■上海市向明中學(xué)高一（7）班 胡文盈

低齡兒童具有多動(dòng)、注意力不集中、好奇心強(qiáng)等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致他們易發(fā)生意外且對緊急事件缺乏迅速反應(yīng)的能力。

通過日常觀察，我發(fā)現(xiàn)低齡兒童被門夾手的事故不斷，尤其是夾手后由于孩子年幼無法及時(shí)逃脫，或因被夾時(shí)間過長而易致其殘疾。如何避免事故的發(fā)生？我產(chǎn)生了制作防夾手裝置的想法。

一、現(xiàn)狀調(diào)查

在家長的幫助下，我對生活中常見的門進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)容易夾手的門主要有旋轉(zhuǎn)門、室內(nèi)木門、移門、手推門、卷簾門等。

現(xiàn)有的防夾手裝置包括感應(yīng)門和位于感應(yīng)門上方的感應(yīng)探頭，感應(yīng)探頭與控制器輸入端連接，控制器的輸出端與驅(qū)動(dòng)門的電機(jī)連接。但若人的身高不夠，感應(yīng)探頭就無法感應(yīng)；若感應(yīng)太靈敏，又會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

通過查閱各類門夾手事件的發(fā)生過程，了解、分析被夾、求救的方式和效果，我想制作能檢測當(dāng)紅外線探測到有異物阻擋時(shí)，自動(dòng)彈出安全舌，防止門被關(guān)上，并可以發(fā)出警報(bào)的防夾手裝置，這樣既不影響門的正常使用，又可以起到安全預(yù)防的作用。

二、現(xiàn)狀分析

以旋轉(zhuǎn)門為例，紅外傳感器接收人體發(fā)出的紅外線后指示旋轉(zhuǎn)門旋轉(zhuǎn)，但這個(gè)信號必須達(dá)到一定強(qiáng)度。由于兒童身材矮小，發(fā)出的紅外線少，紅外傳感器接收的紅外線強(qiáng)度較弱，只有當(dāng)非常接近時(shí)才能啟動(dòng)。所以當(dāng)孩子進(jìn)入時(shí)，突然運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)門易對孩子造成傷害。

一般情況下，在固定門體距地面的一定距離與移動(dòng)門翼距離固定門翼的一定距離范圍內(nèi)，防夾傳感器無法感應(yīng)到信號，這個(gè)范圍因旋轉(zhuǎn)門不同而異。因此，遇到盲區(qū)內(nèi)的障礙物時(shí)旋轉(zhuǎn)門還會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于兒童較瘦小，夾碰后的阻力不夠，所以防碰傳感器也不會(huì)立即感應(yīng)，導(dǎo)致兒童的肢體被帶入移動(dòng)門翼與弧形玻璃之間的縫隙（一般為25mm～40mm）。

裝了防碰傳感器的旋轉(zhuǎn)門的移動(dòng)門翼觸碰人體后會(huì)立刻停止，但同時(shí)也會(huì)給人一個(gè)很強(qiáng)的反作用力。如果老人或兒童在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)不慎摔倒，移動(dòng)門翼與地面的縫隙（一般為20mm～30mm）便會(huì)將其鞋子或肢體夾住。而人的皮膚都有一定彈性，再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)門的“寸勁兒”，身體受傷便不可避免。

導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因很可能是旋轉(zhuǎn)門只有一側(cè)安裝了防碰和防夾傳感器，也有可能是使用時(shí)間太長而失效了。

三、初步設(shè)想

1.在門框的兩側(cè)上端安裝紅外線發(fā)射器，在下端相應(yīng)的位置安裝紅外線接收器，外接電源。兩處的紅外裝置并聯(lián)。

2.在門框上部靠近門鎖一側(cè)安裝電磁伸縮頭，當(dāng)紅外線接收器沒有接收到紅外線信號時(shí)，啟動(dòng)電路，電磁伸縮頭自動(dòng)彈出，阻擋門閉合，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警電路。

3.當(dāng)紅外線接收器接收到紅外線信號時(shí)，啟動(dòng)反向電路，伸縮頭縮回，斷開報(bào)警電路。

根據(jù)以上設(shè)想，我設(shè)計(jì)的多功能可拆卸防夾手裝置由門、控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和紅外傳感器組成。其中門為移動(dòng)裝置，門框的側(cè)框中間設(shè)有紅外傳感器，紅外傳感器與控制器連接，控制器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，電機(jī)與門的移動(dòng)裝置連接。其設(shè)備原理圖如圖1，結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖1

圖2

四、設(shè)計(jì)原理

將紅外傳感器設(shè)置一個(gè)預(yù)設(shè)初值（門與門縫的距離不低于10cm）后安裝在門框的上方，紅外傳感器時(shí)刻監(jiān)測門與門縫的距離，并將檢測結(jié)果傳給控制器，控制器根據(jù)其預(yù)設(shè)值進(jìn)行相應(yīng)的操作。當(dāng)門與門縫的距離小于10cm，并檢測有障礙物時(shí)，發(fā)出警報(bào)聲，自動(dòng)彈出安全舌，提醒進(jìn)出人員注意。

五、使用方法

本裝置中的紅外線發(fā)射器和接收器分別位于門的兩側(cè)，正常情況下，紅外線發(fā)射器不斷發(fā)射紅外線，紅外線接收器實(shí)時(shí)接收紅外線，此時(shí)紅外線接收器輸出一個(gè)高電平信號。當(dāng)有物體處于紅外線發(fā)射器與接收器之間時(shí)，紅外線接收器接收不到紅外線，此時(shí)紅外線接收器輸出一個(gè)低電平信號。

安裝時(shí)，紅外線接收器和門的控制主板安裝在門的同一側(cè)。中央處理器采用傳統(tǒng)的51單片機(jī)作為主控芯片，該芯片外圍接口豐富，編程簡單，且成本低廉。

六、進(jìn)一步改進(jìn)

通過研究和實(shí)驗(yàn)，這套多功能可拆卸防夾手裝置在理論上是有效可行的，但運(yùn)用到實(shí)際中仍有很多工作需完善。比如，選用或制作各種門探測傳感器和電路代替目前開放的通用傳感器和電路，使系統(tǒng)更可靠、靈活，能適應(yīng)各種氣候和環(huán)境，還可以讓安裝簡便化，使其能適用于大部分類型門的加裝。