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基本信息
- 項目名稱：
- 自動破窗器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該自動破窗器利用了類凸輪機構(gòu)和彈簧的儲能原理，依靠彈簧提供打擊力，用電磁鐵控制啟動，可應(yīng)用在普通公共交通工具、私家車、商場、寫字樓和住宅等地，緊急情況下，使破窗的工作由人手揮動擊打變?yōu)樽顑?yōu)點固定自動擊打，能夠定點、自動、快速的擊破玻璃，使人員迅速逃離危險現(xiàn)場。不僅解決了傳統(tǒng)安全錘易丟失問題，而且啟動形式多樣、方便靈活，并且造價低廉，具有極高的應(yīng)用價值與發(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，安全錘在使用時存在空間限制問題，且緊急情況下，乘客很難在短時間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點正確使用。鑒于此，我們設(shè)計發(fā)明了新型的自動破窗器。 該破窗器主要由啟動機構(gòu)、推動機構(gòu)、發(fā)射機構(gòu)三部分組成。啟動機構(gòu)主要由電磁鐵、吸桿、沖擊桿、啟動環(huán)和拉手組成，通過啟動機構(gòu)啟動整個裝置。推動機構(gòu)主要由推動彈簧、推動桿、推動管、啟動銷、止動塊和止動螺釘組成，推動管、推動桿分別與錘頭箱螺紋連接，整個機構(gòu)起到將錘頭箱送到指定位置并在指定位置啟動錘頭的作用。發(fā)射機構(gòu)主要集中在錘頭箱里面，主要由發(fā)射彈簧、錘頭、啟動銷組成，其主要任務(wù)是將錘頭彈出擊碎玻璃。 自動破窗器主要利用類凸輪機構(gòu)和彈簧的儲能原理，用電磁鐵控制啟動。啟動機構(gòu)的沖擊桿與吸桿螺紋相連，按下電源開關(guān)，電磁鐵吸引吸桿時帶動沖擊桿對啟動環(huán)產(chǎn)生沖擊力，從而釋放推動彈簧啟動整個裝置。彈簧推動推動桿和推動管，從而送出錘頭箱，當(dāng)錘頭箱被送出一定距離后，止動塊會抵擋住推動桿，使錘頭箱停在特定位置，同時在特定位置止動螺釘阻擋啟動銷進一步運動，釋放錘頭箱中的發(fā)射彈簧，從而啟動錘頭完成擊打。自動破窗器的操作可分為自動擊打和手動擊打兩種類型，緊急情況下可采用自動擊打，方便快捷的擊碎玻璃；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障時，可以啟動拉手，進行手動操作。 該自動破窗器原理簡單，設(shè)計合理，與傳統(tǒng)安全錘相比，具有諸多優(yōu)點。首先，該裝置把力學(xué)、電學(xué)原理結(jié)合起來，將擊打的能量利用彈簧事先儲存起來，并找準(zhǔn)擊打點，通過電磁力將能量釋放，易于專人操作，不受操作人員能力的限制。其次，啟動形式多樣，既可電動啟動也可手動啟動，方便靈活。第三，該裝置的擊打點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，造價低廉，并且一臺裝置可反復(fù)使用。第六，根據(jù)不同的玻璃強度等級確定合適的彈簧型號，產(chǎn)品具有多樣性。 由于該破窗器具備了上述所說的優(yōu)勢，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)用推廣價值，不僅可用在公共交通工具中，在私家車、商場、寫字樓、住宅等處均有利用價值。
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)
- 該作品的設(shè)計背景是源于傳統(tǒng)安全錘的不可靠性與易丟失性，其目的在于設(shè)計出可以實現(xiàn)自動有效擊打破碎玻璃的新型自動安全錘，使得在緊急情況下，使破窗的工作由人手揮動擊打變?yōu)樽顑?yōu)點固定自動擊打，能夠定點、自動、快速的擊破玻璃，使人員迅速逃離危險現(xiàn)場。 設(shè)計思路是基于自動擊打的功能來倒推設(shè)計的，先是擊打裝置如何擊打，之后是推動裝置的推動，最后是如何啟動推動裝置完成整個裝置的定點自動快速擊碎玻璃的任務(wù)。整個裝置是依靠彈簧提供打擊力，用電磁鐵控制啟動，使破窗的工作由人手揮動擊打變?yōu)樽顑?yōu)點固定自動擊打。 創(chuàng)新點在于本裝置可以通過電源控制啟動，當(dāng)危險事件發(fā)生時，操作人員只需按下開關(guān)，該自動破窗器即可自動完成破窗擊打；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障或是斷電時，也可啟動拉手，進行手動操作完成擊打。啟動形式多樣、方便靈活，打擊成功率高，操作過程不受人為能力及空間范圍的限制。 技術(shù)關(guān)鍵就在于整個裝置的巧妙組合。啟動機構(gòu)的沖擊桿與吸桿螺紋相連，按下電源開關(guān)，電磁鐵吸引吸桿時帶動沖擊桿對啟動環(huán)產(chǎn)生沖擊力，從而釋放推動彈簧啟動整個裝置。彈簧推動推動桿和推動管，從而送出錘頭箱，當(dāng)錘頭箱被送出一定距離后，止動塊會抵擋住推動桿，使錘頭箱停在特定位置，同時在特定位置止動螺釘阻擋啟動銷進一步運動，釋放錘頭箱中的發(fā)射彈簧，從而啟動錘頭完成擊打。
科學(xué)性、先進性
