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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 自動(dòng)破窗器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 該自動(dòng)破窗器利用了類凸輪機(jī)構(gòu)和彈簧的儲(chǔ)能原理，依靠彈簧提供打擊力，用電磁鐵控制啟動(dòng)，可應(yīng)用在普通公共交通工具、私家車、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓和住宅等地，緊急情況下，使破窗的工作由人手揮動(dòng)擊打變?yōu)樽顑?yōu)點(diǎn)固定自動(dòng)擊打，能夠定點(diǎn)、自動(dòng)、快速的擊破玻璃，使人員迅速逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。不僅解決了傳統(tǒng)安全錘易丟失問(wèn)題，而且啟動(dòng)形式多樣、方便靈活，并且造價(jià)低廉，具有極高的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著城市的不斷發(fā)展，人口的膨脹，以及公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的推行，越來(lái)越多的人選擇公共交通出行。而公共交通工具上人員眾多，空間狹窄擁擠，出口較小，存在著較多的安全隱患。普通的用于公交車上的輔助逃生工具安全錘容易被盜，安全錘在使用時(shí)存在空間限制問(wèn)題，且緊急情況下，乘客很難在短時(shí)間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點(diǎn)正確使用。鑒于此，我們?cè)O(shè)計(jì)發(fā)明了新型的自動(dòng)破窗器。 該破窗器主要由啟動(dòng)機(jī)構(gòu)、推動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)射機(jī)構(gòu)三部分組成。啟動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由電磁鐵、吸桿、沖擊桿、啟動(dòng)環(huán)和拉手組成，通過(guò)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)整個(gè)裝置。推動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由推動(dòng)彈簧、推動(dòng)桿、推動(dòng)管、啟動(dòng)銷、止動(dòng)塊和止動(dòng)螺釘組成，推動(dòng)管、推動(dòng)桿分別與錘頭箱螺紋連接，整個(gè)機(jī)構(gòu)起到將錘頭箱送到指定位置并在指定位置啟動(dòng)錘頭的作用。發(fā)射機(jī)構(gòu)主要集中在錘頭箱里面，主要由發(fā)射彈簧、錘頭、啟動(dòng)銷組成，其主要任務(wù)是將錘頭彈出擊碎玻璃。 自動(dòng)破窗器主要利用類凸輪機(jī)構(gòu)和彈簧的儲(chǔ)能原理，用電磁鐵控制啟動(dòng)。啟動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖擊桿與吸桿螺紋相連，按下電源開(kāi)關(guān)，電磁鐵吸引吸桿時(shí)帶動(dòng)沖擊桿對(duì)啟動(dòng)環(huán)產(chǎn)生沖擊力，從而釋放推動(dòng)彈簧啟動(dòng)整個(gè)裝置。彈簧推動(dòng)推動(dòng)桿和推動(dòng)管，從而送出錘頭箱，當(dāng)錘頭箱被送出一定距離后，止動(dòng)塊會(huì)抵擋住推動(dòng)桿，使錘頭箱停在特定位置，同時(shí)在特定位置止動(dòng)螺釘阻擋啟動(dòng)銷進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，釋放錘頭箱中的發(fā)射彈簧，從而啟動(dòng)錘頭完成擊打。自動(dòng)破窗器的操作可分為自動(dòng)擊打和手動(dòng)擊打兩種類型，緊急情況下可采用自動(dòng)擊打，方便快捷的擊碎玻璃；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障時(shí)，可以啟動(dòng)拉手，進(jìn)行手動(dòng)操作。 該自動(dòng)破窗器原理簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，與傳統(tǒng)安全錘相比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先，該裝置把力學(xué)、電學(xué)原理結(jié)合起來(lái)，將擊打的能量利用彈簧事先儲(chǔ)存起來(lái)，并找準(zhǔn)擊打點(diǎn)，通過(guò)電磁力將能量釋放，易于專人操作，不受操作人員能力的限制。其次，啟動(dòng)形式多樣，既可電動(dòng)啟動(dòng)也可手動(dòng)啟動(dòng)，方便靈活。第三，該裝置的擊打點(diǎn)事先固定在玻璃薄弱區(qū)，能快捷擊碎玻璃，打擊成功率高。第四，裝置與車身緊緊固定，不易丟失。第五，整套裝置成本可控制在40元左右，造價(jià)低廉，并且一臺(tái)裝置可反復(fù)使用。第六，根據(jù)不同的玻璃強(qiáng)度等級(jí)確定合適的彈簧型號(hào)，產(chǎn)品具有多樣性。 