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      主辦單位: 共青團中央   中國科協   教育部   中國社會科學院   全國學聯  

      承辦單位: 四川大學     

      基本信息

      項目名稱:
      可自動觸發式拱形避難床
      小類:
      機械與控制
      簡介:
      此防震床的設計目的是保護睡眠中的人們免受地震發生時墜落造成傷害。 通過在床上加裝拱形防護板,加裝自動呼救裝置,實現床板下降三大主要功能來保證使用者的生命安全。 動力為氣動裝置,由氣罐儲氣,當安裝的加速度傳感器檢測到床體發生劇烈搖晃時,觸發開關,使氣缸工作,繼而使拱形防護板閉合、床板下降,完成設計動作。 自動呼救裝置在地發生后自動發出各種求救信號,如聲音、求救電波、GPS信號等。
      詳細介紹:
      自從汶川地震之后,全社會越來越關注和重視各種防震抗震設備,其中保護睡眠中的人們,避免因睡眠而逃避不及造成的人員傷亡,是我團隊參賽作品的設計初衷。 人們一直期望自己所使用的床在地震發生時,能有一種強度較大的擋板保護自己,避免被墜落物砸傷。但目前已有的很多防震床并不能實現這一功能,大部分的防震床強度不夠,而少數強度足夠的防震床在實現防震功能時卻會對使用者產生一定傷害,老人、幼兒、病人及孕婦等人群不宜使用。 我團隊設計的此防震床,通過在床上加裝拱形防護罩和實現床板下降的功能,以起到保護地震中防震床使用者的安全。并且還在床中設計了自助逃生窗口、自動呼救與自救保障系統,以實現自救、降低他就難度。 為保證在地震之后防震床動力源的可靠性,采用可用蓄電池做電源的小型氣泵作為動力源,保證了動力源的獨立性與可靠性。當床上安裝的加速度傳感器與單片機組成的地震監測裝置,檢測到床體發生劇烈搖晃時,通過控制電路觸發開關,使氣泵開啟,從而使氣缸工作,實現拱形罩上升與床板的下降功能。 拱形防護罩由一滑塊搖桿機構帶動,床板的下降由一組結合在一起的兩雙搖桿機構帶動,為增強拱形防護罩的支撐力,床側板在拱形防護罩到達工作位置時,特地設計了鎖死裝置,以達到加強支撐的作用。 自動呼救及自救保障系統,在地震發生后自動發出各種求救信號,如聲音、紅外線等,引起搜救人員注意,這對爭取時間救出被困者具有重要意義。聲音求救信號主要由蓄電池供電,自動或手動發出求救信號。無線求救電波信號通過預裝的無線信號發射器實現。紅外發射器可發出與人體散發的紅外線波長相近的紅外線,可被生命探測儀檢測到。通時也可加裝GPS模塊,可實現衛星定位,在最快時間內將被掩埋者的地理信息告知救援單位,爭取救援時間。 與此同時,自救保障系統將提供一定量的飲用水、食物以及簡易急救用品等保障類設施,以獲取更長存活時間,提高被困人員獲救可能性。 同時,如果被困者經判斷,認為床體外無太大危險,還可通過防震床提供的逃生通道,自行逃脫。

      作品圖片

      • 可自動觸發式拱形避難床
      • 可自動觸發式拱形避難床
      • 可自動觸發式拱形避難床
      • 可自動觸發式拱形避難床
      • 可自動觸發式拱形避難床

