袁龍澤

摘 要：通過對國內(nèi)目前紗窗的現(xiàn)狀分析，該裝置將現(xiàn)有的技術(shù)組合起來，實(shí)現(xiàn)新型家居，使窗紗的功能在原有的基礎(chǔ)上增加了清潔功能，解決紗窗“清潔難”的問題。框架采用不銹鋼窗框，可以有效提高裝置的防水性及耐用性;框架內(nèi)的紗網(wǎng)選用不銹鋼窗紗，可以提高窗紗硬度，使其更加便于清潔;框架上的防塵刷使用的是軟毛刷，可以降低刷毛在清潔不銹鋼窗紗時(shí)的噪音;噴淋系統(tǒng)及內(nèi)部水管選用塑料材質(zhì)水管，便于安裝的同時(shí)還可以降低整個(gè)裝置的重量，提高窗框滾輪的使用時(shí)限;控制器是可以同時(shí)連接互聯(lián)網(wǎng)及裝置電機(jī)的小型電路裝置，通過家庭內(nèi)無線網(wǎng)與手機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。

關(guān)鍵詞：自動清潔紗窗;不銹鋼窗框及窗紗;PVC-C塑料管;無線連接裝置

引言：在我國的春季，很多地區(qū)的居民都面臨著楊絮、柳絮的侵?jǐn)_，紗窗上會沾有很多的楊柳絮及蚊蟲尸體，但是由于一般紗窗都比較軟同時(shí)孔隙較小，清潔十分的不便利，紗窗上沾有過多的楊柳絮不僅不美觀，同時(shí)還會吸附很多的塵土，影響窗紗的透氣性。

根據(jù)以上的情況，我們設(shè)計(jì)了一款將自動清潔和遠(yuǎn)程操控結(jié)合在一起的防塵紗窗。并且進(jìn)行了再設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品的使用更加方便，功能更加齊全，性價(jià)比更高。

1 窗紗的材料選擇

本項(xiàng)研究對于窗紗的要求很高，首先根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝铜h(huán)境，和本身的需求考慮。一般北方地區(qū)，干燥少雨，選擇普通的304不銹鋼窗紗即可。蚊蟲不太多，規(guī)格一般使用18目左右的紗網(wǎng)即可。對于陰冷潮濕的南方地區(qū)如浙江，廣東，湖南等地。則對不銹鋼窗紗的耐腐蝕程度要求更高一些。如果窗紗的耐腐蝕性較差，不僅在潮濕的環(huán)境下，使用壽命會被大大縮短，也會影響本裝置的噴淋清潔效果。

鎳元素是主要決定耐腐性的關(guān)鍵因素。因此要選擇316材質(zhì)的不銹鋼窗紗或者304A不銹鋼窗紗。南方地區(qū)蚊蟲比較多，需要選擇密一點(diǎn)的紗網(wǎng)，即目數(shù)需要達(dá)到20目。能很好的起到防蚊蟲效果。對于高檔的小區(qū)別墅，或者政府大樓等需要選擇具有防盜功能的不銹鋼防盜窗紗即金鋼網(wǎng)。具有超強(qiáng)的耐腐蝕性，超強(qiáng)硬度，不僅防蚊蟲還防偷盜。

2 窗框內(nèi)部水管的選擇

由于本設(shè)備窗框本體以及窗紗采用的是不銹鋼材質(zhì)，導(dǎo)致設(shè)備整體偏重，在這種情況下，我們必須要對設(shè)備整體進(jìn)行減重，因此在挑選內(nèi)部水管的時(shí)候，我們一開始就將較重的材料方案舍棄掉，經(jīng)過市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)市場上性價(jià)比最高的是優(yōu)脈PVC-C塑料管，不會被腐蝕的同時(shí)，冷溶連接安裝起來更加的方便快捷。唯一需要擔(dān)心的連接除是否會有滲漏的可能，對此我們做了多組實(shí)驗(yàn)，加上查閱資料，發(fā)現(xiàn)冷溶連接是非常牢固的。對比之下，銅管就經(jīng)常因?yàn)殄冧\層的損壞導(dǎo)致滲漏，因此我們決定采用優(yōu)脈PVC-C塑料管。

