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智能控温无叶风扇的设计与实现张文奎，孙小羊*，易照龙，张小龙（三江学院电子信息工程学院，江苏南京210012）引言智能温控无叶风扇简单来说就是没有叶片的风扇，是在传统风扇的基础上加以改进的新型风扇。
它是一款能够进行智能化感应控制的风扇。
虽然类似空调这种大型智能化升降温电器快速占领市场，但是风扇因为价格便宜，轻巧便利等特点使其仍旧占领大部分的市场。
多数有老人及儿童的家庭会选择节能，环保，安全，便利，价格便宜的风扇。
目前，我国市场上已有部分无叶风扇售出，相比于国外我们的智能化产品有些落后，市面上的风扇智能化极低，它们不能自主控制风速大小，只能通过手动档位设定达到目的，而且普通风扇只能通过机械性的左右摆动进行送风，不能根据人所在的位置进行调节，所以送风范围有限，不能满足人们。
因此，我们提出了智能温控无叶风扇设计的方案。
将多种传感器和处理器结合，并将其嵌入电器中。
当人进入风扇所在区域，引起周围环境发生变化达到某一设定时，风扇将迅速运行，智能调节转速和送风量，来达到全方位且快速送风降温效果，当检测到人体离开时风扇自动停止工作，节约能源。
该智能无业温控风扇模拟输送自然风，在低噪音的前提下保证了舒适度。
除此以外它构造简单，易拆卸清洗，应用价值极高，且拥有客观的市场前景。
1系统结构及工作原理本文研究设计了一种基于STM32单片机多传感器控制的无叶风扇控制系统，如图1所示。
以STM32单片机为核心，连接热释电红外感应电路、温度检测电路、距离检测电路、按键与复位电路、数码管显示电路、人机交互界面、电机驱动模块和电源模块等外围模块，组成了一个完整的智能物业风扇系统。
摘要：随着智能产物在现代生活的普遍应用，人们对智能产物的性能要求越来越高。
针对目前无叶风扇低水平控温方式、不先进智能设计的问题，提出了一种基于STM32单片机的无叶风扇智能控制系统设计方案。
该方案中控制系统采用热释电传感器作为感应开关，温度传感器DS18B20作为温度采集元件，红外传感器作为测距元件，结合PWM技术控制无叶风扇的送风量，并运用人机交互进行语音控制。
电风扇物理实验报告引言电风扇是一种常见的家用电器，通过电力驱动风扇叶片旋转，从而产生风。
本实验旨在探究电风扇的工作原理，并研究其性能参数。
实验装置与原理实验中使用的电风扇由电动机、叶轮和支架组成。
电动机通过电流驱动叶轮转动，产生风。
实验中使用了交流电源控制电动机的工作。
实验目的1. 研究电风扇的工作原理；2. 测量风扇的转速与风速之间的关系；3. 测量风扇的功率消耗。
实验步骤与数据记录1. 将电风扇放置在室内空旷的地方，远离墙壁或其他障碍物；2. 使用电源线将电风扇接通交流电源，并调节电源开关将其置于工作状态；3. 使用光电转速计测量风扇叶轮的转速，记录测量结果；4. 使用风速计测量风扇产生的风速，记录测量结果；5. 断开电源，关闭电风扇。
实验结果与分析1. 转速与风速的关系利用光电转速计测量到风扇叶轮的转速数据如下：实验次数转速（rpm）风速（m/s）1 1500 2.52 1800 3.03 2000 3.54 2300 4.05 2500 4.5从上述数据可以看出，风机叶轮的转速与产生的风速呈正相关关系。
随着转速的增加，风速逐渐增加，说明电风扇的工作原理是通过叶轮高速旋转产生的气流产生风。
2. 功率消耗在实验过程中，记录了电风扇工作时的电流和电压数据如下：实验次数电流（A）电压（V）1 2.0 2202 2.1 2203 2.2 2204 2.3 2205 2.4 220根据上述数据可以计算得出每次实验中电风扇的平均功率消耗，公式为P = U \times I。
根据数据计算得出的平均功率数据如下：实验次数功率（W）1 4402 4623 4844 5065 528从上述数据可以看出，电风扇的功率消耗随着转速的增加而增加，说明风速的增加需要更多的能量来驱动。
结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 电风扇的工作原理是通过电动机驱动叶轮高速旋转产生气流从而产生风；2. 电风扇的风速与叶轮的转速呈正相关关系；3. 电风扇的功率消耗随着风速的增加而增加。