由于該破窗器具備了上述所說(shuō)的優(yōu)勢(shì)，其完全可以成為現(xiàn)在安全錘的替代產(chǎn)品，具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值，不僅可用在公共交通工具中，在私家車、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓、住宅等處均有利用價(jià)值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 該作品的設(shè)計(jì)背景是源于傳統(tǒng)安全錘的不可靠性與易丟失性，其目的在于設(shè)計(jì)出可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有效擊打破碎玻璃的新型自動(dòng)安全錘，使得在緊急情況下，使破窗的工作由人手揮動(dòng)擊打變?yōu)樽顑?yōu)點(diǎn)固定自動(dòng)擊打，能夠定點(diǎn)、自動(dòng)、快速的擊破玻璃，使人員迅速逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。 設(shè)計(jì)思路是基于自動(dòng)擊打的功能來(lái)倒推設(shè)計(jì)的，先是擊打裝置如何擊打，之后是推動(dòng)裝置的推動(dòng)，最后是如何啟動(dòng)推動(dòng)裝置完成整個(gè)裝置的定點(diǎn)自動(dòng)快速擊碎玻璃的任務(wù)。整個(gè)裝置是依靠彈簧提供打擊力，用電磁鐵控制啟動(dòng)，使破窗的工作由人手揮動(dòng)擊打變?yōu)樽顑?yōu)點(diǎn)固定自動(dòng)擊打。 創(chuàng)新點(diǎn)在于本裝置可以通過(guò)電源控制啟動(dòng)，當(dāng)危險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)，操作人員只需按下開(kāi)關(guān)，該自動(dòng)破窗器即可自動(dòng)完成破窗擊打；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障或是斷電時(shí)，也可啟動(dòng)拉手，進(jìn)行手動(dòng)操作完成擊打。啟動(dòng)形式多樣、方便靈活，打擊成功率高，操作過(guò)程不受人為能力及空間范圍的限制。 技術(shù)關(guān)鍵就在于整個(gè)裝置的巧妙組合。啟動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖擊桿與吸桿螺紋相連，按下電源開(kāi)關(guān)，電磁鐵吸引吸桿時(shí)帶動(dòng)沖擊桿對(duì)啟動(dòng)環(huán)產(chǎn)生沖擊力，從而釋放推動(dòng)彈簧啟動(dòng)整個(gè)裝置。彈簧推動(dòng)推動(dòng)桿和推動(dòng)管，從而送出錘頭箱，當(dāng)錘頭箱被送出一定距離后，止動(dòng)塊會(huì)抵擋住推動(dòng)桿，使錘頭箱停在特定位置，同時(shí)在特定位置止動(dòng)螺釘阻擋啟動(dòng)銷進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，釋放錘頭箱中的發(fā)射彈簧，從而啟動(dòng)錘頭完成擊打。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前公共交通工具上使用的輔助性逃生工具主要是安全錘，應(yīng)該說(shuō)，它是很有效的逃生工具，但現(xiàn)實(shí)生活中，它也存在有一些不足。首先是容易被盜，當(dāng)前公交系統(tǒng)配備的安全錘基本上是一樣的，這種傳統(tǒng)型安全錘小巧輕便，易于摘取，極容易被一些人順手牽羊。經(jīng)常出現(xiàn)安全錘剛剛安裝沒(méi)幾天就全部“消失”的情況。其次，當(dāng)緊急情況出現(xiàn)時(shí)，乘客由于情緒緊張，心情急躁，很難在短時(shí)間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點(diǎn)正確使用。同時(shí)，如遇翻車等事故，乘客的活動(dòng)受到空間的限制，特別是一些老弱病殘人群，更不容易施力揮動(dòng)錘子，使得安全錘也很難有效使用。 而我們的產(chǎn)品自動(dòng)破窗器可以通過(guò)電源控制電磁鐵，以觸發(fā)彈簧開(kāi)啟實(shí)現(xiàn)擊打，當(dāng)危險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)，操作人員只需按下開(kāi)關(guān)，該自動(dòng)破窗器即可自動(dòng)完成破窗擊打；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障或是斷電時(shí)，也可啟動(dòng)拉手，進(jìn)行手動(dòng)操作完成擊打。啟動(dòng)形式多樣、方便靈活，打擊成功率高，操作過(guò)程不受人為能力及空間范圍的限制。而且電路可以并聯(lián)，能實(shí)現(xiàn)多窗口同時(shí)擊打，可以大大的提高逃生效率。