极大的伤害，但这种胶水粘性强度极大极牢固。所以提高了我们的产品质量。七、工作原理及工作过程我们所设计的凉席电热毯结合了电热毯的工作原理及凉席的工作原理。该产品睡感舒适，使用安全，受热分布均匀，功能相对于传统电热毯来说较多，制热也较快。冬||用户打开开关||用户调节温度||制热||享受睡眠之旅夏铺好该毯 享受夏天的凉爽其主要的执行顺序加上图所示：冬天时用户打开开关，进行温度调节，等待制热，即可使用。用户亦可自定义电热毯工作时间，方可安心睡觉，到时间后自动断电，大大降低传统电热毯晚上忘关一一给人带来的不必要的身体损害甚至火灾。八、制作过程我们在原定产品的基础上进行了比例缩小，采用缩小20倍的方案进行实验，面积虽小,但效果很好，足以证明我们的方案可实施、可行。木片样品 木片组装（部分）木片组装（部分）

.H1Jj55.H1Jj55-二「丁二卄+一组装布线 排布完毕测试为了满足睡感舒适这一要求，我们将木片边缘进行打磨，使边缘圆滑，睡感更舒适，且木片有一定的弹性，可以塑造骨骼。我们用一大木片，中间用八块小木片，两小片一层进行支撑，受力大，面积足，内部空间利用率高。在粘合过程中使用特殊胶水，高温不熔化，且防火、防水。该木片易清洁，只需抹布温水擦干净即可。附：凉席毛热毯主要组件及数量零部件名称大木片小木片电热丝特殊胶水开关绝缘胶布数量48419362511管11九、改进与完善经实验电热丝分布不均，导致受热不稳定，但经我们的调整，改正了电热丝的分布，经实验已解决此问题。由于此次木片均为特制，故造价较高，且均为人工制作，人工费用较高。若有特制机器和特制材料，进行批量化生产，那将会节约时间、减少费用，且可实现我们大规模应用于市场的梦想十、市场前景分析在第一代凉席电热毯中，我们采用中间镂空的方法制作木片，但因镂空空间太小，制作成本太高，应用性不强而废弃了。我们在第一代的基础上改进了木片制作结构，增加内部空间高度，支撑面的表面积增大，若不是尖端压木片，理论上可承担800N以下的力量，且冬天这种结构有利于加热的热量扩散在一定区域内，增加了热均匀性和热稳定性，同时，在夏，这种结构又利于空气的流动，使之比传统凉度更凉爽。因为当前市场上没有我们所需要的木片，所以让加工厂给我们特制了一批木片，故成本较高（该木片边缘圆滑，一般情况下不伤人），但如果是批量生产的话，该成本预计会降至四分之一，也就40-70块钱，价格便宜实惠，符合大众使用，而且该电热毯使用价值高，功能相对于传统电热毯来说较多，操作简便，容易使用，防水易擦拭，具有广阔的市场前景和强大的竞争力。十一、展望该电热