*******************综合测评*******************2011年秋季学期专业班级：工业设计X班课程名称：产品系统设计学生姓名：XX学生学号：XXXXX指导教师：XXXXX设计艺术学院目录设计任务书。
1摘要。
2绪论。
3第一章电风扇的市场调研和分析。
41.1我国市场电风扇造型设计概况。
5第二章草图及方案分析.。
62.1草图方案分析。
62.2 方案评价分析。
6第三章最终方案展示。
73.1 版面展示.。
73.1.1 总体效果。
73.1.2 细节展示.。
83.1.3. 爆炸图。
8 3.1.4人机分析。
93.1.5 尺寸图.。
9结论.。
10致谢。
10电风扇造型设计报告设计任务书1、设计项目：电风扇造型设计2、课程设计的性质和任务要求：产品系统设计是工业设计的专业课程。
系统论设计思想对工业设计研究具有一定的方法论指导意义和解决具体问题的实际意义。
系统设计方法，一方面强调分析认识各种因素之间的关系，另一方面也强调综合与创新是其根本目标。
产品系统设计的中心思想是整体上把握产品，通过系统分析入手，提出满足产品标准与规范的经济、实用、美观的综合解决方案。
本课程主要学习产品系统的概念，产品系统分析与产品系统综合方法。
设计训练结合实际产品课题进行设计，以学习和体验系统设计为主。
4、具体设计任务的要求：市场调研到位：在进行了充分的市场调研分析之后开展设计工作，明确设计目标；产品定位明确：分析产品的市场、用户、竞争对象，选择产品基准。
明确产品用户定位、产品竞争定位、产品功能定位和产品款型定位。
规格参数详细：根据设计项目，讨论分析研究约束条件，结合现有技术的分析及人机工程分析，给出具体的设计规格参数；使用符合人机工程学要求：机使用要求：高效、舒适、安全、健康；艺术造型要求：形态刻画细腻，风格统一、结构合理、选材考究、做工精细、简洁、流畅、不落俗套，形态造型大方耐看、有艺术情趣；色彩装饰严谨：要做色彩的市场调研，色彩表现高雅尊贵，体现高科技、与人亲近、流行时尚与和谐；比例尺度和谐：规格及比例尺度经过对市场的认真调研分析，能够满足社会群体的使用需要；材料及装配工艺先进科学、使用安装拆卸方便，符合市场流行趋势；有利于批量生产，成本适中；设计方案能表现出工业设计的时代感特征。
实验报告一、实验目的1. 探究风扇在不同风速下的空气流动特性。
2. 设计一种新型的风扇，提高风扇的气流效率。
3. 分析新型风扇在室内环境中的应用效果。
二、实验背景随着科技的发展，风扇作为一种常见的家用电器，已经广泛应用于人们的日常生活中。
然而，传统风扇在气流效率、噪音控制等方面仍存在一定的不足。
本实验旨在通过创意设计，提高风扇的性能，为人们提供更加舒适的使用体验。
三、实验原理1. 风扇通过电机驱动叶片旋转，产生气流，从而达到通风、降温的效果。
2. 根据流体力学原理，气流速度与风扇转速成正比，风速与气流速度成正比。
3. 通过改变风扇叶片形状、角度等参数，可以影响气流的方向和速度。
四、实验材料与设备1. 实验材料：风扇、转速表、风速计、温度计、计时器、支架等。
2. 实验设备：电机、控制器、电源、电脑等。
五、实验步骤1. 准备实验器材，确保所有设备正常运行。
2. 将风扇固定在支架上，调整风扇位置，使其正对实验区域。
3. 使用转速表测量风扇的转速，记录数据。
4. 使用风速计测量风扇在不同风速下的风速，记录数据。
5. 使用温度计测量风扇在不同风速下的温度变化，记录数据。
6. 改变风扇叶片形状、角度等参数，重复步骤3-5，记录数据。
7. 设计新型风扇，调整风扇叶片形状、角度等参数，重复步骤3-5，记录数据。
8. 分析实验数据，比较传统风扇和新型风扇的性能差异。
六、实验结果与分析1. 传统风扇实验结果：- 转速：3000转/分钟- 风速：2.5米/秒- 温度变化：5℃- 噪音：70分贝2. 新型风扇实验结果：- 转速：3000转/分钟- 风速：3.5米/秒- 温度变化：7℃- 噪音：60分贝通过对比实验数据，可以得出以下结论：（1）新型风扇在风速和温度变化方面优于传统风扇。
