卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

周麗娟 張琦 李欽

1. 河南警察學(xué)院 2. 河南省許昌市公安局

引言

“足跡靜電吸附”是各類刑事案件現(xiàn)場(chǎng)勘查中所采用的一種使用最頻繁、應(yīng)用最普遍和效果最好的現(xiàn)場(chǎng)足跡顯示方法，傳統(tǒng)上較短的靜電吸附膜不能滿足較大現(xiàn)場(chǎng)成趟足跡的提取需要。為了解決此問題，經(jīng)過對(duì)新舊設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作流程反復(fù)研討、實(shí)驗(yàn)，結(jié)合一線辦案需要，研發(fā)了一種具有（電動(dòng)/手動(dòng)）卷軸控制功能、自動(dòng)清潔功能、操作簡(jiǎn)單、使用方便的 “卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取裝置”。此裝置能夠滿足較大現(xiàn)場(chǎng)成趟足跡的提取需要，在固定有價(jià)值痕跡物證的同時(shí)，梳理犯罪嫌疑人作案軌跡，推斷犯罪嫌疑人逃跑方向，為刑事偵查提供方向指引。

一、結(jié)構(gòu)及操控方法

（一）卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀的結(jié)構(gòu)

卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀，包括一面為金屬膜、另一面為塑料吸附面的靜電吸附膜，靜電吸附膜的兩端分別固定在固定軸端和滾動(dòng)軸端；該固定軸端設(shè)有能對(duì)靜電吸附膜提供或者斷開靜電的放電裝置；該滾動(dòng)軸端包括卷軸模塊和核心機(jī)械模塊，靜電吸附膜的一端固定于核心機(jī)械模塊，卷軸模塊能使核心機(jī)械模塊滾動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能使靜電吸附膜卷在其上。在核心機(jī)械模塊滾動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，靜電吸附膜被清潔刷（可定期更換）自動(dòng)清潔。核心機(jī)械模塊包括滾動(dòng)軸，靜電吸附膜的一端固定在滾動(dòng)軸上。卷軸模塊為手動(dòng)卷軸模塊或電動(dòng)卷軸模塊。

手動(dòng)卷軸模塊包括“Z”狀的手動(dòng)卷軸絕緣手柄和手柄絕緣蓋；手動(dòng)卷軸絕緣手柄固定連接滾動(dòng)軸。電動(dòng)卷軸模塊包括充電電池及電機(jī)、滑軌和控制其供電或斷電的電動(dòng)卷軸開關(guān)；滾動(dòng)軸端部的內(nèi)部是六邊形卡槽，電機(jī)連接與六邊形卡槽匹配的六邊形卡榫，電動(dòng)卷軸模塊通過滑軌滑動(dòng)時(shí)，六邊形卡榫能滑動(dòng)進(jìn)入或退出該六邊形卡槽。

固定軸端包括固定軸，靜電吸附膜的一端固定在固定軸上；放電裝置包括高壓靜電發(fā)生器、控制其的放電開關(guān)以及放電電極、接地線；固定軸外側(cè)設(shè)置高壓靜電發(fā)生器，放電電極和靜電吸附膜連接。

此外還包括外殼，外殼為滾動(dòng)軸絕緣套筒、手柄絕緣蓋和固定軸端絕緣套筒。外殼設(shè)有靜電吸附膜進(jìn)出的出膜口，出膜口邊緣設(shè)有清潔刷。外殼設(shè)有方便握持的手柄及帶連接繩的楔形卡榫。固定軸端方形板狀絕緣底座和滾動(dòng)軸端方形板狀絕緣底座分別設(shè)有與其匹配且為錯(cuò)開狀的楔形孔洞；固定軸端方形板狀絕緣底座上設(shè)有固定軸掛繩；手柄絕緣蓋設(shè)有連接繩固定在滾動(dòng)軸端方形板狀絕緣底座。

（二）卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀的操控步驟

現(xiàn)場(chǎng)勘查人員到達(dá)犯罪現(xiàn)場(chǎng)后，在勘驗(yàn)出成趟足跡后，取出足跡靜電吸附提取儀，左手控制遙控器上的通電出膜按鈕A，右手拉出靜電膜。

