智能逃生晾衣架裝置的設(shè)計(jì)*

劉啟鄉(xiāng) 郭亞琴 敖翔 馮耀輝 吉谷飛

(南通理工學(xué)院,江蘇南通 226002)

0 引言

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外每年都會(huì)發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)一旦發(fā)生,將會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果,尤其是建筑居民樓發(fā)生火災(zāi)事故時(shí),人員逃生問(wèn)題顯得尤為特殊。

國(guó)外家庭消防觀念較強(qiáng),災(zāi)難應(yīng)急產(chǎn)品和服務(wù)的市場(chǎng)化較高,應(yīng)急產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。國(guó)外配備很多的逃生裝置,例如:消防梯,消防逃生艙,樓梯消防椅和緩降裝置。它們大多數(shù)可幫助消防員搶救自己或救助被困人員的設(shè)備,其中大多數(shù)不適合家庭使用,某些產(chǎn)品仍不成熟,在火災(zāi)發(fā)生時(shí),不僅不起到保護(hù)作用,還可能加劇災(zāi)難[1-2]。

在中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的消防產(chǎn)品主要以公共消防安全為主,專門為專業(yè)人員設(shè)計(jì),專門為家庭設(shè)計(jì)的消防產(chǎn)品幾乎沒(méi)有[3]。在百姓的生活中,公共民用消防產(chǎn)品主要包括消火栓,消防噴淋頭,滅火器等,但使用這些產(chǎn)品往往需要很專業(yè)的知識(shí),大部門人不懂得如何使用,平時(shí)關(guān)于消防演練也較少,尤其在火災(zāi)發(fā)生時(shí),緊張的情緒將會(huì)導(dǎo)致較差的應(yīng)變能力,由此帶來(lái)巨大的損失[4-5]。

該論文分析了國(guó)內(nèi)外火災(zāi)逃生裝置的原理及其使用現(xiàn)狀,提出了適用于國(guó)內(nèi)家庭使用的逃生裝置,該裝置操作簡(jiǎn)單且實(shí)用。

1 設(shè)計(jì)分析

本裝置平?？梢宰鳛榱酪录苡?當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí),能夠作為家庭逃生用,能夠滿足家庭逃生的需求,本裝置節(jié)能、環(huán)保又實(shí)用,具有較好的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。該裝置有機(jī)械啟動(dòng)和電子啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式,在火災(zāi)中沒(méi)有斷電情況下,自動(dòng)功能可以實(shí)現(xiàn),與之相反,則可以通過(guò)手搖的方式來(lái)啟動(dòng)裝置。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。該裝置主要包括:檢測(cè)模塊、中央控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、報(bào)警模塊和晾衣架逃生梯。檢測(cè)模塊包括溫度傳感器電路和煙霧傳感器電路,使用兩種傳感器來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性;中央控制單元主要以單片機(jī)為核心來(lái)處理信號(hào);電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,由單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)從而控制電機(jī)相應(yīng)旋轉(zhuǎn),使晾衣架逃生梯形成;報(bào)警模塊將火災(zāi)信號(hào)傳遞給蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警;通信模塊主要將火災(zāi)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)较狸?duì)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)總體框圖Fig.1 Overall block diagram of the system

智能逃生晾衣架裝置是對(duì)于火災(zāi)引起的燃燒氣體、煙霧顆粒、溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),然后通過(guò)傳感器將監(jiān)測(cè)到的火災(zāi)情況信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳輸給火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)和逃生晾衣架裝置。由火災(zāi)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào),給在屋內(nèi)人員發(fā)出警告,而蜂鳴器接收到信號(hào)后進(jìn)行報(bào)警,陽(yáng)臺(tái)的晾衣架開始自動(dòng)連接成逃生梯。智能逃生晾衣架中電源由太陽(yáng)能電池板供電。

2.1 智能逃生晾衣架裝置的設(shè)計(jì)

該智能逃生裝置的主要功能就是實(shí)時(shí)的進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警和幫助火災(zāi)發(fā)生時(shí)還在家里的人進(jìn)行逃生。當(dāng)傳感器檢測(cè)到火災(zāi)預(yù)警信號(hào)時(shí),通信模塊將快速發(fā)出的火災(zāi)報(bào)警鈴聲和實(shí)時(shí)信息傳遞給消防部門;并將火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行顯示。消防人員通過(guò)手動(dòng)搜索坐標(biāo),在地圖上查詢火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)地址,同時(shí)控制模塊控制步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)控制晾衣架裝置旋轉(zhuǎn),形成一條及時(shí)有效的逃生通道。

該裝置由單片機(jī)實(shí)時(shí)采集溫度以及煙霧狀態(tài)值,實(shí)時(shí)顯示在lcd1602液晶上。撥動(dòng)開關(guān)1,控制報(bào)警器報(bào)警,用于緊急情況處理,撥到上面報(bào)警,撥到下面不報(bào)警。撥動(dòng)開關(guān)2,控制晾衣架逃生裝置的開關(guān),正常情況下,撥到上面打開,撥到下面晾衣架逃生裝置關(guān)閉。如果溫度超過(guò)閾值45°并且檢測(cè)到有煙霧,單片機(jī)驅(qū)動(dòng)晾衣架逃生裝置強(qiáng)制打開,防止出現(xiàn)危險(xiǎn)火災(zāi)情況。設(shè)計(jì)原理電路如圖2所示。

2.2 晾衣架逃生裝置的模型設(shè)計(jì)

晾衣架逃生裝置的模型如圖3所示。有火災(zāi)情況發(fā)生時(shí),蜂鳴器接受到信號(hào)后進(jìn)行報(bào)警,陽(yáng)臺(tái)的晾衣架由橫著放開始自動(dòng)連接成逃生梯。晾衣架上的控制模塊用于控制整個(gè)樓層的晾衣架的升降。該逃生裝置設(shè)有限速裝置,當(dāng)人員逃生時(shí),可以自己控制逃生下降速度,確保人員能夠安全逃生,避免造成不必要的傷害。

3 總結(jié)

智能火災(zāi)逃生晾衣架裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、信息提供、報(bào)警等特點(diǎn),如果人們遇到火災(zāi)需要快速離開高層建筑,樓道里邊煙霧較多,人員不能通過(guò)樓道逃生, 此時(shí)可以通過(guò)陽(yáng)臺(tái)的窗戶使用逃生晾衣架裝置逃生,進(jìn)行自救,為居住在高層樓房的人群提供了一條逃生的途徑,對(duì)高層樓房人員的逃生具有實(shí)際意義。該裝置有效地解決了逃生通道不足、走廊擁擠、逃生時(shí)速度不夠快等問(wèn)題,為火災(zāi)逃生提供了一種有效且及時(shí)的逃生方法。該衣架平時(shí)可作為普通晾衣架使用,在火災(zāi)緊急情況下可作為逃生工具使用。故此裝置有比較好的應(yīng)用前景。

圖3 晾衣架火災(zāi)逃生裝置模型Fig.3 Model of escape device for clothes rack fire

圖2 電路圖Fig.2 Circuit diagram