循环管式水床说明书文档格式.docx
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同时一个理想恒定的睡眠温度也是优良睡眠的重要因素之一。
为了解决上述的一些问题，以达到良好的睡眠效果。
我们设计了一张循环管式水床，该产品符合大赛的主题要求。
一、现有装置介绍
水床具有悠久的历史，随着人们需求的不同，水床也逐渐不断的被改善，以下是部分水床专利申请号及其名称：
申请号
名称
90218308
漂浮水床
92242421
温控水床
94213767
电动按摩水床
94212744
超稳定性水床
95203187
自动翻身水床
97207046
按摩水床
94200968
具有气囊护边结构的水床
96206786
具有蒸脸功能的水床
99209495
内置管腔式保健水床
01217672
一种带柱体稳定器的水床
200910138228
太阳能恒温水床
200820124902
软硬度可调的水床
03146461
具有凹形床体的水床
03141409
框架式双腔温控水床
以下为市场现有水床的一些图片：
以上这些水床全部采用密封式水袋制作的,水无法流动，不能循环，不便于搬动，功能单一，散热性不佳。
而且对水的质量也有要求，一般不能换水。
产品相关数据：
型号
外观尺寸cm
床垫尺寸
输入电压
工作电压
主要材质
颜色
W168
100/120
100/120/150180
220V
钢\\高档木料
可选
特点：
☆自动温控,无须担心四季温差变化,冬暖夏凉
☆浮力睡眠,促进微循环
☆最佳动态睡眠,达到深睡效果,提高人体免疫力
☆水波振动磁疗按摩,促进血液循环
☆水中动态睡眠,改善骨髓造血功能
☆温热的睡眠环境,是最好的保健和美容生态系统
☆安全、科学、健康，人体最理想的“护理师”
1.1现有床分析：
当前床体有以下方面：
漂浮方式、温控、按摩功能、稳定性、软硬度。
二、设计方案：
2.1设计思想：
东北农村一般都睡火炕，而住楼房，必须用床，我们可以把床按火炕的形式来设计，让床也能自内向外散热。
而在酷暑难耐的炎热夏季，尤其是南方，闷热的夜晚恐怕让人难以入睡，拥有一张凉爽的水床必不可少。
虽然目前社会上拥有各种各样的水床，它们也有很完善的功能。
可是就现在来说，一般水床中的水都是装在密封的水袋里，
不便于搬移，而且对于水的质量要求很高，不可循环，散热不均，功能单一。
基于这样的思考和结合前面的引言以及这次大赛的主题我们利用水（流体）的特性，既柔软又有力量，而且比热容大。
即是一种良好的传热剂，能使使用者受力均匀且可以实现控温的特性，设计了一张可循环冷热两式温控水床
2.2系统组成：
系统由循环系统、加热装置、制冷装置、温度控制系统四大部分构成。
（见下图）
说明：
1、电源电压为220伏，使用时直接插入，方便、快捷。
2、温度传感器放在水箱中，精确实时测量水箱中水的温度。
3、制冷装置贴于水箱外侧
4、水体压缩泵采用外置，且有很好的消音效果。
5、单片机自动控制，当水的温度高于或低于指定温度，加热（制冷）装置自动停止或加热（制冷）。
6、稳压源提供稳定的电压和高达8A的电流，完全满足要求。
2.3系统工作原理：
2.4循环、加热、制冷机构
普通水床加热需要特制的水床加热器，升温慢而且散热不均，只能通过先集中加热一处，再通过水的导热性将热量散发出去，结果可能导致集中加热的地方温度高，而其他温度低的现象。
怎样才能解决上述问题呢？
见下图：
2、加热机构
1、循环机构
一、循环机构
我们采用一个RS型热水管道增压循环泵使水流动起来。
循环可使散热性提高，将热量散发到床的每一个角度，水泵采用静音设计，不会对睡眠产生影响。
RS型热水管道增压循环泵（ORS12—10Z）
