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基本信息
- 項目名稱：
- 車用智能安全錘
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 現(xiàn)代公交車體積龐大，時有發(fā)生火災(zāi)等事故，因鋼化玻璃窗緊閉而導(dǎo)致乘客無法逃生的情況。本課題開發(fā)一套公交智能安全錘樣機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)用了傳感器技術(shù)、氣動控制與機(jī)械結(jié)構(gòu)，并采用煙霧傳感報警與手動傳感控制安全錘的雙保險形式，實現(xiàn)錘頭的自動沖擊，使鋼化玻璃破碎。實驗結(jié)果表明，樣機(jī)擊碎鋼化玻璃速度快，效果好，進(jìn)一步完善此裝置可實現(xiàn)在公交車上救援逃生之用。
- 詳細(xì)介紹：
- 智能安全錘裝置主要由三部分組成：控制部分，動力部分和執(zhí)行部分?？刂撇糠钟梢粋€煙霧傳感器，一個開關(guān)和一個兩位五通換向閥組成。煙霧傳感器檢測車內(nèi)煙霧濃度（其中額定濃度有兩個閾值，一大一?。?。當(dāng)車內(nèi)煙霧濃度較低達(dá)到較小閾值時（比如有人吸煙），傳感器發(fā)出警報，司機(jī)提醒乘客不要吸煙，如果火勢較小，司機(jī)可自行將火撲滅；當(dāng)煙霧濃度很大且達(dá)到或超過較大閾值時，安全錘將自動擊出敲碎車窗，幫助乘客轉(zhuǎn)移。當(dāng)發(fā)生車輛落水等非火災(zāi)事故時，司機(jī)可啟動安裝在駕駛座邊的應(yīng)急開關(guān)，同樣也可擊碎車窗玻璃逃生，兩重設(shè)計可起到雙保險的作用，將傷亡損失降到最低。 現(xiàn)有車載安全錘的正確用法是：遇到緊急情況時，把尖尖的錘尖用力敲打玻璃，砸玻璃的四角比較容易破碎，鋼化玻璃會從被敲擊的這個點向四周裂開，像蜘蛛網(wǎng)一樣，這時再用腳把玻璃踹掉，人就可以逃生了。但往往很少有人知道安全錘的正確使用方法，或者敲擊力道不夠，或者敲擊位置不準(zhǔn)確，這就在極大程度上浪費了寶貴的逃生時機(jī)。而本裝置則可以完全解決此類問題。該裝置可在第一時間到達(dá)玻璃最易被擊碎的位置，并以準(zhǔn)確的力量將玻璃擊碎，為乘客提供逃生機(jī)會。（
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- （1）發(fā)明的目的：隨著無碳生活理念的提出，社會各界號召人們少開私家車，盡量以公交車作為代步工具。然而，公交車的安全隱患卻成為一個不可忽視的問題。為了在公交車發(fā)生突發(fā)事故時使乘客及時逃生，最大程度降低事故危害，現(xiàn)團(tuán)隊設(shè)計車用智能安全錘。（2）基本思路：安全錘工作時，煙霧傳感器實時監(jiān)測車廂內(nèi)煙霧濃度。一旦濃度達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值，傳感器立即向電磁閥發(fā)送電信號，然后電磁閥控制氣缸中的活塞桿快速沖出，通過活塞桿上的錘頭擊碎玻璃，為乘客提供逃生通道。（3）創(chuàng)新點：現(xiàn)有公交車雖然都配有安全錘，但事實表明，由于種種主觀原因，有些火災(zāi)現(xiàn)場這種手動安全錘未能為乘客打開逃生通道，造成無法挽回的損失。采用智能安全錘則可在火災(zāi)來臨時自動擊碎車窗，幫助車上人員及時轉(zhuǎn)移，因此消除了主觀影響因素。（4）技術(shù)關(guān)鍵： 首先，要想利用氣缸的沖擊力擊碎鋼化玻璃，必須理論聯(lián)系實際，即在現(xiàn)有理論指導(dǎo)下進(jìn)行大量沖擊試驗，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，據(jù)此確定結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)值。其次，活塞桿端部的錘頭既要有足夠硬度，又要有合理的形狀，因此需要經(jīng)過特殊處理并選擇合適的加工方法才能達(dá)到理想效果。再次，傳感器與電磁閥之間電信號的匹配問題也是關(guān)鍵因素之一，只有使傳感器輸出信號和電磁閥輸入信號的各項指標(biāo)完全匹配，智能安全錘才可正常工作。（5）主要技術(shù)指標(biāo)：氣泵壓力0.8MPa；氣缸缸徑20mm；鋼化玻璃抗壓強(qiáng)度極限880-930MPa；氣缸活塞桿頭部與玻璃有效接觸部分的截面積直徑0.5mm。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，國內(nèi)公交車都配有安全錘，但是弊端較多，譬如安全錘容易丟失，乘客使用觀念不強(qiáng)且在某些情況下乘客誤判砸碎車窗跳車，導(dǎo)致車主和乘客糾紛等。另外，使用安全錘砸碎車窗玻璃費時費力，可能延誤最佳逃生時機(jī)，增大乘客的受傷風(fēng)險。 