      作品專業信息

      設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標

      設計目的:保護睡眠中的人們免受地震發生時墜落造成傷害。 基本思路:采用震后自動觸發式的拱形防護板來保護正在睡眠中的人們。 創新點: 1)采用半圓拱形防護罩,其結構受力性能好,對來自各個方向的沖擊力都有較強的抵抗作用。 2)在床頭板上加裝圓形軌道,可起到優化防護罩運動效果的作用,防護罩到達工作位置時,上半圓軌道起到加強支撐的作用。 3)床板下降功能,明顯優于現有防震床板突然下落的實現原理。能很好的保護老弱病殘孕等使用者在下降過程中,免受落地時過大的沖擊造成的傷害。 4)添加自動呼救裝置及自救保障物品,一方面,從搜救工作出發,防震床能在地震發生后自動發出各種求救信號,如紅外線、聲音等,使救援人員能盡快確定使用者位置,爭取在第一時間救出被掩埋者。另一方面從被困者自身出發,供給飲水食物及急救設備,以延長存活時間,提升獲救幾率。 主要技術指標: 本防震床響應地震的時間為1-2秒。拱形板可在1秒內自動上升。模擬實驗中可承受近1噸的物體自2米高度砸下??蔀槭褂谜咛峁┙?m×1.3m×1m(長×寬×高)的生存空間

      科學性、先進性

      該作品具有的突出實質性技術特點和顯著進步: 1、現有技術:現有防震床主要分無觸發鋼架式防震床和機械觸發式防震床。前者使用體積大,不適合與現有床進行替換。后者觸發靈敏性不足,無觸發或誤觸發頻率高,且預留生存空間小。 2、顯著進步: (1)采用拱形防護板,床板折疊防護雙重防護功能。拱形防護板受力很好,可承受相當大的載荷。床板在下降過程中,可折疊成三角形的形狀,作為第二層防護裝置。 (2)床板下降功能,明顯優于現有防震床突然落下的實現原理。能很好的保護老弱病殘孕等使用者在下降過程中,免受落地后沖擊過大造成的傷害。 (3)添加自動呼救裝置,能在地震發生后自動發出各種求救信號,例如加裝聲音發生器、求救無線信號發射器、GPS模塊等,使救援人員能盡快確定使用者位置,爭取在第一時間按就出被掩埋者。

      獲獎情況及鑒定結果

      該作品于2010年10月在江蘇南京,由教育部高等學校機械學科教學指導委員會主辦的第四屆全國大學生機械創新設計大賽上,榮獲一等獎。

      作品所處階段

      實物模型制作已接近完成

      技術轉讓方式

      專利授權

      作品可展示的形式

      實物模型 三維模型

      使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測

      1、使用說明: 使用之前,只需將地震檢測裝置置入墻體或地板中即可。 2、技術特點與優勢: 采用傳感器觸發,靈敏性可靠性高;采用拱形防護板防護能力高,且配合床板下降,可為使用者提供充足的生存空間。 3、適用范圍: 本申報作品外形與普通家庭用床無異,任何地點均可使用。 4、推廣前景的技術性說明: 本防震床響應地震的時間為1-2秒。拱形板可在1秒內自動上升。模擬實驗中可承受近1噸的物體自2米高度砸下??蔀槭褂谜咛峁┙?m×1.3m×1m(長×寬×高)的生存空間。相關指標均優于現有防震床,具有良好的推廣前景。 5、市場分析和經濟效益預測: 經前期市場調研,約有55%的年收入在5萬元以上的山東城鎮受訪者表示有意向購買5000元左右的防震床。經相關成本計算,本防震床規?;a成本約為3000元。加上物流,銷售成本等,實際售價約為5000元。經調研估算,山東省內潛在消費量在50萬張床左右(未考慮醫院等事業單位)。則山東省內潛在的市場規模為25億元以上。并具有良好的利潤空間。

      同類課題研究水平概述

      目前國內的防震床主要可分為兩個類別:無觸發鋼架式防震床和機械觸發式防震床。 前者實現防震功能主要是通過已經安裝好的靜立的鋼支架,來抵抗地震時墜落的物體,使使用者免受傷害。主要缺點是體積過大,非常不適合替換現有的家用床。 后者,機械觸發式防震床,目前主要有兩個缺點:一是只采用機械觸發的方式,可靠性較低,誤觸發率較高。二是目前此類防震床大部分采用的是床板向上翻起,使用者自然下落的方式。此種方式對使用者的可能會造成一些不必要的傷害,尤其是不適于老弱病殘孕等人群的使用。
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