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基本信息
- 項目名稱：
- 水災(zāi)自救救生艇
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 眾所周知，自古以來，自然災(zāi)害的存在給人類的生命、財產(chǎn)、生活帶來了巨大、毀滅性的破壞，無法避免遭遇自然災(zāi)害，一旦遭遇水災(zāi)，人們只能等待救援，為此，我們設(shè)計了在水災(zāi)時可以自救的作品，讓更多的人在水災(zāi)中挽救自己的生命。該裝置在平時是一張舒適的床，可是在水災(zāi)來臨時卻是一個可以轉(zhuǎn)變成一個可以挽救生命的裝置，而且是自救不是坐以待斃等待救援人員的到來。
- 詳細(xì)介紹：
- 1.眾所周知，自古以來，自然災(zāi)害的存在給人類的生命、財產(chǎn)、生活帶來了巨大、毀滅性的破壞，無法避免遭遇自然災(zāi)害，例如地震、旱災(zāi)、水災(zāi)等等。尤其是近幾年，自然災(zāi)害較比以往更為頻繁，一次次帶走同胞的生命，破壞我們的家園，其中水災(zāi)在不同程度上，每年都會在若干城市里發(fā)生，每次都會有很多人在水災(zāi)中喪失生命，沒了家園。然而，一旦遭遇水災(zāi)，人們只能等待救援，為此，我們設(shè)計了在水災(zāi)時可以自救的作品，讓更多的人在水災(zāi)中挽救自己的生命。 2.該裝置在平時是一張舒適的床，可是在水災(zāi)來臨時卻是一個可以轉(zhuǎn)變成一個可以挽救生命的裝置，而且是自救不是坐以待斃等待救援人員的到來。只要家里使用這樣的一張“床”，一旦水災(zāi)來臨時大大增加遇難者逃生的幾率，挽救更多的生命。 該裝置在平時是一張舒適的床，當(dāng)在水災(zāi)來臨時卻是一個可以變成一個具有封閉空間，可以使人在其內(nèi)不受到傷害的裝置，能夠防水淹、防撞擊；而且具有一定的移動能力，使遇難者可以脫離危險地帶的自救裝置，不是簡單的坐以待斃等待救援人員的到來。裝置的具體工作原理如下： 2.1啟動部分 滑動床身兩側(cè)兩個半圓柱框架，可迅速構(gòu)建一個封閉空間。首先將底部的兩個半圓柱框架沿床兩側(cè)的滑道拉起來，在上端閉合，并鎖緊，由于框架外面的一層防水密封布隨著框架的成型將整個裝置包裹在其中，然后將上端的開口密封，加上下部分原本就是密封的，這樣整個裝置就是一個密封防水的裝置。借鑒陀螺儀原理，在床板部分加設(shè)了可旋轉(zhuǎn)裝置。在水災(zāi)的沖擊中，可實(shí)現(xiàn)人在床內(nèi)部保持身體平穩(wěn)，不受傷害的目的。外部的浮漂可解決人在封閉空間的呼吸問題。 2.2驅(qū)動部分 手搖動曲柄，通過鏈輪傳動，可驅(qū)動劃水槳轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)艇在水中的移動。速度依靠人力和外部情況自行控制。 2.3傳動部分 傳動部分主要采用鏈傳動，通過鏈傳動帶動固定在軸上的鏈輪，使鏈輪轉(zhuǎn)動，然后通過鏈輪帶動固定在軸端的劃水槳轉(zhuǎn)動，使救生艇前行。 2.4發(fā)射錨裝置 在床身一端有四個錨發(fā)射裝置，均布在四個方向，將錨放在圓筒內(nèi)的一個被壓縮的彈簧上，然后用銷釘將錨固定，在遇到急流或有明顯高度降的地方，只須將銷釘抽出就可以將錨發(fā)射出去，可進(jìn)行自救。 2.5觀察部分 在整個裝置的上下部分各加設(shè)潛望鏡裝置，利用光學(xué)原理的對位觀察，無論裝置是如何轉(zhuǎn)動和翻滾，都可使人在封閉的床內(nèi)部，觀察到外面的情況，達(dá)到對位可視的目的。 3.