多功能可拆卸防夹手装置
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多功能可拆卸防夹手装置 发布于:2019/12/22
    低龄儿童具有多动、注意力不集中、好奇心强等特点,这些特点导致他们易发生意外且对紧急事件缺乏迅速反应的能力。
  通过日常观察,我发现低龄儿童被门夹手的事故不断,尤其是夹手后由于孩子年幼无法及时逃脱,或因被夹时间过长而易致其残疾。如何避免事故的发生?我产生了制作防夹手装置的想法。
  一、现状调查
  在家长的帮助下,我对生活中常见的门进行了调查,发现容易夹手的门主要有旋转门、室内木门、移门、手推门、卷帘门等。
  现有的防夹手装置包括感应门和位于感应门上方的感应探头,感应探头与控制器输入端连接,控制器的输出端与驱动门的电机连接。但若人的身高不够,感应探头就无法感应;若感应太灵敏,又会造成资源的浪费。
  通过查阅各类门夹手事件的发生过程,了解、分析被夹、求救的方式和效果,我想制作能检测当红外线探测到有异物阻挡时,自动弹出安全舌,防止门被关上,并可以发出警报的防夹手装置,这样既不影响门的正常使用,又可以起到安全预防的作用。
  二、现状分析
  以旋转门为例,红外传感器接收人体发出的红外线后指示旋转门旋转,但这个信号必须达到一定强度。由于儿童身材矮小,发出的红外线少,红外传感器接收的红外线强度较弱,只有当非常接近时才能启動。所以当孩子进入时,突然运动的旋转门易对孩子造成伤害。
  一般情况下,在固定门体距地面的一定距离与移动门翼距离固定门翼的一定距离范围内,防夹传感器无法感应到信号,这个范围因旋转门不同而异。因此,遇到盲区内的障碍物时旋转门还会继续旋转。由于儿童较瘦小,夹碰后的阻力不够,所以防碰传感器也不会立即感应,导致儿童的肢体被带入移动门翼与弧形玻璃之间的缝隙(一般为25mm~40mm)。
  装了防碰传感器的旋转门的移动门翼触碰人体后会立刻停止,但同时也会给人一个很强的反作用力。如果老人或儿童在旋转门内不慎摔倒,移动门翼与地面的缝隙(一般为20mm~30mm)便会将其鞋子或肢体夹住。而人的皮肤都有一定弹性,再经过旋转门的“寸劲儿”,身体受伤便不可避免。
  导致这种情况出现的原因很可能是旋转门只有一侧安装了防碰和防夹传感器,也有可能是使用时间太长而失效了。
  三、初步设想
  1.在门框的两侧上端安装红外线发射器,在下端相应的位置安装红外线接收器,外接电源。两处的红外装置并联。
  2.在门框上部靠近门锁一侧安装电磁伸缩头,当红外线接收器没有接收到红外线信号时,启动电路,电磁伸缩头自动弹出,阻挡门闭合,同时启动报警电路。
  3.当红外线接收器接收到红外线信号时,启动反向电路,伸缩头缩回,断开报警电路。
  根据以上设想,我设计的多功能可拆卸防夹手装置由门、控制器、驱动电机和红外传感器组成。其中门为移动装置,门框的侧框中间设有红外传感器,红外传感器与控制器连接,控制器与驱动电机连接,电机与门的移动装置连接。其设备原理图如图1,结构图如图2。
  
  
  四、设计原理
  将红外传感器设置一个预设初值(门与门缝的距离不低于10cm)后安装在门框的上方,红外传感器时刻监测门与门缝的距离,并将检测结果传给控制器,控制器根据其预设值进行相应的操作。当门与门缝的距离小于10cm,并检测有障碍物时,发出警报声,自动弹出安全舌,提醒进出人员注意。
  五、使用方法
  本装置中的红外线发射器和接收器分别位于门的两侧,正常情况下,红外线发射器不断发射红外线,红外线接收器实时接收红外线,此时红外线接收器输出一个高电平信号。当有物体处于红外线发射器与接收器之间时,红外线接收器接收不到红外线,此时红外线接收器输出一个低电平信号。
  安装时,红外线接收器和门的控制主板安装在门的同一侧。中央处理器采用传统的51单片机作为主控芯片,该芯片外围接口丰富,编程简单,且成本低廉。
  
  六、进一步改进
  通过研究和实验,这套多功能可拆卸防夹手装置在理论上是有效可行的,但运用到实际中仍有很多工作需完善。比如,选用或制作各种门探测传感器和电路代替目前开放的通用传感器和电路,使系统更可靠、灵活,能适应各种气候和环境,还可以让安装简便化,使其能适用于大部分类型门的加装。作者:胡文盈 来源:发明与创新·中学生
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