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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 車(chē)用智能安全錘
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 現(xiàn)代公交車(chē)體積龐大，時(shí)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(wú)法逃生的情況。本課題開(kāi)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(dòng)控制與機(jī)械結(jié)構(gòu)，并采用煙霧傳感報(bào)警與手動(dòng)傳感控制安全錘的雙保險(xiǎn)形式，實(shí)現(xiàn)錘頭的自動(dòng)沖擊，使鋼化玻璃破碎。實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)在公交車(chē)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(dòng)力部分和執(zhí)行部分?？刂撇糠钟梢粋€(gè)煙霧傳感器，一個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)兩位五通換向閥組成。煙霧傳感器檢測(cè)車(chē)內(nèi)煙霧濃度（其中額定濃度有兩個(gè)閾值，一大一?。．?dāng)車(chē)內(nèi)煙霧濃度較低達(dá)到較小閾值時(shí)（比如有人吸煙），傳感器發(fā)出警報(bào)，司機(jī)提醒乘客不要吸煙，如果火勢(shì)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(guò)較大閾值時(shí)，安全錘將自動(dòng)擊出敲碎車(chē)窗，幫助乘客轉(zhuǎn)移。當(dāng)發(fā)生車(chē)輛落水等非火災(zāi)事故時(shí)，司機(jī)可啟動(dòng)安裝在駕駛座邊的應(yīng)急開(kāi)關(guān)，同樣也可擊碎車(chē)窗玻璃逃生，兩重設(shè)計(jì)可起到雙保險(xiǎn)的作用，將傷亡損失降到最低。 現(xiàn)有車(chē)載安全錘的正確用法是：遇到緊急情況時(shí)，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(huì)從被敲擊的這個(gè)點(diǎn)向四周裂開(kāi)，像蜘蛛網(wǎng)一樣，這時(shí)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(fèi)了寶貴的逃生時(shí)機(jī)。而本裝置則可以完全解決此類(lèi)問(wèn)題。該裝置可在第一時(shí)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(huì)。（
作品圖片
作品專(zhuān)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)
- （1）發(fā)明的目的：隨著無(wú)碳生活理念的提出，社會(huì)各界號(hào)召人們少開(kāi)私家車(chē)，盡量以公交車(chē)作為代步工具。然而，公交車(chē)的安全隱患卻成為一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。為了在公交車(chē)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)使乘客及時(shí)逃生，最大程度降低事故危害，現(xiàn)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)車(chē)用智能安全錘。（2）基本思路：安全錘工作時(shí)，煙霧傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)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(hào)，然后電磁閥控制氣缸中的活塞桿快速?zèng)_出，通過(guò)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(diǎn)：現(xiàn)有公交車(chē)雖然都配有安全錘，但事實(shí)表明，由于種種主觀(guān)原因，有些火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)這種手動(dòng)安全錘未能為乘客打開(kāi)逃生通道，造成無(wú)法挽回的損失。采用智能安全錘則可在火災(zāi)來(lái)臨時(shí)自動(dòng)擊碎車(chē)窗，幫助車(chē)上人員及時(shí)轉(zhuǎn)移，因此消除了主觀(guān)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(shí)際，即在現(xiàn)有理論指導(dǎo)下進(jìn)行大量沖擊試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)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(guò)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(hào)的匹配問(wèn)題也是關(guān)鍵因素之一，只有使傳感器輸出信號(hào)和電磁閥輸入信號(hào)的各項(xiàng)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(guó)內(nèi)公交車(chē)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(guān)念不強(qiáng)且在某些情況下乘客誤判砸碎車(chē)窗跳車(chē)，導(dǎo)致車(chē)主和乘客糾紛等。另外，使用安全錘砸碎車(chē)窗玻璃費(fèi)時(shí)費(fèi)力，可能延誤最佳逃生時(shí)機(jī)，增大乘客的受傷風(fēng)險(xiǎn)。 車(chē)用智能安全錘的開(kāi)發(fā)，提升了公交車(chē)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(dòng)控制與機(jī)械結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，使擊碎車(chē)窗的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不再靠單一的人工控制，實(shí)現(xiàn)了智能化。其次，采用較高靈敏度和分辨率的煙霧報(bào)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(diǎn)。此外，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本不高，操作方便，市場(chǎng)潛力大。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品在2010年浙江省機(jī)械設(shè)計(jì)大賽中榮獲三等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- （A）A．實(shí)驗(yàn)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(wú)
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 □模型 □圖紙 □磁盤(pán) □現(xiàn)場(chǎng)演示 □圖片 □錄像 □樣品
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)公交車(chē)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人們往往只會(huì)本能地從車(chē)門(mén)轉(zhuǎn)移，這會(huì)造成不必要的傷害。車(chē)用智能安全錘則可在此類(lèi)情況下自動(dòng)擊碎玻璃，幫助車(chē)內(nèi)人員從車(chē)窗逃生。 具體工作過(guò)程如下，煙霧傳感器把檢測(cè)到的煙霧濃度與兩個(gè)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(shí)（比如有人吸煙或者火勢(shì)較小），傳感器將發(fā)出警報(bào)，警報(bào)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(shí)，傳感器將發(fā)出信號(hào)控制安全錘擊碎車(chē)窗玻璃，為車(chē)內(nèi)人員提供逃生通道。 當(dāng)公交車(chē)在遇到落水等重大事故時(shí)，司機(jī)可以啟動(dòng)裝在駕駛座旁的應(yīng)急開(kāi)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(xiǎn)使車(chē)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(lèi)課題研究水平概述
- 現(xiàn)階段，我國(guó)絕大多數(shù)城市的公交車(chē)側(cè)窗仍以金屬框式推拉窗為主，近年來(lái)，一些經(jīng)濟(jì)條件較好的城市開(kāi)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(chē)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(kāi)啟的裝置”或“裝備破窗用安全錘”。與國(guó)外相比，我國(guó)采用側(cè)窗能迅速開(kāi)啟裝置的公交車(chē)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(shí)，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(huì)碎成顆粒狀，不會(huì)像普通玻璃那樣危險(xiǎn)。但在實(shí)際中，客車(chē)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(bào)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(chē)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(chē)業(yè)發(fā)展有限公司發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的車(chē)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?yè)P(yáng)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(kāi)支架，也會(huì)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(duì)于丟失過(guò)半的普通安全錘來(lái)說(shuō)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看還是非常值得的。有些城市在公交車(chē)上加裝鏈環(huán)或鋼絲繩, 在保留足夠使用長(zhǎng)度的同時(shí)將安全錘與車(chē)體間接固定, 避免人為丟失。 參考資料發(fā)現(xiàn)一種國(guó)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(gè)為了防止在敲擊時(shí)砸到手的安全錘，其實(shí)創(chuàng)意很簡(jiǎn)單，只是在錘子的一端放置了一個(gè)圓筒，取用也非常方便。圓筒內(nèi)有一個(gè)類(lèi)似“活塞”的東西，在敲擊的時(shí)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(shí)行敲擊，從而避免將手砸傷的危險(xiǎn)。 上述安全錘構(gòu)思巧妙，雖然解決了一些問(wèn)題，但對(duì)于其他方面的主觀(guān)因素考慮不夠充分。大部分城市公交車(chē)采用的依然是普通安全錘。由此可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)安全錘自動(dòng)化智能化的例子并不多見(jiàn)，智能安全錘的應(yīng)用前景十分廣闊。
