文江蘇省常州外國(guó)語學(xué)校 費(fèi)維洋

近年來，汶川地震、玉樹地震、雅安地震等一次次牽動(dòng)著國(guó)人的心。地震時(shí)公共場(chǎng)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(chǎng)所。

自動(dòng)售貨機(jī)在公共場(chǎng)所隨處可見，能否將自動(dòng)售貨機(jī)與避難場(chǎng)所結(jié)合，用于地震時(shí)的臨時(shí)避難？

一、設(shè)計(jì)目的

地震突發(fā)時(shí)有效利用自動(dòng)售貨機(jī)，為不能及時(shí)逃離危險(xiǎn)地帶的人提供避難場(chǎng)所、食物及急救藥品。

二、設(shè)計(jì)方案

1.地震發(fā)生時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)機(jī)箱自動(dòng)展開，擴(kuò)大庇護(hù)空間，容納更多的受困者。

2.為了避免人為惡意搖動(dòng)使機(jī)箱展開，只有當(dāng)振動(dòng)開關(guān)頻率達(dá)到地震頻率，機(jī)箱才會(huì)展開。還可設(shè)計(jì)自鎖裝置，有效保護(hù)機(jī)箱內(nèi)物品的安全。

3.機(jī)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(jié)構(gòu)加固，避免躲在機(jī)箱底下的人受傷。即使有建筑物倒塌，展開后的庇護(hù)框架也能起到一定的支撐作用。

4.受困人員可利用售貨機(jī)內(nèi)的物品，為救援爭(zhēng)取更多時(shí)間，提高生存幾率。

5.機(jī)身展開后，內(nèi)部蓄電池可提供照明，為蜂鳴器（信號(hào)發(fā)生器）提供電量，蜂鳴器可定期發(fā)出信號(hào)，以便外部人員定位。避難售貨機(jī)也可設(shè)計(jì)為自帶定位裝置，便于出現(xiàn)緊急情況時(shí)發(fā)出求救信息。

三、制作過程

如何實(shí)現(xiàn)機(jī)箱的展開功能？一次開抽屜的動(dòng)作讓我想到了解決方案：采用滑動(dòng)導(dǎo)軌作為機(jī)箱展開的功能部件。

我用三維造型軟件完成避難售貨機(jī)的仿真設(shè)計(jì)。首先利用滑軌實(shí)現(xiàn)售貨機(jī)左、右兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱展開，但這樣僅增加了售貨機(jī)的空間。在老師的建議下，我又將滑軌固定在兩個(gè)垂直方向，使售貨機(jī)可沿前、后、左、右四個(gè)方向展開。

當(dāng)售貨機(jī)沿四個(gè)方向展開后，頂板又缺了四個(gè)角。雖然可用四塊大小匹配的補(bǔ)板補(bǔ)上，但在售貨機(jī)正常售貨狀態(tài)下該如何收納四塊補(bǔ)板？

經(jīng)過一番思考，我采用合頁(yè)鉸鏈連接配合電磁鐵使用。正常售貨狀態(tài)下，補(bǔ)板通過合頁(yè)鉸鏈及電磁鐵被吸附折疊收納在對(duì)應(yīng)頂板的下方。地震發(fā)生時(shí)，電磁鐵斷電，將補(bǔ)板頂出展開，使避難售貨機(jī)頂部完整閉合。此時(shí)，避難售貨機(jī)的庇護(hù)空間可擴(kuò)大4～5倍。

我還增加了緊急情況下的蜂鳴器和照明燈設(shè)計(jì)。機(jī)箱展開后，蜂鳴器和照明燈啟動(dòng)，蜂鳴器定時(shí)發(fā)出聲響，以便外部人員通過信號(hào)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(jī)模型。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

1.箱蓋設(shè)計(jì)巧妙，采用滑軌輔助完成，可沿前、后、左、右四個(gè)方向伸展?；壨耆归_后，其庇護(hù)區(qū)域可擴(kuò)大4～5倍。

2.箱蓋頂部補(bǔ)板的收納與展開都利用了電磁鐵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便箱體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。

3.地震發(fā)生時(shí)，避難售貨機(jī)不但能提供避難場(chǎng)所，還可以提供食物和飲水、急救藥物。

由于知識(shí)有限，我未能實(shí)現(xiàn)通過電氣控制快速打開頂部補(bǔ)板。若樂高零件資源充足，還可以對(duì)避難售貨機(jī)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

圖1避難售貨機(jī)三維仿真圖

圖2避難售貨機(jī)模型

圖3 避難售貨機(jī)機(jī)箱展開后的模型