理論計算 1) 內(nèi)部空間大?。? * *1.7=1.413 2) F=1/2*1.0*1.0*10 kg/m *10N/kg*1.413 =7065N 3) 最大吃水線高度浮力：7065*2/3=4710N 4) 整體重量：人體重量+床身結(jié)構(gòu)重量（整體支架、槳輪、軸、其他） 平均人體重量80kg， 床身結(jié)構(gòu)重量110kg 5) 整體重力：（80+220）*10N/kg=3000N 6) 最大吃水線高度浮力 > 整體重力，所以床體能漂浮在水面上 7) 吃水線高度：500mm 8）錨的角度：當(dāng)@=45度+ arctan(f/m)/2飛行路徑最長。當(dāng)拋物線上各點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到準(zhǔn)線的距離相等時，拋物線在同一水平面上的跨度最大，此時拋物線在原點(diǎn)的切線方向正好與水平面呈45°。 9）錨的重量： 20 N 10）射程計算：根據(jù)彈簧的f = ks 可知500 N。射程為 4.工作原理及其性能分析 4.1 工作原理 1）陀螺儀工作原理： 兩千年前，陀螺儀原理就有所應(yīng)用，被中香爐是中國古代用于點(diǎn)燃香料熏被褥的球形小爐。它的球形外殼和位于中心的半球形爐體之間有兩層同心圓環(huán)（也有三層的）。爐體在徑向兩端各有短軸，支承在內(nèi)環(huán)的兩個徑向孔內(nèi)，能自由轉(zhuǎn)動。用同樣方式，內(nèi)環(huán)支承在外環(huán)上，外環(huán)支承在球形外殼的內(nèi)壁上。爐體、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和外殼內(nèi)壁的支承軸線依次互相垂直。爐體由于重力作用，不論球殼如何滾轉(zhuǎn)，爐體總是保持水平狀態(tài)。不會把點(diǎn)燃的香灰灑在被褥上。 現(xiàn)代還應(yīng)用在坦克與火炮的穩(wěn)定、攻擊魚雷與導(dǎo)彈的定向、車輛特別是單軌車輛的穩(wěn)定、工作平臺與測量儀器的穩(wěn)定等等方面。 它們的本質(zhì)就是：把一個物體固定在基座上，無論基座怎樣旋轉(zhuǎn)，要求物體的方向都不會改變。 2）錨的工作原理： 借鑒于雨傘的工作原理，利用雨傘的彈出裝置，軸與錨之間限制定位，轉(zhuǎn)動軸借助彈簧的驅(qū)動力將錨發(fā)射出去。 3）潛望透視鏡的工作原理： 兩塊平面鏡平行放置，并與水平面呈45度，平行光照射到45度角傾斜平面鏡后折射到視覺可見，實(shí)現(xiàn)潛望透視功能。 4.2 性能分析 本作品用于水災(zāi)多發(fā)地區(qū)，受災(zāi)人群用于自救的裝置，產(chǎn)品本身是張?zhí)厥獾拇?，在水?zāi)來時人為啟動轉(zhuǎn)化為一個密封的類似于艇的裝置，有高強(qiáng)度的抗擠壓、撞得承受能力，由于排水體積產(chǎn)生的浮力遠(yuǎn)大于自身的重力，淹沒后會自動付出水面。然后人力控制驅(qū)動裝置，可控方向的在水面前進(jìn)，并有利用光學(xué)原理的對外觀察裝置。 本產(chǎn)品外殼選材輕便并且有足夠承載能力，密封材料結(jié)實(shí)具有可壓縮的塑性材料，水災(zāi)來臨時，能夠在30秒左右完成由床到一個密封的逃生裝置，然后可以將前后的氣囊同時充滿氣體，充氣速度靠人掌控，到達(dá)水面后，有驅(qū)動裝置，速度、方向都可控。錨發(fā)射機(jī)構(gòu)采用30°角遠(yuǎn)射程，彈射裝置人可在內(nèi)部操作。潛望鏡視野廣闊，能夠看到前面所有物體。 人力將實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備好的裝滿氣體氣囊壓入裝置兩端氣囊，使其前后穩(wěn)定，浮出水面后，發(fā)射錨，使其不會隨著水流飄走。并且，內(nèi)置陀螺儀，使人在里面沒有大的搖晃擺動。
