该自动破窗器利用了类凸轮机构和弹簧的储能原理,依靠弹簧提供打击力,用电磁铁控制启动,可应用在普通公共交通工具、私家车、商场、写字楼和住宅等地,紧急情况下,使破窗的工作由人手挥动击打变为最优点固定自动击打,能够定点、自动、快速的击破玻璃,使人员迅速逃离危险现场。不仅解决了传统安全锤易丢失问题,而且启动形式多样、方便灵活,并且造价低廉,具有极高的应用价值与发展前景。
随着城市的不断发展,人口的膨胀,以及公交优先发展战略的推行,越来越多的人选择公共交通出行。而公共交通工具上人员众多,空间狭窄拥挤,出口较小,存在着较多的安全隐患。普通的用于公交车上的辅助逃生工具安全锤容易被盗,安全锤在使用时存在空间限制问题,且紧急情况下,乘客很难在短时间内拿到安全锤并找到合适击打点正确使用。鉴于此,我们设计发明了新型的自动破窗器。
该破窗器主要由启动机构、推动机构、发射机构三部分组成。启动机构主要由电磁铁、吸杆、冲击杆、启动环和拉手组成,通过启动机构启动整个装置。推动机构主要由推动弹簧、推动杆、推动管、启动销、止动块和止动螺钉组成,推动管、推动杆分别与锤头箱螺纹连接,整个机构起到将锤头箱送到指定位置并在指定位置启动锤头的作用。发射机构主要集中在锤头箱里面,主要由发射弹簧、锤头、启动销组成,其主要任务是将锤头弹出击碎玻璃。
自动破窗器主要利用类凸轮机构和弹簧的储能原理,用电磁铁控制启动。启动机构的冲击杆与吸杆螺纹相连,按下电源开关,电磁铁吸引吸杆时带动冲击杆对启动环产生冲击力,从而释放推动弹簧启动整个装置。弹簧推动推动杆和推动管,从而送出锤头箱,当锤头箱被送出一定距离后,止动块会抵挡住推动杆,使锤头箱停在特定位置,同时在特定位置止动螺钉阻挡启动销进一步运动,释放锤头箱中的发射弹簧,从而启动锤头完成击打。自动破窗器的操作可分为自动击打和手动击打两种类型,紧急情况下可采用自动击打,方便快捷的击碎玻璃;当电路方面出现故障时,可以启动拉手,进行手动操作。
该自动破窗器原理简单,设计合理,与传统安全锤相比,具有诸多优点。首先,该装置把力学、电学原理结合起来,将击打的能量利用弹簧事先储存起来,并找准击打点,通过电磁力将能量释放,易于专人操作,不受操作人员能力的限制。其次,启动形式多样,既可电动启动也可手动启动,方便灵活。第三,该装置的击打点事先固定在玻璃薄弱区,能快捷击碎玻璃,打击成功率高。第四,装置与车身紧紧固定,不易丢失。第五,整套装置成本可控制在40元左右,造价低廉,并且一台装置可反复使用。第六,根据不同的玻璃强度等级确定合适的弹簧型号,产品具有多样性。
由于该破窗器具备了上述所说的优势,其完全可以成为现在安全锤的替代产品,具有广泛的应用推广价值,不仅可用在公共交通工具中,在私家车、商场、写字楼、住宅等处均有利用价值。
第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛三等奖
2011年4月获北京化工大学第七届“寰球杯”科技创新与创业计划大赛金奖