基本信息
- 项目名称：
- 可自动触发式拱形避难床
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 此防震床的设计目的是保护睡眠中的人们免受地震发生时坠落造成伤害。 通过在床上加装拱形防护板，加装自动呼救装置，实现床板下降三大主要功能来保证使用者的生命安全。 动力为气动装置，由气罐储气，当安装的加速度传感器检测到床体发生剧烈摇晃时，触发开关，使气缸工作，继而使拱形防护板闭合、床板下降，完成设计动作。 自动呼救装置在地发生后自动发出各种求救信号，如声音、求救电波、GPS信号等。
- 详细介绍：
- 自从汶川地震之后，全社会越来越关注和重视各种防震抗震设备，其中保护睡眠中的人们，避免因睡眠而逃避不及造成的人员伤亡，是我团队参赛作品的设计初衷。 人们一直期望自己所使用的床在地震发生时，能有一种强度较大的挡板保护自己，避免被坠落物砸伤。但目前已有的很多防震床并不能实现这一功能，大部分的防震床强度不够，而少数强度足够的防震床在实现防震功能时却会对使用者产生一定伤害，老人、幼儿、病人及孕妇等人群不宜使用。 我团队设计的此防震床，通过在床上加装拱形防护罩和实现床板下降的功能，以起到保护地震中防震床使用者的安全。并且还在床中设计了自助逃生窗口、自动呼救与自救保障系统，以实现自救、降低他就难度。 为保证在地震之后防震床动力源的可靠性，采用可用蓄电池做电源的小型气泵作为动力源，保证了动力源的独立性与可靠性。当床上安装的加速度传感器与单片机组成的地震监测装置，检测到床体发生剧烈摇晃时，通过控制电路触发开关，使气泵开启，从而使气缸工作，实现拱形罩上升与床板的下降功能。 拱形防护罩由一滑块摇杆机构带动，床板的下降由一组结合在一起的两双摇杆机构带动,为增强拱形防护罩的支撑力，床侧板在拱形防护罩到达工作位置时，特地设计了锁死装置，以达到加强支撑的作用。 自动呼救及自救保障系统，在地震发生后自动发出各种求救信号，如声音、红外线等，引起搜救人员注意，这对争取时间救出被困者具有重要意义。声音求救信号主要由蓄电池供电，自动或手动发出求救信号。无线求救电波信号通过预装的无线信号发射器实现。红外发射器可发出与人体散发的红外线波长相近的红外线，可被生命探测仪检测到。通时也可加装GPS模块，可实现卫星定位，在最快时间内将被掩埋者的地理信息告知救援单位，争取救援时间。 与此同时，自救保障系统将提供一定量的饮用水、食物以及简易急救用品等保障类设施，以获取更长存活时间，提高被困人员获救可能性。 同时，如果被困者经判断，认为床体外无太大危险，还可通过防震床提供的逃生通道，自行逃脱。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的:保护睡眠中的人们免受地震发生时坠落造成伤害。 基本思路：采用震后自动触发式的拱形防护板来保护正在睡眠中的人们。 创新点： 1）采用半圆拱形防护罩，其结构受力性能好，对来自各个方向的冲击力都有较强的抵抗作用。 2）在床头板上加装圆形轨道，可起到优化防护罩运动效果的作用，防护罩到达工作位置时，上半圆轨道起到加强支撑的作用。 3）床板下降功能，明显优于现有防震床板突然下落的实现原理。能很好的保护老弱病残孕等使用者在下降过程中，免受落地时过大的冲击造成的伤害。 4）添加自动呼救装置及自救保障物品，一方面，从搜救工作出发，防震床能在地震发生后自动发出各种求救信号，如红外线、声音等，使救援人员能尽快确定使用者位置，争取在第一时间救出被掩埋者。另一方面从被困者自身出发，供给饮水食物及急救设备，以延长存活时间，提升获救几率。 主要技术指标： 本防震床响应地震的时间为1-2秒。拱形板可在1秒内自动上升。模拟实验中可承受近1吨的物体自2米高度砸下。可为使用者提供近2m×1.3m×1m（长×宽×高）的生存空间
科学性、先进性
- 该作品具有的突出实质性技术特点和显著进步： 1、现有技术：现有防震床主要分无触发钢架式防震床和机械触发式防震床。前者使用体积大，不适合与现有床进行替换。后者触发灵敏性不足，无触发或误触发频率高，且预留生存空间小。 2、显著进步： （1）采用拱形防护板，床板折叠防护双重防护功能。拱形防护板受力很好，可承受相当大的载荷。床板在下降过程中，可折叠成三角形的形状，作为第二层防护装置。 （2）床板下降功能，明显优于现有防震床突然落下的实现原理。能很好的保护老弱病残孕等使用者在下降过程中，免受落地后冲击过大造成的伤害。 （3）添加自动呼救装置，能在地震发生后自动发出各种求救信号，例如加装声音发生器、求救无线信号发射器、GPS模块等，使救援人员能尽快确定使用者位置，争取在第一时间按就出被掩埋者。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品于2010年10月在江苏南京，由教育部高等学校机械学科教学指导委员会主办的第四届全国大学生机械创新设计大赛上，荣获一等奖。
作品所处阶段
- 实物模型制作已接近完成
技术转让方式
- 专利授权
作品可展示的形式
- 实物模型 三维模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、使用说明： 使用之前，只需将地震检测装置置入墙体或地板中即可。 2、技术特点与优势： 采用传感器触发，灵敏性可靠性高；采用拱形防护板防护能力高，且配合床板下降，可为使用者提供充足的生存空间。 3、适用范围： 本申报作品外形与普通家庭用床无异，任何地点均可使用。 4、推广前景的技术性说明： 本防震床响应地震的时间为1-2秒。拱形板可在1秒内自动上升。模拟实验中可承受近1吨的物体自2米高度砸下。可为使用者提供近2m×1.3m×1m（长×宽×高）的生存空间。相关指标均优于现有防震床，具有良好的推广前景。 5、市场分析和经济效益预测： 经前期市场调研，约有55%的年收入在5万元以上的山东城镇受访者表示有意向购买5000元左右的防震床。经相关成本计算，本防震床规模化生产成本约为3000元。加上物流，销售成本等，实际售价约为5000元。经调研估算，山东省内潜在消费量在50万张床左右（未考虑医院等事业单位）。则山东省内潜在的市场规模为25亿元以上。并具有良好的利润空间。
同类课题研究水平概述
- 目前国内的防震床主要可分为两个类别：无触发钢架式防震床和机械触发式防震床。 前者实现防震功能主要是通过已经安装好的静立的钢支架，来抵抗地震时坠落的物体，使使用者免受伤害。主要缺点是体积过大，非常不适合替换现有的家用床。 后者，机械触发式防震床，目前主要有两个缺点：一是只采用机械触发的方式，可靠性较低，误触发率较高。二是目前此类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。此种方式对使用者的可能会造成一些不必要的伤害，尤其是不适于老弱病残孕等人群的使用。