- 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，它是很有效的逃生工具，但現(xiàn)實生活中，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)安全錘剛剛安裝沒幾天就全部“消失”的情況。其次，當(dāng)緊急情況出現(xiàn)時，乘客由于情緒緊張，心情急躁，很難在短時間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點正確使用。同時，如遇翻車等事故，乘客的活動受到空間的限制，特別是一些老弱病殘人群，更不容易施力揮動錘子，使得安全錘也很難有效使用。 而我們的產(chǎn)品自動破窗器可以通過電源控制電磁鐵，以觸發(fā)彈簧開啟實現(xiàn)擊打，當(dāng)危險事件發(fā)生時，操作人員只需按下開關(guān)，該自動破窗器即可自動完成破窗擊打；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障或是斷電時，也可啟動拉手，進行手動操作完成擊打。啟動形式多樣、方便靈活，打擊成功率高，操作過程不受人為能力及空間范圍的限制。而且電路可以并聯(lián)，能實現(xiàn)多窗口同時擊打，可以大大的提高逃生效率。
獲獎情況及鑒定結(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)計劃大賽金獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 產(chǎn)品、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
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)濟效益預(yù)測
- 當(dāng)危險事件發(fā)生時，操作人員只需按下開關(guān)，該自動破窗器即可自動完成破窗擊打；當(dāng)電路方面出現(xiàn)故障時，也可進行手動擊打。它將擊打的能量利用彈簧事先儲存起來，并找準(zhǔn)擊打點，通過電磁力將能量釋放，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，造價低廉，并且一臺裝置可反復(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，改進加工材料，批量化生產(chǎn)之后，可使成本進一步降低，重量更輕，體積更小，外形更加美觀、實用。該產(chǎn)品不僅可用在公共交通工具中，在私家車、商場、寫字樓、工廠、住宅等處均有應(yīng)用價值，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)生危險時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)安全錘易丟失的問題，寧波龍格爾儀表有限公司設(shè)計了DSC智能防盜逃生錘，本逃生錘具有聲光報警功能，其在支架上正常固定放置時報警功能關(guān)閉，當(dāng)逃生錘脫離支架時，逃生錘被觸發(fā)發(fā)出聲光同步報警，只有將逃生錘重新放回支架，報警才會停止。這樣，及時的提醒和制止了人為的誤動，起到了防丟失的作用，但其本質(zhì)仍是人手用力揮動安全錘敲打玻璃，當(dāng)緊急情況出現(xiàn)時，由于乘客情緒緊張，心情急躁，很難在短時間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點正確使用。同時，如遇翻車等事故，乘客活動受到空間的限制，特別是一些老弱病殘人群，更不容易施力揮動錘子，則安全錘也很難有效使用。 目前在國內(nèi)有兩種非人手揮動的安全錘，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，改變了安全錘的安裝位置和擊打方式。車窗右上角有一個紅色按鈕，按鈕里面是安全錘。遇到危險的時候，順時針旋轉(zhuǎn)環(huán)保錘90度，然后掌擊環(huán)保錘，通過里面設(shè)置的高強度硬質(zhì)合金，就能破碎玻璃逃生。另一種是杭州公交集團退休職工吳寶發(fā)研制的一種新型彈力逃生錘。它比可樂罐略小，“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，人只要揭開封蓋，拉動拉環(huán)，壓縮彈簧就會驅(qū)動撞錘，擊碎玻璃。它可以安裝在車窗邊緣，通過擊打鋼化玻璃的應(yīng)力點打碎整幅玻璃。這種固定在上面的安全錘不易取走，可以避免傳統(tǒng)安全錘因為丟失造成無法應(yīng)急的問題。同時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、實現(xiàn)自動處理方面還有待改進?；谝陨蠁栴}，我們對已有安全錘進行了改進，設(shè)計出自動破窗器。在依舊實現(xiàn)破窗功能的基礎(chǔ)上，改變其功能實現(xiàn)方式，依靠彈簧提供打擊力，用電磁鐵控制啟動，使破窗的工作由人手揮動變?yōu)樽顑?yōu)點固定自動擊打。只要操作人員按下開關(guān)即可實現(xiàn)破窗，節(jié)省人力，方便使用，并且擊打成功率高。
