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基本信息
- 項目名稱：
- 公交車逃生車窗及控制裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本裝置旨在當(dāng)“悶罐”式的空調(diào)公交車發(fā)生突發(fā)事件時，盡最大可能為乘客爭取寶貴的逃生時間。通過煙霧傳感器檢測發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀況，將檢測到汽車故障的信息反饋給控制電路進(jìn)而控制一對聯(lián)動的車窗鎖來實現(xiàn)車窗的開閉，同時車窗旁配備一旋鈕可供手動打開車窗。車窗開啟是由一個四桿結(jié)構(gòu)連接嵌套在車體上實現(xiàn)的。本裝置機械原理簡單，安全性高，無破壞、可循環(huán)利用。本裝置具有很大的市場推廣價值。
- 詳細(xì)介紹：
- 本裝置旨在當(dāng)“悶罐”式的空調(diào)公交車發(fā)生突發(fā)事件時，盡最大可能為乘客爭取寶貴的逃生時間。同時，在不需破壞車窗玻璃的前提下，對現(xiàn)有公交車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。 本裝置通過煙霧傳感器檢測發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀況，將檢測到汽車故障的信息反饋給控制電路進(jìn)而控制一對聯(lián)動的車窗鎖來實現(xiàn)車窗的開閉。此外，車窗旁配備一旋鈕可供手動打開車窗。車窗開啟是由一個四桿結(jié)構(gòu)連接嵌套在車體上實現(xiàn)的。 經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)和理論計算可得，本裝置從檢測到發(fā)動機異常到車窗完全開啟的時間為1.8~2.2s，窗體與車體的密封性能Q<=1MPa，車窗開啟有效面積85%以上，使用壽命可達(dá)10年以上。 本裝置的最大創(chuàng)新特色是在公交車原來的車型上進(jìn)行改造，且機械原理簡單，安全性高，無破壞、可循環(huán)利用?？紤]到中國空調(diào)公交車使用范圍面積大，本系統(tǒng)批量生產(chǎn)價格可控制在800~1200元內(nèi)，因此，本裝置具有很大的市場推廣價值。
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)
- 設(shè)計目的： 國內(nèi)大多數(shù)空調(diào)公交車在緊急情況發(fā)生時都是通過砸開玻璃窗的方式逃生，但由于車窗的設(shè)計特點、乘客在危機情況下的心理變化和嚴(yán)厲的誤動逃生裝置的懲罰措施等因素，逃生者進(jìn)退維谷，延誤逃生時機。此項目將致力研究一種穩(wěn)定性好、及時、引導(dǎo)性強且原理簡單的空調(diào)公交車逃生裝置，為突發(fā)事件來臨時乘客的及時疏散逃生提供便利與保障。 基本思路： 通過對機械原理、傳感器原理、自動控制原理的運用，設(shè)計一種可自開啟的公交車窗。裝置由三部分組成,窗體、車窗緊固鎖和自動控制電路。在窗上部和下部分別裝兩個同步開合的電磁鎖。 創(chuàng)新點： 1使用手動/自動的打開方式打開安全車窗； 2由手動/電動兩用鎖鎖定窗體； 3煙霧傳感自動觸發(fā)裝置，高準(zhǔn)確性和靈敏性； 4無需額外提供動力，利用車窗本身的重力打開車窗； 5利用人的潛意識規(guī)律有效縮短逃生時間。 技術(shù)關(guān)鍵： 窗體結(jié)構(gòu)與機械機構(gòu)將成為本設(shè)計的關(guān)鍵部分，窗體的合理設(shè)計和機械裝置合理配合才能使自開啟窗能在預(yù)定的時間與預(yù)定條件下完成預(yù)期動作。合理的結(jié)構(gòu)將有利于與車體進(jìn)行整合。若推廣使用則應(yīng)對材料與制造費用進(jìn)行進(jìn)一步研究提高性價比。該部分也是本設(shè)計的難點。 自動控制電路設(shè)計到傳感器技術(shù)與單片機自動控制技術(shù)，該部分的設(shè)計直接影響到自開啟車窗檢測的靈敏度，單片機編程算法以及控制電路都將直接影設(shè)計動作的反應(yīng)時間。 技術(shù)指標(biāo)： 1自動控制系統(tǒng)檢測緊急情況的靈敏度 2該逃生系統(tǒng)的反應(yīng)時間。 3窗體與車體的之間密封性能。 4該系統(tǒng)的使用壽命。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品有以下各點先進(jìn)性與創(chuàng)新性： 1）快。本裝置可以通過自動檢測系統(tǒng)自動開啟逃生窗，發(fā)生緊急情況，可快速按動按鈕。節(jié)約了大量的時間，在這種情況下，多一秒也許就多逃去一條生命。 2）準(zhǔn)。這個裝置突破打破玻璃的思維，以打開窗戶的形式讓乘客逃生。有自動開啟裝置（煙霧檢測自動控制裝置）也有手動開啟裝置（聯(lián)動鎖）。 3）使用壽命長，可重復(fù)使用、無破壞。該裝置使用壽命大于車的使用壽命，使用過程不需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。整個裝置做成一個活動窗架，平時是緊固在窗框上，使用時通過自動檢測裝置啟動或者按下手動按鈕,就可以通過機械裝置使玻璃窗自動打開，讓乘客順利逃生。車窗打開后還可通過手動將車窗復(fù)原，不會造成損失。而普通公交逃生窗擊碎之后就無法恢復(fù)了，這不符合節(jié)能環(huán)保的理念。 4）無風(fēng)險。