（2）新型风扇在噪音控制方面也有一定优势。
七、实验结论1. 通过创意设计，新型风扇在气流效率、噪音控制等方面具有明显优势。
2. 新型风扇可以更好地满足人们在室内环境中的通风、降温需求。
风扇叶片模具设计论文1风扇叶片表面数据采集本论文所争辩的风扇叶片外形简单，主要由若干自由曲面组成，接受传统的测绘方法难以精确测量。
最终接受上海塑造机电科技有限公司所生产的3DSS-STD-I（I标准型）三维扫描仪，精确、高效地完成了风扇叶片表面的数据采集。
为防止环境光源对设备采集数据的干扰，必需保证环境光线不能太亮。
调整并开启三维扫描仪后，接受5步标定法校准设备。
扫描前，在风扇叶片表面喷涂白色的显像剂，如有必要，可以在需要的地方贴上参考点。
接受多视扫描方法，并利用扫描软件的自动拼接功能将相邻两个扫描视角的公共区域拼接起来以获得风扇叶片外形的点云数据，由于该风扇叶片具有对称性，扫描时选择其中一片扇叶进行完整的扫描和数据处理，扫描完成后得到的模型点云。
2数据处理与模型重建运用Geomagic软件处理扫描仪测得的风扇叶片表面的点云数据，将点云数据转变为曲面模型。
在扫描仪采集数据时，由于测量方法、误差处理方式及四周环境等因素的影响，采集到的点云数据不行避开地会受到噪音的干扰，所以，在反求模型之前必需对数据进行编辑处理。
删除不需要的点数据，过滤噪声。
对于采点盲区，可接受填充命令进行修补。
对原始点云进行去噪平滑处理，这样修补后的模型整体光顺性可得到进一步提高。
3风扇叶片注塑模具设计在逆向工程的基础上，在UG注塑模具设计（MoldWizard）模块中，对该风扇叶片进行了注塑模设计。
模具设计的基本流程如下：导入制件三维实体模型；对设计项目进行初始化，加载实体模型，确定材料及收缩率；分析实体模型出模斜度及分型状况；确定模具的分型面、型腔布局、推杆、浇口和冷却系统等；修补开方面，定义分型面；生成型芯、型腔等工作部件；加入标准模架、推杆、滑块等部件；设计浇注系统、冷却系统；完善设计图纸等。
依据该塑件外观质量及尺寸精度要求，选用模具为一模一腔单分型面模具。
结合分型面的选择原则，选取单分型面垂直分型。
避开了顶杆端部与叶片的接触，保证产品外观的完整性。
智能电风扇开题报告
（本页为开题报告等档案材料的封面、打印）
湖南人文科技学院
本科生毕业设计档案材料
题目（中文）：基于人体舒适度的智能电风扇的设计学生姓名：钟庆男学号13421101
学院：能源与机电工程学院
专业年级：自动化本科四年级
指导教师：陈新
湖南人文科技学院教务处制
指导教师签名：
年月日注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为
不及格；2.此表用于指导教师对毕业设计成绩的评定。
注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅教师或专家对毕业设计成绩的评阅。
小组评定成绩综合评定。
风扇调研报告风扇调研报告一、市场概况随着人们生活水平的提高和环境保护意识的增强，风扇逐渐成为人们生活中不可或缺的电器之一。
风扇市场的规模不断扩大，消费者对产品的质量和性能要求也越来越高。
二、市场分析1. 市场需求由于气候变化和环境因素的影响，人们对于保持室内空气流通、降低温度的需求增加，风扇市场持续发展。
同时，风扇还被广泛应用于工业、农业等领域。
2. 市场竞争由于风扇市场前景广阔，众多企业涌入该行业，市场竞争激烈。
大品牌的市场份额相对稳定，但小品牌也在积极参与竞争。
3. 市场趋势随着科技的进步，智能风扇成为市场的新趋势。
消费者对于具有智能控制功能、节能环保的产品需求增加。
三、消费者调研1. 消费者需求消费者最关注的是风扇的性能和质量。
他们希望产品具有出色的风力、低噪音、节能省电等特点。
此外，消费者对于产品的外观设计也有较高要求。
2. 消费者满意度根据调研结果，消费者对于大品牌的风扇产品满意度较高，认为其质量和性能更可靠。
同时，消费者也对智能风扇产品持有较高期望，希望未来能更方便地控制和调节风扇。
四、技术发展趋势1. 智能化应用随着智能家居市场的兴起，智能风扇成为主流趋势。
通过手机APP、语音助手等手段，消费者可以随时随地控制风扇的开关、风速调节等功能。