电源
220V/50Hz
防护等级
IP42
电流
0.72A
绝缘等级
F
电容
4uF
介质温度
<
=110℃
功率（W）
165
最大流量
60L/min
水管平铺在床的表面，均匀放置，水流在循环水泵的带动下在水管内循环流动，水管本身散热性良好、柔软、舒适，水流动时会具有良好的弹性，在上面休息可以体会到流动的快感，温暖、舒软的睡眠环境将快速把您带入梦乡而不会有任何的不适。
二、
1
加热机构
5
4
3
2
图中装置为特制水箱，它的主要功能是用来加水、升温、制冷、缓冲和温度采集。
详细分析：
1.加热管：
内置于水箱，功率为一千瓦，接220V电源
2.水箱注水口
3.温度传感器
4.循环口
5．循环口（与水管连接）
三、制冷机构
下图图一左边为制冷系统的电源板，可以将220V电压转化为12V，并且完全能保证制冷片工作电流4.5A。
右边为继电器。
由单片机控制其通断。
图一图二图三
图二为半导体制冷片
图三装置为制冷片的散热器
考虑到水床本身就非常凉爽，即使在炎热夏季的夜晚，水床的温度也不会很高，而且过低的温度也会对身体健康有影响，所以我们采用了功率较小的制冷片，既经济又能满足要求。
2.5温控机构:
温度传感器我们采用DS18B20，水箱里焊了一个空心管，把DS18B20至于其中，开始工作时，温度传感器把温度发给单片机，再由单片机进行处理，单片机把指令按高低电平信号传给控制电热丝或半导体制冷片的继电器，经过一段时间达到指定温度。
温度传感器位于水箱内（见加热机构图注释3）
控制板位于床头左上侧，由数码显示管与三个按键组成。
按键－，+：
调节想要达到的温度，他们都是按一下，或减一，或加一；
中间键：
按住不放，使数码管显示实时温度；
床体概况图
2.6单片机控制原理图：
2.7系统电路
电路总体概况：
对电路的说明：
工作原理：
DS18B20采集温度，传给单片机，单片机处理，再把命令传给加热装置、制冷装置，加热或者制冷。
一段时间后，温度变化，又把信号反馈给单片机进行处理，这样就达到了自动控温的效果。
三、创新说明：
1、采用软体水管代替床垫，更加舒适、柔软。
2、利用水泵使水处于流动状态，感觉新颖，散发热量均匀，而且可以达到舒适的体验效果。
3、可加热制冷，达到指定温度,具有冬暖夏凉的功能特点。
四、推广应用前景：
1、此装置结构简单，便于操作，稳定性好，可长久放置，无需专门维护，并且使用方便简洁。
2、造价低，使用寿命长，具有冬暖夏凉的特点。
3、水床管道和箱内中的水可以放出，便于移动。
4、市场渠道广，例如：
家庭换床、新居安置、酒店、美容院、医疗保健、娱乐场所、家具城等等
五、实物照片：
六、结束语：
通过这次活动我们每个成员都得到了锻炼，学到了新的知识。
起初我们仅仅拥有一个想法，而后付诸于行动。
在这个过程中是我们懂得把一个想法变成现实要经历哪些，会得到哪些又会失去哪些，更锻炼了我们对一些问题的权衡。
实际动手操作期间经常会遇到很多似乎很好的想法但在实际中不成立的困境，也遇到很多传统的方法技术在创新应用中行不通的尴尬，往往失败多次，才能得到符合实际的方案，再次也很好的锻炼了我们的动手能力和拓宽了我们的视野。
在动手的同时也学到了以前不曾接触过的知识，例如如何运用单片机控制电路。
最重要的是锻炼了我们团队合作的精神。
七、参考文献：
1、郭天祥.《新概念51单片机C语言教程》.北京：
电子工业出版社，2011.8
2、谭浩强.C程序设计.北京：
清华大学出版社，1991
3、制冷工程设计手册编写组，制冷工程设计手册[M],建筑工业出版社，1982
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