謝宇楨

夜行安全腰帶的發(fā)明研究

謝宇楨

（西南大學附屬中學校，重慶 400700）

基于現(xiàn)有市場缺少供普通大眾穿戴的夜間安全出行設備，設計出一款普遍適用于大多數(shù)夜晚出行者，特別適用于老人、女性、青少年、運動愛好者的安全腰帶。它集反光警示、聲音報警、GPS定位、照明、運動數(shù)據(jù)記錄等多種功能于一體，具有反光警示、報警、定位三重保護功能，還有體積小、質量輕、穿戴方便、易于收納攜帶、造價便宜等優(yōu)點，是夜間出行人士的忠實伙伴和安全衛(wèi)士。

反光警示；GPS定位；報警器；夜行安全腰帶

1 發(fā)明背景

每當冬季來臨時，早上天亮得晚，晚上天黑得特別早。學生在上學和放學的路上乘坐公交車時，經(jīng)常會遇到這種情況：因天色暗視線不好，司機師傅突然發(fā)現(xiàn)隨意橫穿馬路的行人而緊急剎車，這種情況下極易發(fā)生意外交通事故。通過觀察，發(fā)現(xiàn)交通警察、清潔工等特殊人群，夜晚外出工作時都配備有專業(yè)防護警示服；機動車輛有反光燈，有些特殊機動車輛還在車身安裝了反光條。但是普通人群夜晚步行外出時人身安全缺乏保障，沒有專門為普通人群設計的、保障他們夜間出行安全的穿戴設備。因此設計了一種適合普通人群，特別是老人、孩童以及運動愛好者夜間步行外出時佩戴的安全腰帶。

2 發(fā)明過程

2.1 了解市場現(xiàn)有產(chǎn)品

通過在中國專利網(wǎng)、中國知網(wǎng)、電商平臺、實體零售店查詢，了解到相關產(chǎn)品情況與應用前景。發(fā)現(xiàn)已獲得授權的專利中有大量具反光警示作用的熒光手環(huán)、安全背心、警示服、反光衣等[1-6]，電商平臺能收集到大量反光衣、反光背心、帶反光條的衣服和鞋帽的信息。說明行人夜間出行安全問題已經(jīng)引起公眾的關注，但是反光背心和警示服一般適用于特殊人群穿戴，反光衣和帶反光條的衣服或鞋受款式和價格的影響不能被大眾所接受。另外，市面上集反光安全腰帶、報警器、計步器、照明等多種功能于一體的產(chǎn)品還較少見。所以研制一種適用于普通大眾夜間出行、方便穿戴收納，又能提供安全保障的經(jīng)濟型產(chǎn)品非常有必要。

2.2 關鍵問題提出及解決過程

2.2.1 提出問題

提出以下3個問題：①選擇一種適合老人、青少年等普通大眾的穿戴產(chǎn)品。它既要有較大面積，可以通過增加反光面積提高安全系數(shù)，又要易于被大多數(shù)人接受。主要是為夜晚出行準備，所以不用時應便于收納。綜合以上因素，考慮選擇腰帶。因為腰帶是一種中性穿戴裝備，不同人群都可以使用，對款式的要求不高；腰帶反光面積大，繞體一周即可有效展示輪廓；腰帶體積小，選擇輕質材料，不使用時便于收納攜帶。②夜間出行除了意外交通事故、跌倒等自然安全問題外，還應考慮人身傷害等意外事件，特別是老人、兒童和女性尤其需要注意。遇到歹徒時，在腰帶上安裝一個警報器就可以發(fā)揮警示歹徒的作用，同時，該警報器還可以設置一個親人的手機號與該警報器連接，向親人發(fā)出求救信號。啟動警報器時，該手機也會響鈴報警。③夜晚運動愛好者帶上這款腰帶，夜間出行運動時的安全得到了極大保障，如果能有一個運動軟件及時監(jiān)測其運動量大小、心肺活動量等數(shù)據(jù)，達到科學健身的目的，那么這款腰帶就更完美了，所以這款夜光寶帶還設計了一個運動監(jiān)測的電子移動終端，實時記錄腰帶佩戴者的運動數(shù)據(jù)。

2.2.2 尋找解決方法

尋找如下解決方法：①尋找和購買材料。腰帶基襯材質選擇質量輕且結實耐用的聚酰胺纖維，且腰帶長短可以調節(jié)，大人和小孩都可以使用。腰帶上的反光材料、防狼警報器、電子計步器均購自淘寶。②制作模型。購得材料后，著手制作腰帶模型。首先，將反光條縫制在腰帶外側，然后將報警器、計步器和GPS分別固定在腰帶頭兩側。制作完成后，計算腰帶的成本。所需配件價格見表1，考慮加上腰帶主體的費用，批量生產(chǎn)此款腰帶的造價在百元左右，可以被大眾消費者接受。