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(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計水災(zāi)自救救生艇，在水災(zāi)突然發(fā)生時，為我們的生命安全提供一份安全保障。 創(chuàng)新點(diǎn): 1）利用陀螺儀原理，人可在艇內(nèi)身體始終保持平衡。2）利用雨傘的原理，實(shí)現(xiàn)錨的收縮與自動展開。3）床的整個外部空間形成一層減緩沖擊的保護(hù)膜。4）在艇內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動，實(shí)施自救。5）內(nèi)部的潛望鏡裝置，利用光學(xué)原理，視角廣闊。6）平時是床，水災(zāi)時可充當(dāng)救生艇。地震時也可抵擋重物對身體的傷害。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與市場上同類產(chǎn)品相比：本產(chǎn)品應(yīng)用陀螺儀原理，使人在艇內(nèi)部的身體始終保持平衡，在艇的外部空間設(shè)計有一層安全保護(hù)膜，要確保內(nèi)部人員的安全，艇內(nèi)部設(shè)有潛望鏡裝置，能夠幫助內(nèi)部人員通過驅(qū)動自救裝置進(jìn)行自救，在同類產(chǎn)品中具有先進(jìn)水平。 1)集家用與逃生用于一體 2)水災(zāi)時可充當(dāng)艇而自救。 3)地震時也可抵擋重物對身體的傷害。 4)完成裝置組裝時間短，緊密結(jié)合。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品在“第七屆遼寧省普通高等學(xué)校大學(xué)生機(jī)械設(shè)計競賽”上獲得二等獎
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)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
- 使用說明：在水災(zāi)來臨時，旋動床墊按鈕，將床墊內(nèi)的氣排出，隨后將滑蓋滑到頂部，從而將床轉(zhuǎn)變?yōu)橥?。前部有潛望透視鏡，可觀察外部情況。 優(yōu)勢：本作品在日常生活中，作為我們的床。當(dāng)水災(zāi)發(fā)生時，人可以通過旋鈕把它變成救生艇。 技術(shù)說明與分析：當(dāng)前市場上同類產(chǎn)品大多都不能自行驅(qū)動，沒有一個真正的產(chǎn)品能夠達(dá)到自救的目的，而且在水災(zāi)發(fā)生時大多來不及逃生。本作品能夠在短時間內(nèi)完成組裝，達(dá)到自救的目的。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前市場上同類產(chǎn)品大多都不能自行驅(qū)動，國內(nèi)在當(dāng)前研究還很少，沒有一個真正的產(chǎn)品能夠達(dá)到自救的目的，而且在水災(zāi)發(fā)生時大多來不及逃生。本作品能夠在短時間內(nèi)完成組裝，達(dá)到自救的目的。在地震中也起到一定的防護(hù)作用。 本作品還可將其應(yīng)用于軍事用途上，是士兵在渡河作戰(zhàn)時能夠不必帶更多的裝備，而且在完成渡河之后還可以當(dāng)做休息睡覺的床，不僅用途多而且安全可靠。 眾所周知，自古以來，自然災(zāi)害的存在給人類的生命、財產(chǎn)、生活帶來了巨大、毀滅性的破壞，無法避免遭遇自然災(zāi)害，例如地震、旱災(zāi)、水災(zāi)等等。尤其是近幾年，自然災(zāi)害較比以往更為頻繁，一次次帶走同胞的生命，破壞我們的家園，其中水災(zāi)在不同程度上，每年都會在若干城市里發(fā)生，每次都會有很多人在水災(zāi)中喪失生命，沒了家園。然而，一旦遭遇水災(zāi)，人們只能等待救援。