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月獲北京化工大學(xué)第七屆“寰球杯”科技創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽金獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 產(chǎn)品、圖紙、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 當(dāng)危險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)，操作人員只需按下開(kāi)關(guān)，該自動(dòng)破窗器即可自動(dòng)完成破窗擊打；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障時(shí)，也可進(jìn)行手動(dòng)擊打。它將擊打的能量利用彈簧事先儲(chǔ)存起來(lái)，并找準(zhǔn)擊打點(diǎn)，通過(guò)電磁力將能量釋放，打擊成功率高。易于專人操作，不受人為能力及空間范圍的限制。整套裝置成本可控制在40元左右，造價(jià)低廉，并且一臺(tái)裝置可反復(fù)使用，又解決了現(xiàn)今安全錘的一些不足之處，在完善加工方法，改進(jìn)加工材料，批量化生產(chǎn)之后，可使成本進(jìn)一步降低，重量更輕，體積更小，外形更加美觀、實(shí)用。該產(chǎn)品不僅可用在公共交通工具中，在私家車、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓、工廠、住宅等處均有應(yīng)用價(jià)值，具有很好的推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 隨著城市的不斷發(fā)展，人口的膨脹，以及公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的推行，為了在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)能讓乘客迅速破窗逃生，在公交的適當(dāng)?shù)胤蕉寂渲昧税踩N。當(dāng)前配備的安全錘基本上是一樣的，這種傳統(tǒng)型安全錘小巧輕便，易于摘取，很容易被一些人順手牽羊。經(jīng)常出現(xiàn)剛裝好幾天就全部“消失”的狀況。2009年6月成都的公交車燃燒事件就有力證明了傳統(tǒng)安全錘防盜方面的缺陷。 為解決傳統(tǒng)安全錘易丟失的問(wèn)題，寧波龍格爾儀表有限公司設(shè)計(jì)了DSC智能防盜逃生錘，本逃生錘具有聲光報(bào)警功能，其在支架上正常固定放置時(shí)報(bào)警功能關(guān)閉，當(dāng)逃生錘脫離支架時(shí)，逃生錘被觸發(fā)發(fā)出聲光同步報(bào)警，只有將逃生錘重新放回支架，報(bào)警才會(huì)停止。這樣，及時(shí)的提醒和制止了人為的誤動(dòng)，起到了防丟失的作用，但其本質(zhì)仍是人手用力揮動(dòng)安全錘敲打玻璃，當(dāng)緊急情況出現(xiàn)時(shí)，由于乘客情緒緊張，心情急躁，很難在短時(shí)間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點(diǎn)正確使用。同時(shí)，如遇翻車等事故，乘客活動(dòng)受到空間的限制，特別是一些老弱病殘人群，更不容易施力揮動(dòng)錘子，則安全錘也很難有效使用。 目前在國(guó)內(nèi)有兩種非人手揮動(dòng)的安全錘，一種是當(dāng)前安裝在成都650路公交車上的一種新型環(huán)保錘，它采用“嵌入式”設(shè)計(jì)，改變了安全錘的安裝位置和擊打方式。車窗右上角有一個(gè)紅色按鈕，按鈕里面是安全錘。遇到危險(xiǎn)的時(shí)候，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)環(huán)保錘90度，然后掌擊環(huán)保錘，通過(guò)里面設(shè)置的高強(qiáng)度硬質(zhì)合金，就能破碎玻璃逃生。另一種是杭州公交集團(tuán)退休職工吳寶發(fā)研制的一種新型彈力逃生錘。它比可樂(lè)罐略小，“罐”里有壓縮彈簧與撞錘，“罐”外有拉環(huán)和封蓋。在緊急情況下，人只要揭開(kāi)封蓋，拉動(dòng)拉環(huán)，壓縮彈簧就會(huì)驅(qū)動(dòng)撞錘，擊碎玻璃。它可以安裝在車窗邊緣，通過(guò)擊打鋼化玻璃的應(yīng)力點(diǎn)打碎整幅玻璃。這種固定在上面的安全錘不易取走，可以避免傳統(tǒng)安全錘因?yàn)閬G失造成無(wú)法應(yīng)急的問(wèn)題。同時(shí)它的操作不需要多大力量，理論上老年人和小孩均可操作，但是上述操作步驟的特殊性，并不是每一個(gè)乘坐公交車的人都能夠了解并迅速有效操作的，尤其是在邊遠(yuǎn)小城市地區(qū)。 因此傳統(tǒng)安全錘在方便操作、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理方面還有待改進(jìn)?；谝陨蠁?wèn)題，我們對(duì)已有安全錘進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)出自動(dòng)破窗器。在依舊實(shí)現(xiàn)破窗功能的基礎(chǔ)上，改變其功能實(shí)現(xiàn)方式，依靠彈簧提供打擊力，用電磁鐵控制啟動(dòng)，使破窗的工作由人手揮動(dòng)變?yōu)樽顑?yōu)點(diǎn)固定自動(dòng)擊打。只要操作人員按下開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)破窗，節(jié)省人力，方便使用，并且擊打成功率高。