2.3 優(yōu)化方案，設計第二代夜行安全腰帶

在經(jīng)過試驗論證后，在一代設計的基礎上增加以下2個附加功能：①除了能反射外界光源外，在夜間照明條件不好的地段，在腰帶上安裝一個LED手電筒會更安全方便，手電筒的電能來源從環(huán)保方面考慮，選擇USB充電式電筒。②增加GPS全球衛(wèi)星定位功能。遇到危險時按下警報器，安全腰帶發(fā)出的求救信號，親友可以收到，但是親友不知道腰帶主人的準確位置也沒有辦法施救，而這時就有必要在腰帶上安裝一個GPS定位芯片，可以隨時報告腰帶主人的準確位置。GPS定位功能還可為預防老人、孩童走失提供幫助。第二代夜行安全腰帶模型示意圖如圖1所示，其中1為反光條；2為嵌入式GPS芯片；3為防狼警報器；4為電子計步器；5為LED手電筒。

表1 夜光寶帶配件價格表

序號名稱數(shù)量單價/元 1反光帶1 m3 2報警器1個15 3計步器1個80 4GPS1個15 合計113元

圖1 夜行安全腰帶模型示意圖

其中，反光條貫穿整個腰帶，增大警示面積；報警器和USB充電式手電筒分別安裝在靠近腰帶頭的一側，便于使用者出行照明和在緊急情況下及時按響報警器處理；嵌入式GPS芯片和電子計步器分別安裝在腰帶正前方兩側。該腰帶腰圍可調節(jié)，適合各種身材人群；另外，腰帶基襯材質是聚酰胺纖維，質量輕，易于收納。

腰帶上嵌入GPS芯片，為佩戴者提供定位服務。腰帶嵌入可以與手機同步的USB充電電子計步器，可實時記錄步數(shù)、距離、測算消耗的卡路里等，防止運動量不足，同時保障運動愛好者夜間外出運動安全。腰帶前側安裝的防狼報警器，在老年人、女性和青少年夜間外出遇到危險時可以緊急求救。腰帶前側安裝的USB充電式LED手電筒，在夜間照明不好的路段可以啟用手電筒照明。

行人夜間佩戴此款夜行安全腰帶后，整個人的輪廓由反光條可以全部勾畫出來，不論正面和背面來車司機都可以看到，360°無死角，警示效果好。USB充電手電筒安裝在腰帶正前部左側，滿足夜間出行、運動時照明需要。報警器安裝在腰帶正前部右側，遇到緊急情況方便右手按下報警按鈕。嵌入式GPS芯片嵌入腰帶左側基襯和反光條夾層內(nèi)，不影響整體美觀。電子計步器安裝在腰帶右前側方便運動愛好者查看記錄，可方便取下充電。

2.4 作品效果試驗

在發(fā)明制作過程中與同學、老師們交流切磋，并研究發(fā)明經(jīng)驗，從中吸取了許多寶貴經(jīng)驗和建議。模型制作完成后，進行了反光警示效果研究試驗。夜間外出時系上此款安全腰帶，警示效果明顯，能在安全距離內(nèi)給機動車司機有效警示，且穿戴收納方便。帶著這款夜行安全腰帶參加了學校研究性學習大賽、重慶市青少年科技創(chuàng)新大賽，向同學們及專家老師們展示了我的發(fā)明作品，受到同學和老師們的一致好評。

3 結論

這一款集反光警示、GPS定位、報警、照明、運動數(shù)據(jù)記錄等多功能于一身的夜行安全腰帶，不僅為行人夜間步行外出、運動提供三重安全保障，而且具有結構簡單、成本低、穿戴收納使用方便等優(yōu)點。該款腰帶填補了目前市場空白，有廣闊的應用前景。隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，人們的安全意識逐步提高，一定會有越來越多的人喜愛并需要這一款夜行安全腰帶。

［1］孫飛，孟祥佳，邵嘎，等.一種反光警示帶的制作方法：中國，CN105403939A［P］.2016-03-16.

［2］高林.拆卸式安全反光警示服：中國，CN104814537A［P］.2015-08-05.

［3］童斌.一種帶有反光警示作用的兩用雨衣：中國，CN204104886U［P］.2015-01-21.

［4］謝強.一種多功能反光警示背心：中國，CN203262311U［P］.2013-11-06.

［5］劉少云.環(huán)衛(wèi)工人反光警示衣：中國，CN203251990U［P］.2013-10-30.

［6］鐘立新.一種夜間用安全警示服裝：中國，CN201742971U［P］.2011-02-16.

［7］孫藝嘉.網(wǎng)眼反光腰帶：中國，CN201718535U［P］.2011-01-26.

〔編輯：嚴麗琴〕

2095－6835（2018）19－0049－02

TS941.728

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.049