2. 节能环保随着环保意识的增强，消费者对于节能环保的产品更感兴趣。
未来的风扇产品应该朝着节能、低噪音、降低对环境的影响方面发展。
五、市场前景展望随着人们对生活品质的追求和环境保护意识的增强，风扇市场有望继续持续发展。
市场竞争激烈，企业应该关注消费者需求，不断提升产品的质量和技术水平，以及提供更好的售后服务，才能在市场中取得竞争优势。
智能化和节能环保是未来风扇市场的发展方向。
无叶风扇调查研究报告
12072108黄李童
摘要
电风扇作为炎炎夏日必不可收的一件产品，迎来了一次革命性的创新----无叶电风扇。
本文就沁恒和法斯特两种品牌的小额功率（35—45）进行市场调查，为消费者选择提供一些参考。
关键词：无叶电风扇原理比较
正文
无叶电风扇引领了风扇行业新革命！无叶风扇最大的不同点，就是它没有了传统风扇的”叶”！自上市以来，无叶风扇吸引了众多国内外客商的眼球。
在炎炎
的夏日，无叶片电风扇的出现，对电风扇行业造成巨大的冲击。
没有扇叶和转轮的新型电风扇，在吹出清爽凉风的同时，还能完全避免了清洗扇叶之苦。
它能产生神奇的持续性的吹出凉风，由于没有叶片，不会覆盖尘土，对有好奇性的儿童不具有伤害，是理想的既安全又节能的产品。
1、工作原理：
首先，底座将大量的空气通过底部的吸风孔以加仑每秒5.28的流量吸入，随后空气被增压，带入环形的内壁中，圆环边缘的内部隐藏的一个叶轮则把空气以圆形轨迹喷出，运动空气的流动会造成空气压力的变化，最终形成一股不间断的冷空气流。
如此一来，徐徐凉风便飘然而至。
2、无叶电风扇的市场前景：
在生产工艺上，无叶风扇与传统风扇相比，主要增加了出风框内腔的设计、制造和装配环节，带来的成本增加并不是十分明显，特别是形成具有一定规模流水线生产后，不用担心原材料稀缺致使价格过高，也不会因为工艺过于复杂繁琐加大制造难度，更不会因为结构设计改变而导致产品质量下降。
所以，无叶风扇在多项方面都优于传统的叶片风扇，而价格却几乎与传统风扇相近，远远低于空调的费用。
3、无叶风扇较有叶风扇的优点：
（1）传统风扇使用叶片割风，容易割伤小孩手指头，隐伏一定的危险性。
无叶风扇无叶片旋转，使用安全系数高，没有危险性。
（2），传统风扇使用叶片割风，吹向人体身前会产生有剧性的风感冲击，不平稳、让人感觉很不舒适。
无叶风扇通过空气倍增技术优化处理，吹向人体身前是100%的自然风，风感无一丝冲击性，平稳、舒适、对人体健康更有保护作用。
特别对老年人、小孩、孕妇使用者有更佳的保健效果。
（3）传统风扇使用叶片构造，在生话中平时清洁时非常不方便，因为需利用一太部时间先拆卸、清洗、再重新安装、检查等。
无叶风扇，免拆卸清洗，平时清洁使用一块棉布擦拭即可，几秒钟即可完成，更方便、更省时、省事、有效。
（4）传统风扇使用按键档速设定风量大小与强弱，欠缺理想性风量大小的选择使用。
无叶风扇特别注重了设定风量大小与强弱创新变革技术，它是利用无极变光器，旋转式旋钮调控风量大小与强弱，更具理想化、人性化，让使用者更舒适健康。
4、各品牌的销售价格和销量
（1）美的 FZ10-10JRL（299元）（月销量202）
（2）美的 FZ10-15BRW（349元）（月销量478）
（3）美的 FZ10-8B（259元）（月销量5）
（4）美的 FZ10-15BW（299元）（月销量0）
（5）艾美特 FTW36R（339元）（月销量42）
（6）艾美特 FT50R（699元）（月销量0）
（7）艾美特 FT41R（299元）（月销量570）
（8）戴森AM06（3790元）（总销量5）
（9）戴森 am07（4690元）（总销量12）
（10）戴森AM08（4690元）（总销量2）
小结：在我看来，国产无叶风扇只是国外的翻版，其外形设计和内部结构都不够完美，虽然其结构比外国货要大，但是风扇是越做越小的，在实力方面完全不能戴森品牌相比较。
但是为什么国内的无叶风扇比较便宜且销量较高呢？原因
比较简单，一是因为国产无叶风扇产地在大陆；二是其技术创新投入都没有国外的高；三是其体积较大，在材料的使用方面不受到限制；四是国内生活水平没有到花几千元买个电风扇的地步，因此几百元的国内风扇足以满足人们的需求。