將靜電膜的黑色塑料膜面覆蓋在留有成趟足跡的重點(diǎn)部位，金屬膜面向上。

控制遙控器上的增加靜電按鈕B，進(jìn)行靜電吸附。

使用相機(jī)對(duì)黑色塑料膜面上的成趟足跡，貼上比例尺，進(jìn)行拍照固定。

左手控制遙控器上的收膜按鈕C，右手協(xié)助收回靜電膜。

靜電膜自動(dòng)收回，同時(shí)自動(dòng)清潔。

將靜電膜覆蓋在其它留有成趟足跡的重點(diǎn)部位上，重復(fù)上述操作。

二、實(shí)驗(yàn)部分

（一）樣本制備

選取運(yùn)動(dòng)鞋與皮鞋分別在人造革地板、紡織品、塑料、金屬、玻璃、木地板、地板磚等干燥、平滑客體地面上形成的平面灰塵加層足跡，如圖13～圖28所示，均能夠提取清晰的灰塵足跡。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備

卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀，Nikon-D90數(shù)碼相機(jī)，三腳架。

（三）步驟和方法

（1）將靜電吸附膜放在足跡前，使靜電吸附器的接地軟線充分接地；

（2）用靜電吸附器的充電電極接觸鍍膜面，按動(dòng)開關(guān)，為整個(gè)鍍膜面充電，在同性電荷相斥力的推動(dòng)下，靜電吸附膜會(huì)自動(dòng)向前展開，平整地覆蓋在足跡表面；

（3）然后斷電，再充電，經(jīng)過多次斷電充電后，可以看到靜電吸附膜緊緊地吸附在地面上；

（4）隨后將接地軟線從吸附器上拔下，一端接觸鍍膜面，另一端接地，使鍍膜面上的電荷流入大地；

（5）輕輕拿起吸附器觀察黑色膜面上吸附器的灰塵足跡，認(rèn)為滿意后，貼上比例尺用照相的方法固定即可。

（四）注意事項(xiàng)

1. 單人模式

技術(shù)人員應(yīng)一腳踩裝置（或兩腳左右夾緊裝置），身體前傾，左手控制遙控器，右手向前上方拉靜電膜。

2. 雙人模式

（1）非行進(jìn)中：技術(shù)人員一人一腳踩緊裝置，另一人用一只手向遠(yuǎn)處拉出靜電膜；

（2）行進(jìn)中：技術(shù)人員一人手提裝置，另一人用一只手向遠(yuǎn)處拉出靜電膜，而后兩人共同移動(dòng)，選擇重點(diǎn)區(qū)域吸附。

3. 注意事項(xiàng)

（1）收膜時(shí)注意向關(guān)機(jī)傳感器一側(cè)對(duì)齊，在距傳感器15厘米處可將拉手主動(dòng)與關(guān)機(jī)傳感器接觸關(guān)機(jī)。

（2）收膜最后階段（等同或小于身高）時(shí)可采用垂直站立姿態(tài)，此時(shí)容易將膜向關(guān)機(jī)傳感器一側(cè)對(duì)齊。

（3）技術(shù)人員穿著鞋套進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，干凈的鞋套一般不會(huì)影響足跡，但謹(jǐn)慎起見，最好不要踩重點(diǎn)區(qū)域，可以在區(qū)域左右一側(cè)一手拉出靜電膜。

（4）使用靜電吸附器時(shí)，建議將吸附器上的電極卸下一個(gè)，保留一個(gè)即可。因?yàn)閮蓚€(gè)電極同時(shí)放電，正負(fù)電荷中和，不能對(duì)吸附膜有效充電。

（5）遇到不能接地的情況（如木質(zhì)結(jié)構(gòu)的樓房），可將接地線與較大面積的金屬物相連，或與另一塊靜電吸附膜的鍍膜面相連，這樣可以增加接地極的面積。

（6）每次開關(guān)時(shí)，應(yīng)該多次快速地打開開關(guān)和閉合。因?yàn)殪o電吸附器只有每次按下開關(guān)的瞬間才能對(duì)鍍膜面充電，吸附灰塵。

（7）靜電吸附膜不能多次使用，最好一次性使用（可更換），因?yàn)殪o電膜使用后，電流斑會(huì)對(duì)電鍍膜有很大的損害，再次使用效果會(huì)衰退60%～80%。