3 窗框整體材料的選擇

因?yàn)楸卷?xiàng)研究窗紗是和窗框連接在一起的，所以在噴淋以及清潔的時(shí)候，會有部分水滴流經(jīng)窗框，所以窗框必須選擇耐腐蝕性的材料。通過我們在窗紗市場上的對比調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在窗紗選擇不銹鋼材質(zhì)的時(shí)候，如果窗框選擇塑料材質(zhì)，密封性會很差，窗紗和窗框的連接處會有一些縫隙。因此我們選擇了不銹鋼材料作為我們窗框的主體部分。目前市場上用在窗框上的不銹鋼鋼材主要有201，304兩種型號，雖然201不銹鋼價(jià)格便宜，但是耐腐蝕性比304不銹鋼要差很多，考慮到窗框的耐腐蝕性，我們選擇了304不銹鋼作為我們窗框的主體材料。

4 清潔裝置

本裝置主要是作為家用裝置，因此需要考慮到裝置在使用時(shí)的噪音問題。一開始我們?yōu)榱俗非笄鍧嵭Ч?，選用了硬質(zhì)塑料毛刷。但是在實(shí)驗(yàn)室測試時(shí)發(fā)現(xiàn)使用硬質(zhì)毛刷不僅會導(dǎo)致噪音過大，而且由于硬質(zhì)塑料毛刷刷毛過硬，會導(dǎo)致在洗刷窗紗時(shí)有部分窗紗上的水會濺入室內(nèi)，這是十分嚴(yán)重的弊端。因此，我們將硬質(zhì)塑料毛刷改成軟質(zhì)植毛塑料刷，在非常有效的降低了使用噪音的同時(shí)，清潔效果比預(yù)期中想象的要好。而且軟質(zhì)植毛塑料刷的耐磨性能較好，彈性高的同時(shí)抗腐蝕和老化，長時(shí)間作業(yè)也不易變形，大大提高了使用耐久度。

5 無線連接

本裝置的亮點(diǎn)之一在于能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。通過無線連接芯片，可以連接使用環(huán)境內(nèi)的無線網(wǎng)來進(jìn)行移動端的遠(yuǎn)程控制，由于窗框北部結(jié)構(gòu)的限制，必須選擇較小的物聯(lián)網(wǎng)芯片，我們實(shí)驗(yàn)采用的是高通QCA4004芯片，開源的設(shè)計(jì)便于我們編寫一些簡單的開關(guān)控制程序，同時(shí)芯片大小也便于安裝在窗框內(nèi)部。

6 設(shè)計(jì)總結(jié)

通過在實(shí)驗(yàn)室的多次實(shí)驗(yàn)，我們總結(jié)了本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)

1.防塵防絮：致密而細(xì)微的外孔，有效阻擋花粉、孢子、降塵等大氣污染物進(jìn)入室內(nèi)。保證室內(nèi)污染物排出：外大內(nèi)小的錐形微孔，遵循空氣動力學(xué)原理;更有利于室內(nèi)污染物（如甲醛、苯系物、氨氣、一氧化碳、二氧化碳等）、放射性氣溶膠、氡及其子體，隨氣體流動及濃度擴(kuò)散流出至室外。

2.防風(fēng)擋雨：當(dāng)雨水表面張力大于孔截面空氣張力時(shí)，在動態(tài)條件下，雨水即會一滑而過，不會穿過微孔;同時(shí)，自然條件下，風(fēng)（即：快速流動的空氣）一般都會以一定的角度吹向物體。當(dāng)風(fēng)吹向核孔膜紗窗時(shí)，由于核孔膜表面致密而細(xì)微的錐形孔壁，為風(fēng)的反射創(chuàng)造了一定的條件，從而在膜表面形成了多種方向錯(cuò)綜復(fù)雜的反射風(fēng)，它們相互抵消或阻擋，使大量風(fēng)不能進(jìn)入室內(nèi)，只有一小部分流速很低的空氣通過核孔膜微孔流入室內(nèi)，因此起到了防風(fēng)透氣的作用。

3.改善了人們在居家生活中的清潔窗紗困難的問題，同時(shí)融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使得裝置使用更加便捷，在移動端也可以輕松解決窗紗的清潔問題，這是符合物聯(lián)網(wǎng)智能家居大趨勢的。

在智能家居多樣化的今天，產(chǎn)品的功能十分重要。一個(gè)好的產(chǎn)品，不僅需要功能突出，還需要使用起來安全方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。作為設(shè)計(jì)師，在設(shè)計(jì)裝置時(shí)，要充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，將裝置整體功能性最大化，給消費(fèi)者帶來更多的方便。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：本文系江蘇省校級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目研究成果

項(xiàng)目編號：KYX20028

《江蘇理工學(xué)院，江蘇 常州 213001》