傳統(tǒng)的擊打玻璃的方法易造成玻璃破壞和車體的變形，玻璃碎片容易傷及乘客或者路人。而且擊打玻璃有較多不確定因素，一旦多次不成功勢必會引起更大的恐慌。該裝置不需破環(huán)玻璃，車窗開啟時是沿著車體向下滑落，不會占道，因此無風(fēng)險。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品系“廣東省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目”項目編號：1056410010 本作品獲2010年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“丁穎杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽工程學(xué)院選拔賽三等獎 本作品獲2010年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“丁穎杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 模型 圖紙 現(xiàn)場展示 圖片
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
- 適用性強，推廣范圍大 本裝置在保持車窗架構(gòu)的基礎(chǔ)上，只需對原來的車窗更換成可活動式車窗，無需調(diào)整車架，能實現(xiàn)現(xiàn)有公交車的快速改造；對新車而言，則無需重新設(shè)計車架，省去電氣布線的麻煩。 可循環(huán)利用 緊急情況時，逃生者往往由于擔(dān)心砸壞車窗玻璃需要賠償或者承受濫用逃生設(shè)置的嚴(yán)厲處罰，進(jìn)退維谷，延誤逃生時機。 車窗通常情況下緊閉，緊急時可自動開啟，避免破壞車窗玻璃，實現(xiàn)循環(huán)利用。 規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，成本低廉 設(shè)計過程中參考現(xiàn)有零件規(guī)格，規(guī)范設(shè)計尺寸，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，有利于大批量生產(chǎn)，提高良品率，降低成本。 安全性高 機械結(jié)構(gòu)簡單，保證車窗在極其惡劣的情況下能順利開啟。通過煙霧檢測器自動檢測發(fā)動機運行狀態(tài)，可在火災(zāi)發(fā)生的第一時間打開逃生通道；同時具有手動裝置，在自動開啟功能失效的情況下能通過司機或者乘客手動開啟。公交車逃生系統(tǒng)的研究現(xiàn)在正處在一種相對缺乏的階段，而該逃生系統(tǒng)在某種程度上補充了這方面的研究，這說明本作品市場前景是很樂觀的。
同類課題研究水平概述
- 國外情況： 目前國外最先進(jìn)的是曾亮相北京奧運會閉幕式英國表演車輛——雙層公交車的兩側(cè)車體外殼可以完全打開，這是十分理想的防火安全結(jié)構(gòu)。從工業(yè)技術(shù)來看，英國這輛表演車輛經(jīng)過技術(shù)改裝，增加了用車輛主發(fā)動機驅(qū)動的液壓泵、液壓工作站，通過長行程液壓缸體驅(qū)動車體外殼打開。但公交車如果要增加類似功能，因為要運載大量乘客，公交車內(nèi)不可能搭載液壓站、大量的滅火裝備，適宜的方法是用壓縮空氣儲能容器驅(qū)動汽缸，乘客在強制制動車輛后，用手動閥門將壓縮空氣引入汽缸產(chǎn)生開門動作；如果用一次性的火工器材驅(qū)動的汽缸，結(jié)構(gòu)更小巧，相同儲存能量下的系統(tǒng)重量小、體積小，從專業(yè)名稱上來說就是比功率重量密度、比功率體積密度。 但是，這種兩邊打開車身的方式有幾個問題：公交車身通常比較高，當(dāng)公交車兩側(cè)有其他障礙物時無法完全打開；且打開后占道嚴(yán)重；高速打開車體可能傷及兩側(cè)的其他車輛和路人。因此，理想的動作方式是向下、或向上平行移動屏障。 國內(nèi)情況： 在國內(nèi)，最常見的就是安全錘。當(dāng)事故發(fā)生時，通過擊碎窗戶實現(xiàn)逃生。 現(xiàn)有的司機所扳動備用開門開關(guān)、乘客所旋轉(zhuǎn)車門上方的緊急手動開門開關(guān)，都是壓縮空氣泄壓閥門，即使將車門啟閉汽缸的氣體釋放到大氣壓力，也需延時；何況公交車的車門都是以旋轉(zhuǎn)運動為主與鉸鏈連桿機構(gòu)、導(dǎo)軌作用下的復(fù)合運動，所以，在車廂乘員擁擠的時候容易導(dǎo)致汽缸既關(guān)不了門，也開不了門，要門內(nèi)外人員的共同輔助才能實現(xiàn)，施加推拉力的方向要遵循圓弧軌跡不斷改變，這只是對于一個門有兩扇的單扇門而言，對于一個門有四扇的折疊門就更復(fù)雜了；即使在車門啟閉汽缸完全泄壓后，而這個人力開門動作不能簡單地向外拉門或向內(nèi)推門，這與建筑物內(nèi)的門扇簡單地單調(diào)旋轉(zhuǎn)運動軌跡完全不同。即使司機啟動了現(xiàn)有應(yīng)急開關(guān)，車門依然與汽缸中的活塞聯(lián)動，在與速度函數(shù)相關(guān)的阻尼作用下，推動門的速度越快，反作用力越大，門越難打開！ 對比國內(nèi)外各種逃生裝置的設(shè)計，除英國表演車外，其他幾種方式，都需要依靠車上乘客手動來實現(xiàn)窗戶、門的開啟無法自啟動，而英國表演車打開兩側(cè)車身，難度高成本大。當(dāng)然也有我們借鑒的地方，例如，在防止該系統(tǒng)誤判以及乘客誤動開窗按鈕發(fā)出警報等。 分析表明，現(xiàn)階段國內(nèi)外在公交車逃生裝置的研究善有較大的研究空間。
