环卫工人保暖扫帚设计说明

美好城市形象的维持离不开城市道路环卫工人的辛勤工作，无论严寒还是酷暑，环卫工人都坚守在自己的岗位上，然而，恶劣的天气让环卫工人的工作带来了更多的安全隐患，对环卫工人的身体造成伤害，曾经有环卫工人在冬季冻死的案例令人唏嘘，国家对于环卫工人等基层劳动者的生存问题一直高度关注，国家和地方关于环卫工人的薪资待遇和社会保障的制度也在不断地完善和优化，在2022年5月，民政部等九部门联合印发了《关于深入推进智慧社区建设的意见》的通知。鼓励推进了智能设备在环卫清洁作业中的应用和普及。

人体的正常温度一般是37摄氏度，当温度过低将对人体造成伤害，长时间暴露于0到10度的低温潮湿环境就会被冻伤，而我国北方城市在一月份时的日均最低气温都低于0摄氏度，甚至低于-10摄氏度，环卫工人的工作时间一般在凌晨4点左右就开始了，正是一天中最冷的时候。严寒的工作环境让他们的双手僵硬，布满冻疮，除此之外，低温还容易使人疲劳，血液循环变差，基础代谢率下降，道路清洁的工作本就充满了交通安全隐患，低温给环卫工人带来的疲劳和意识的降低更是大大增加了这种安全隐患，因此，解决环卫工人在严寒的环境下保暖的问题能够降低环卫工人的交通事故发生率，保护环卫工人的生命安全。

分析环卫工人的工作流程，环卫工人一般在早上四点就开始了工作，领完自己的扫帚和簸箕后，就到自己负责的辖区开始道路清扫作业，这时正是一天中最冷的时候，同时天还没亮，因此这个时间段是环卫工人交通事故发生率很高的一个时间段，工作时通常带上扫帚在道路上连续工作多个小时，累了就在路边休息一会，没有固定的休息点，直到下午五点才结束工作。环卫工人主要的工具就是扫帚，环卫工人的清扫作业，主要是通过扫帚的摆动将垃圾扫至簸箕再到入垃圾桶，扫帚是其中最重要的工具且在工作时一直握在环卫工人手中，且手部是人体中毛细血管集中的地方，手部获取的温度可以通过血液循环到达身体的各个部位，从而达到较好的保暖效果，如果能够用扫帚作为载体，就能解决环卫工人在严寒的环境下保暖的问题。

传统扫帚主要由三部分组成：握把、扫帚头、扫帚毛，根据使用场景的不同，扫帚的形态和使用的材质也会有所不同，环卫工人使用的扫帚，用到的材料主要是：木棍、高粱穗、金丝草、竹梢、扫帚草，都是一体式固定结构，由于路面上垃圾的成分复杂，清扫面积大，因此传统扫帚主要的特点是宽大结实，耐磨损，但是在使用时比较费力。

对改良产品的设计规划是：根据工作的场景和需求，在形态的设计和材质的选择上，尽量保留其宽大耐磨损的特征，结合人机工程学的知识解决传统工具的痛点。扫帚头的部分是扫帚工作的核心部位，用来产生发热所需要的能源，握把是与人体直接接触的部位，用来发热并传递到人体。参考其他可以循环使用的保暖产品，它们的发热方式一般是使用将电能转换为热能，或者使用热水，通过热水取暖的方式时效很短并且难以在传统的扫帚上实现因此不加以考虑，而在环卫工人工作的过程中，是很难有固定的地方休息，更别说充电了，因此，最好是让这种能够提供热能的资源能够被环卫工人在工作的过程中“随身携带”以达到最大的便携性。

如何让能量在人-机关系中形成一个闭环流动，通过对能源转换地逆向思考，从热能出发、热能能够通过电能转换而来，电能是我们十分熟悉的能源，常见发电的方式有：火力发电、水力发电、核能发电、风力发电、地热发电等，但其实电能也能通过人的运动产生，而且这种发电的方式不仅便捷并且十分健康环保。而环卫工人的工作能够产生动能，环卫工人手臂的运动带动扫帚的摆动，在设计中将扫帚的头和握把分为两个不同的部分并通过轴连接，握把扫帚头顶部安装发电机与轴连接，直流发电机是把机械能转化为直流电能的设备，利用的是电磁感应原理。线圈经过两个半圆的滑环与电刷接触，再经过导线、蓄电池构成了一个闭合回路；线圈转动，切割磁力线，这样回路就产生了感应电动势。握把的部分根据人机工程学将工人工作时握住握把的位置做了曲线的设计，使工人在握住握把时能够减少长时间工作对人体肌肉带来的损伤，并使用导热材料。再通过储存在电池里的电能与握把部位的电阻丝连接，用电阻丝加热保温棉等固体储能材料使其升温，用热敏电阻控制温度。当电流通过电阻丝时，电阻丝会发热，当温度达到一定值时，电阻丝的电阻会急剧增大。要关闭电路，停止供暖，依靠保温棉驱散之前储存的热量来保暖。

扫帚最大长度100cm，扫帚头宽度48cm，高度35cm，厚度6cm，扫帚毛长度25cm。在产品的配色上主要选择了橙色作为它的主色调，橙色具有环卫工人职业的代表性，并在扫帚头上装有反光条，使产品更加鲜明醒目，在路面上更加容易让其他交通参与者注意环卫工人的存在，小心行驶。轴的设计上运用球体，使转动更加灵活，也让产品整体的造型更加丰富，产品的功能针对性强，使用步骤十分简单，不需要使用者复杂的操作，运用电池感应的原理让能量在人-机之间内部循环，不仅省去了多余的使用步骤，还让产品的使用更加绿色环保。