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横向思维5号:让洗衣机像手机一样小巧玲珑

发布时间:2017-05-07 01:15:43 浏览次数:1836



   最近我一直很疯狂地在研究人类的科学发明创造史,我不是真的对发明创造历史感兴趣,而是对这些伟大的科学家以及究竟是什么事件触发了他们的创造灵感有兴趣。我虽然明白他们都是被一种源于偶然的事件所触发,但我还是发现,很多创造性的发明都是源于科学家对现实的不满,譬如洗衣机的诞生就是源于我们对人力洗衣的摆脱。

 

   洗衣机是1874年由美国人比尔·布莱克斯发明的,他用木料制作成了世界上第一台木制手摇洗衣机。1880年,美国又出现了蒸气洗衣机。蒸气动力开始取代人力;1910年,美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世,标志着人类家务劳动自动化的开端。

 

   1922年,美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构,把拖动式改为搅拌式,使洗衣机的结构固定下来,这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。1932年,美国本德克斯航空公司宣布,他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机,洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机的型式跃上一个新台阶,朝自动化又前进了一大步,而这种技术目前正在被广泛运用,当前的洗衣机无论外观如何变化,但内在的机械结构没有多大的变化。

 

   现在的洗衣机不光结构庞大:需要消耗大量的塑料和铁皮(外壳),洗衣时还需要消耗大量的水,洗衣过程还需要一种化学物质(洗衣液和洗衣粉)的帮助。那么,有没有一种技术可以改变当前的洗衣机结构,创造出比现在的洗衣机体积更小新型洗衣机呢?我们不妨先来拆解一下当前洗衣机的物理原理。

 

   全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断:从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断水源的作用。当电磁线圈断电时,移动铁芯在重力和弹簧力的作用下,紧紧顶在橡胶膜片上,并将膜片的中心小孔堵塞,这样阀门关闭,水流不通。

 

   当电磁线圈通电后,移动铁芯在磁力作用下上移,离开膜片,并使膜片的中心小孔打开,于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力,膜片上方压强迅速减小,膜片将在压力差的作用下上移,闭门开启,水流导通。

 

   智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况,决定投放适量的洗涤剂和最佳的洗涤程序。当洗衣桶内衣物的多少和质地不同,而注入水使其达到相同的水位时,其总重量是不同的。利用这一点,通过对洗衣电动机低速转动后的惯性测量,可以判断衣质和衣量。

 

   方法是:在洗衣桶内注入一定量水后使电机低速运转,平稳后快速断电,洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。此时,电机绕组产生反电动势,对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。通过分析脉冲个数和脉冲宽度。就能得到衣质衣量情况。

 

   衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器,使红外光通过水而进入另一侧的接收管。若水的透明度低,接收管获得的光能小,说明衣物较脏。脱水时采用压电传感器。当脱水桶高度旋转时,从脱水桶喷射出来的水作用于压电传感器上,根据这个压力变化,自动停止脱水运转。

 

   当然,这是一般的水洗机械的原理。有人要问了,现在不是有干洗机器吗?那么,干洗的原理又是什么呢?我们知道,衣物上的脏物大多是空气中尘埃附着油或油脂后粘附在纤维上形成的。油或油脂主要来自人体分泌脂肪、烹调油和汽车排气等。

 

   干洗所用干洗剂的功能是可迅速溶解使灰尘粘着于纤维的油或油脂。干洗剂中添加特选干洗助剂则可使灰尘悬浮出来并防止其再次沉积在衣物上。然后,通过过滤或蒸溜处理,可把游离的污垢从干洗剂中分离出来。

 

   水溶性的污垢如污泥、食品和饮料的污渍,只使用干洗剂不易除掉。为增强这方面的去污能力,通常在干洗过程中,加入少量的水与干洗助剂的混合液。而现代的干洗助剂配方一般都含有足够的水分,故毋须另加水。

 

   通俗点讲,洗衣机的清洁原理其实就是一种分子剥离技术,即附在衣物上的污渍是一种物质,也是一种另外形态的分子;传统洗衣机原理就是将衣物上的分子,运用水和洗衣液(粉)或干洗剂作为媒介进行剥离,洗衣机的滚动旋转,其实是模拟了人工搓洗的原理。如此一拆开,洗衣机其实真的很简单。

 

   那么,什么是分子?分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子构成,原子通过一定的作用力,以一定的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例,将水不断分离下去,直至不破坏水的特性,这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧原子构成的一个水分子(H2O)。

 

   明白了洗衣机的核心原理,我们就可以进行横向思维的延伸:分子剥离技术是已经非常成熟的一种技术,我们完全可以运用超声波、红外线和等离子等技术实现衣物上脏污分子的剥离,如果运用上述技术,我们的洗衣机就不需要再运用水和洗涤剂等媒介了,而是直接让脏污分子从衣物上进行剥离。

 

   既然这样,我们的洗衣机就不再需要现在那么庞大的体积,我们完全可以设计一种类似于手机这么大小的洗衣机,甚至干脆直接将洗衣的功能直接装入现在的手机中,当我们要洗衣的时候,就就可以用手机照着衣服上下左右前后地这么一扫,衣物上脏污分子就会从衣物上剥离,或者消散于空气中,或者化解成其它分子沉落于地。

 

   当洗衣机变成这个样子的时候,我们的衣物寿命也就更长久了,不会因为经常在水中浸洗或者经常使用化学洗涤剂而导致衣物变质甚至破旧,衣服的熨烫也不需要那么麻烦,因为我们完全可以将衣物悬挂在衣架上,用微型洗衣机直接进行超声波或者红外线清洗,这样就能完全保持衣物的原来样子。

 

   在探索横向思维创新方法的过程中,尤其是在研究很多科学发明创造历史中我发现,很多颠覆性的技术往往来自于系统之外,也就是说,对于当前的洗衣机生产企业是不可能诞生自我颠覆的新技术的,洗衣机的颠覆性技术,极有可能来自于非专业的洗衣机生产企业。那么,这种像手机一样微型的洗衣机,究竟会由哪个单位的哪个技术专家发明创造出来?何时诞生到我们的社会中呢?让我们拭目以待!

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