姜飛宇++++甄奕

自從北京2012年7·21大雨過(guò)后，我經(jīng)常聽(tīng)到因道路井蓋丟失造成人員墜井受傷的情形，于是我計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)能夠主動(dòng)提供警示作用的裝置。

一、構(gòu)思

我利用思維風(fēng)暴法，進(jìn)行了如下構(gòu)思：

二、方案篩選

作為特定的警示裝置，我選了七個(gè)方面進(jìn)行考評(píng)：

1.使用可靠：裝置在不同條件下使用；

2.警示效果：裝置警示效果越明顯，評(píng)價(jià)越高。警示效果包括多遠(yuǎn)距離能觀察到警示物，其外形大小、夜間及雨雪天反光效果等；

3.自行預(yù)警：裝置是否能自行打開(kāi)，自行打開(kāi)有無(wú)條件限制是評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)；

4.制作難易程度：包括設(shè)計(jì)、材料選取、加工的設(shè)備及制作工序等；

5.成本：制作及原材料價(jià)格越高，考評(píng)越低，反之越高；

6.安裝：適應(yīng)井口尺寸多少，安裝時(shí)間長(zhǎng)短，牢固性好壞等作為評(píng)定依據(jù)；

7.其他：是否考慮環(huán)保、安全、維護(hù)、存放、防盜、運(yùn)輸?shù)取?/p>

經(jīng)分析，我秉承由簡(jiǎn)到繁、再由繁到簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)理念將自彈式警示桿、套筒式備用警示井蓋、折疊式警示籠作為實(shí)施方案的主要思路。

三、方案實(shí)施

（一）階段一：彈筒警示筒

1.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）選用與井口內(nèi)壁大小一致的圓筒固定在井口內(nèi)壁。選用外壁與圓筒內(nèi)口大小一致的另一圓筒作為升降筒；

（2）升降筒外力消失后在彈簧作用彈起300～400mm；

（3）升降筒頂部設(shè)有帶孔筒帽（方便排水），同時(shí)承受一個(gè)人的體重；

（4）在伸出部分貼有強(qiáng)力反光貼。

2.模型制作：選用羽毛球作為升降筒，塑料管作為外壁，直徑45mm的彈簧，壓縮前為80mm，壓縮后為20mm。

我在制作過(guò)程中還進(jìn)行了如下改進(jìn)：

（1）用氣彈簧代替彈簧，彈力更為恒定不易發(fā)生安全事故；

（2）去掉外面的圓筒以減少材料用量；

（3）用一種圓筒的設(shè)計(jì)，保證其間隙掉不進(jìn)去人。

（二）階段二：用氣彈簧代替彈簧推進(jìn)警示筒上升

1.設(shè)計(jì)氣彈簧警示筒

改進(jìn)點(diǎn)：（1）備用井蓋直徑選擇400mm，擬選用5～6mm的氣彈簧代替彈簧；

（2）用可伸縮400mm的氣彈簧代替彈簧；

（3）取消外圓筒，在警示筒內(nèi)增設(shè)一圓環(huán)導(dǎo)向，同時(shí)在井壁增加一氣彈簧安裝座。

2.模型制作

用10牛頓的氣彈簧和直徑90mm的塑料管按1：4比例制作樣品。

（三）階段三：使用定滑輪代替氣彈簧推進(jìn)警示筒上升

1.工作原理：警示筒頂部井蓋消失后，重錘依重力下降，通過(guò)尼龍繩利用定滑輪的變向?qū)⒘鹘o警示桿，使警示筒沿著固定導(dǎo)向管向上運(yùn)動(dòng)，定滑輪的固定軸與重錘配合起到導(dǎo)向作用，使警示筒露出井口。

2.模型制作：以1：3比例確定模型大小，模型中警示筒直徑為50mm，升降行程為300mm，選用常見(jiàn)材料，用金屬架焊接，加工塑料滑輪。

四、研究結(jié)果

我設(shè)計(jì)的警示裝置運(yùn)用了重力原理和定滑輪原理：當(dāng)井蓋丟失或移位后重錘會(huì)依重力而下落，通過(guò)定滑輪變向?qū)⒘鹘o警示筒使之向上運(yùn)動(dòng)并露出井口，以便在第一時(shí)間警示行人和車輛，起到了主動(dòng)預(yù)警的作用，具有一定的創(chuàng)新性；該重力直彈方案簡(jiǎn)便可行，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。 責(zé)編/劉紅偉