車用智能安全錘的開發(fā)，提升了公交車逃生裝置的智能性、快捷性、可靠性。首先，該裝置將傳感器技術(shù)、氣動控制與機(jī)械結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，使擊碎車窗的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不再靠單一的人工控制，實現(xiàn)了智能化。其次，采用較高靈敏度和分辨率的煙霧報警器，大大提高了判斷的準(zhǔn)確性、快捷性及可靠性，這也是僅靠人的感官判斷所不具備的一大優(yōu)點。此外，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本不高，操作方便，市場潛力大。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該作品在2010年浙江省機(jī)械設(shè)計大賽中榮獲三等獎。
作品所處階段
- （A）A．實驗室階段 B．中試階段 C．生產(chǎn)階段 D． （自填）
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ■實物、產(chǎn)品 □模型 □圖紙 □磁盤 □現(xiàn)場演示 □圖片 □錄像 □樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 當(dāng)公交車發(fā)生火災(zāi)時，人們往往只會本能地從車門轉(zhuǎn)移，這會造成不必要的傷害。車用智能安全錘則可在此類情況下自動擊碎玻璃，幫助車內(nèi)人員從車窗逃生。 具體工作過程如下，煙霧傳感器把檢測到的煙霧濃度與兩個大小不同的閾值進(jìn)行比較。當(dāng)煙霧濃度較低但達(dá)到較小閾值時（比如有人吸煙或者火勢較?。瑐鞲衅鲗l(fā)出警報，警報發(fā)出后司機(jī)提醒乘客不要吸煙，或者司機(jī)自行將火撲滅；當(dāng)煙霧濃度達(dá)到較大的閾值時，傳感器將發(fā)出信號控制安全錘擊碎車窗玻璃，為車內(nèi)人員提供逃生通道。 當(dāng)公交車在遇到落水等重大事故時，司機(jī)可以啟動裝在駕駛座旁的應(yīng)急開關(guān)，控制換向閥換向，使氣缸工進(jìn)，達(dá)到擊碎玻璃使乘客逃生的目的。 這樣的雙保險使車用智能安全錘完全可以代替現(xiàn)有的安全錘，為乘客的生命安全提供一份更可靠的保障。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)階段，我國絕大多數(shù)城市的公交車側(cè)窗仍以金屬框式推拉窗為主，近年來，一些經(jīng)濟(jì)條件較好的城市開始采用粘接式內(nèi)置推拉窗或全封閉式粘接側(cè)窗，例如成都公交事故中的空調(diào)客車便采用了最后一種側(cè)窗結(jié)構(gòu)。側(cè)窗作為應(yīng)急出口可采用兩種處理方式：“加裝迅速開啟的裝置”或“裝備破窗用安全錘”。與國外相比，我國采用側(cè)窗能迅速開啟裝置的公交車輛少之又少，應(yīng)急窗仍主要采用安全錘作為逃生手段。破窗時，只要利用安全錘或尖銳物品(鑰匙、手表、皮帶扣等)擊打鋼化玻璃的邊角處，玻璃便會碎成顆粒狀，不會像普通玻璃那樣危險。但在實際中，客車安全錘往往因容易丟失而普遍存在配備不全的現(xiàn)象。據(jù)報道，2008年“5?5”公交爆燃事故后，上海公交公司重新補(bǔ)充了空調(diào)車內(nèi)缺失的逃生錘，然而令人遺憾的是，如今那批添配的逃生錘已丟失大半。江蘇暢通車業(yè)發(fā)展有限公司發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單的車用防盜安全錘，以解決上述不足。該產(chǎn)品在錘體底座安裝一牽引繩卷揚機(jī)構(gòu)，牽引繩一端固定在支架上，另一端與錘體相連。所以，即便安全錘離開支架，也會因牽引繩的作用防止出現(xiàn)遺失或被盜的現(xiàn)象發(fā)生。雖然在成本上比一般安全錘稍高，但相對于丟失過半的普通安全錘來說，從長遠(yuǎn)來看還是非常值得的。有些城市在公交車上加裝鏈環(huán)或鋼絲繩, 在保留足夠使用長度的同時將安全錘與車體間接固定, 避免人為丟失。 參考資料發(fā)現(xiàn)一種國外創(chuàng)意安全錘，取用都很方便。所謂創(chuàng)意安全錘就是一個為了防止在敲擊時砸到手的安全錘，其實創(chuàng)意很簡單，只是在錘子的一端放置了一個圓筒，取用也非常方便。圓筒內(nèi)有一個類似“活塞”的東西，在敲擊的時候把圓筒罩在玻璃上，錘另一端把“活塞”往下錘，就可以很方便的實行敲擊，從而避免將手砸傷的危險。 上述安全錘構(gòu)思巧妙，雖然解決了一些問題，但對于其他方面的主觀因素考慮不夠充分。大部分城市公交車采用的依然是普通安全錘。由此可見實現(xiàn)安全錘自動化智能化的例子并不多見，智能安全錘的應(yīng)用前景十分廣闊。
