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避難售貨機

2019-06-19 02:19:54文江蘇省常州外國語學校費維洋
發明與創新 2019年30期
關鍵詞:模型設計

文江蘇省常州外國語學校 費維洋

近年來,汶川地震、玉樹地震、雅安地震等一次次牽動著國人的心。地震時公共場所人群密集,難以快速疏散,因此需要迅速就近找到安全避難場所。

自動售貨機在公共場所隨處可見,能否將自動售貨機與避難場所結合,用于地震時的臨時避難?

一、設計目的

地震突發時有效利用自動售貨機,為不能及時逃離危險地帶的人提供避難場所、食物及急救藥品。

二、設計方案

1.地震發生時,自動售貨機機箱自動展開,擴大庇護空間,容納更多的受困者。

2.為了避免人為惡意搖動使機箱展開,只有當振動開關頻率達到地震頻率,機箱才會展開。還可設計自鎖裝置,有效保護機箱內物品的安全。

3.機箱可用特殊鋼材制成,能承受樓板等重物的砸壓,并用多層三角形框架結構加固,避免躲在機箱底下的人受傷。即使有建筑物倒塌,展開后的庇護框架也能起到一定的支撐作用。

4.受困人員可利用售貨機內的物品,為救援爭取更多時間,提高生存幾率。

5.機身展開后,內部蓄電池可提供照明,為蜂鳴器(信號發生器)提供電量,蜂鳴器可定期發出信號,以便外部人員定位。避難售貨機也可設計為自帶定位裝置,便于出現緊急情況時發出求救信息。

三、制作過程

如何實現機箱的展開功能?一次開抽屜的動作讓我想到了解決方案:采用滑動導軌作為機箱展開的功能部件。

我用三維造型軟件完成避難售貨機的仿真設計。首先利用滑軌實現售貨機左、右兩個側面對稱展開,但這樣僅增加了售貨機的空間。在老師的建議下,我又將滑軌固定在兩個垂直方向,使售貨機可沿前、后、左、右四個方向展開。

當售貨機沿四個方向展開后,頂板又缺了四個角。雖然可用四塊大小匹配的補板補上,但在售貨機正常售貨狀態下該如何收納四塊補板?

經過一番思考,我采用合頁鉸鏈連接配合電磁鐵使用。正常售貨狀態下,補板通過合頁鉸鏈及電磁鐵被吸附折疊收納在對應頂板的下方。地震發生時,電磁鐵斷電,將補板頂出展開,使避難售貨機頂部完整閉合。此時,避難售貨機的庇護空間可擴大4~5倍。

我還增加了緊急情況下的蜂鳴器和照明燈設計。機箱展開后,蜂鳴器和照明燈啟動,蜂鳴器定時發出聲響,以便外部人員通過信號接收器找到受困人員。

我利用樂高積木及滑軌、亞克力板、膠水等制作了避難售貨機模型。

四、創新點

1.箱蓋設計巧妙,采用滑軌輔助完成,可沿前、后、左、右四個方向伸展。滑軌完全展開后,其庇護區域可擴大4~5倍。

2.箱蓋頂部補板的收納與展開都利用了電磁鐵,結構簡單,方便箱體結構轉化。

3.地震發生時,避難售貨機不但能提供避難場所,還可以提供食物和飲水、急救藥物。

由于知識有限,我未能實現通過電氣控制快速打開頂部補板。若樂高零件資源充足,還可以對避難售貨機模型結構進行優化。

圖1避難售貨機三維仿真圖

圖2避難售貨機模型

圖3 避難售貨機機箱展開后的模型

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