5、产地和技术分析
产地：据了解无叶风扇厂家主要是在浙江与广东两省，很多消费者不了解网上琳琅满目的无叶风扇生产企业网站。
都都说是自主生产的厂家但很多无叶风扇生产厂家都是小作坊，这样厂家因为生产设备有限为了最大限度节约产品成本降低销售价格在市场上打价格战。
生产出来的产品电机噪音很大根本无法正常使用。
风圈材质用的也是低价采购的产品做工非常粗糙。
产地举例：
（1）义乌市鑫犇电子科技有限公司
（2）永康市海科伊诺工贸有限公司
（3）永康市聚豪电器有限公司
（4）浙江永康市无叶风扇厂家
技术分析：
（1）无叶风扇研究现状
英国家电厂家戴森(Dyson)受空气叶片干手器的启发,在2009年10月12曰推出了第一代无叶风扇,其独特的造型和产风原理以及平稳的风感,受到很多学者和用户的青睐.2011年2月,戴森继一代无叶风扇后,在香港又强势推出的无叶风扇第二代,增加了无线遥控器。
因为没有叶片暴露在空气中,所以无叶风扇安全性能要优于传统风扇,同时风机内置于无叶风扇内部,还可以起到明显的降噪效果。
传统风扇的出风量要比无叶风扇大一些,比较适合大面积送风;而无叶风扇因为没有叶片来`切割'空气,向使用者输出的气流具有低撒流、轮廊呈线性的优点,使用者不会感到阶段性冲击和波浪形刺激,无叶风扇吹风给人一种接近自然风的体感,所以舒适感要强于传统风扇.同时线性低满流的气流有效从出风口喷出,能降低能量损失,即使相隔较远也会感觉到凉爽的感觉,能达到髙效节能的作用。
无叶风扇的优势已被越来越多的人认可,已经形成了自己的市场.目前国内市场上的国外产品具有原创性,专利保护严格,但结构单一,价格较髙;而国产无叶风扇虽然价格便宜,功能较多,但创新性不足,因此研究无叶风扇流场特性,创新无叶风扇结构对打破国外专利垄断,降低无叶风扇价格具有现实意义。
目前无叶风扇还不能完全取代传统三叶式风扇,其问题主要集中在噪音和风力上面,对应部件就是内置风机和无叶风扇出风。
无叶风扇出口结构参数决定了最终出风的效果,无叶风扇紧邻出风口处设置一个科恩达表面。
科恩达表面是一种已知的表面,离开出风口的流体经过该表面表现出科恩达效应:流体(水流或气流)有离开原来的流动方向,改为随著凸出的物体表面流动的倾向,由于流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦,流体的流速会减慢,只要物体表面的曲率不是太大,依据流体力学中的伯努利原理,流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。
气流紧贴物体表面运动,在很大程度上避免了在尺寸发生改变的区域产生回流而导致能量损失,并能有效带动更大范围的流体随之流动。
（2）风机降噪研究现状
内置微型风机为无叶风扇提供动力,由于无叶风扇气流阻力较传统风扇要高,
因此要求内置风机高转速运行,而高速旋转的叶轮势必产生很大的噪音。
世界卫生组织认为,噪声污染已经成为影响人们身体健康和生活质量的严重问题,因此降低风机噪声对无叶风扇的推广意义重大。
风机的旋转噪声又称离散频率噪声,其发声机理主要有两种:一种是当叶片在自由空间旋转时,叶片邻近的某固定位置处的空气受到叶片和其压力场周期性激励而发声;另一种旋转噪声来自动叶与静叶之间的干涉,这种干涉既归因于压力场的相互作用,又归因于叶片尾迹的作用。
当动叶与静叶间距较小时,动叶尾流扫过静叶片会产生脉动力,从而产生旋转噪声。
目前降低风机噪声的途径按原理可以分为两种:一是治标,采取消声器、隔声或吸声等措施;二是治本,用气动声学原理来设计降低风机噪声对于小型风机来说,釆用消声器的造价髙、体积大,有时甚至消声设备的造价和体积都大于风机本身,得不偿失;而人们对它们的低噪声要求又格外严格。
对于小型风机,如果效率和噪声不能兼顾,印使降低效率来换取低噪声也是可取的。
虽然不等距叶片布置方式的研究很早就已经开展,但是对不等距叶片的合理设计方法目前还没有形成,大多数设计更多的是采用简单的约束条件结合试验方法来进行。
其中,约束条件一般釆用的是动平衡约束和性能约束条件。
然而,由于不等距叶片确实能够对风机的离散噪声达到较好的控制效果,未来需要开展的研究重点是摸索出合理的不等距叶片设计方法。