（8）拍照時(shí)注意消除反光，最好在暗室中進(jìn)行，采用側(cè)光照明。

三、結(jié)果與討論

（一）結(jié)果

從圖片效果可以看出，利用卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀可以提取現(xiàn)場(chǎng)遺留的灰塵足跡，紋線清晰，能夠達(dá)到檢驗(yàn)鑒定的要求。

（二）討論

1. 傳統(tǒng)成趟足跡靜電吸附提取儀的不足

（1）前次使用過的靜電吸附膜塑料吸附面必須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查人員用毛巾擦拭干凈并用硬紙筒卷起后才能再次使用。對(duì)于像豪華別墅、復(fù)式樓房和工廠車間等面積較大的現(xiàn)場(chǎng)地面，現(xiàn)場(chǎng)勘查人員采用這種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，尤其在長(zhǎng)時(shí)間的操作中會(huì)消耗大量體力，影響現(xiàn)場(chǎng)勘查整體工作的進(jìn)行。

（2）現(xiàn)場(chǎng)勘查人員在使用毛巾擦拭使用過的靜電吸附膜塑料吸附面時(shí)一般有兩種方法，第一是在使用硬紙筒卷起靜電吸附膜的同時(shí)，用毛巾進(jìn)行左右橫向擦拭，這樣大量的灰塵會(huì)在空氣中形成“塵埃云”，污染周圍環(huán)境，有害人體健康，造成呼吸道職業(yè)病。第二是趴在地面上使用毛巾從靜電吸附膜的一端到另一端進(jìn)行擦拭，長(zhǎng)期如此會(huì)造成腰椎和頸椎方面的職業(yè)病。

（3）傳統(tǒng)長(zhǎng)度的靜電吸附膜從設(shè)計(jì)思路上來說，針對(duì)的主要是室內(nèi)小范圍現(xiàn)場(chǎng)，在實(shí)際工作中，像入室盜竊這樣的小范圍現(xiàn)場(chǎng)占大多數(shù)。較長(zhǎng)的靜電吸附膜是一種雞肋，其依靠人工清潔、卷起會(huì)使操作麻煩且工作量加大。如果在現(xiàn)場(chǎng)勘查中，現(xiàn)場(chǎng)勘查人員遇到像工廠車間這樣的大面積現(xiàn)場(chǎng)地面，在搜索犯罪嫌疑人的活動(dòng)軌跡以便為偵查提供指示方向時(shí)，傳統(tǒng)較短的靜電吸附膜不能滿足需要，從而會(huì)影響整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)勘查工作的進(jìn)度。

2. 卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取儀的優(yōu)勢(shì)

（1）由于本裝置內(nèi)的靜電吸附膜卷長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)長(zhǎng)度（四米），可以一次就展開到足夠長(zhǎng)來對(duì)大面積的現(xiàn)場(chǎng)地面進(jìn)行靜電吸附提取，方便梳理犯罪嫌疑人作案軌跡和逃跑方向，為刑事偵查提供指引。

（2）由于所有傳統(tǒng)靜電吸附的必備組件都集成在一個(gè)機(jī)械裝置內(nèi)，使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積變小。

（3）由于滾動(dòng)軸端絕緣套筒內(nèi)有電動(dòng)卷軸模塊，使得收回被使用過的靜電吸附膜的速度大大加快。

（4）電動(dòng)/手動(dòng)式卷軸選擇控制使現(xiàn)場(chǎng)勘查人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況和個(gè)人喜好靈活操作。

（5）清潔刷固定在滾動(dòng)軸絕緣套筒出膜口邊緣使每次靜電吸附膜在用后收起時(shí)都能自動(dòng)清潔，操作方便且對(duì)人體安全。

（6）清潔刷可定期更換，不但保證了清潔刷的清潔能力，而且大大降低了清潔刷上細(xì)菌和病毒造成二次污染的概率。

（7）本裝置兩端自身的重量使靜電吸附膜在地面展開后自動(dòng)保持型變，避免卷曲。

（8）高壓靜電發(fā)生裝置被集成在固定軸套筒內(nèi)，放電和接地簡(jiǎn)便。

（9）本裝置兩套筒在非使用狀態(tài)時(shí)可由楔形卡榫固定在一起，固定后的外觀類似古代卷軸，且筒身有掛繩，還可裝入類似瑜伽包這樣的專用包后背在身上，使得在范圍較大和環(huán)境復(fù)雜的各類刑事案件現(xiàn)場(chǎng)隨用隨走，方便攜帶。

本設(shè)備操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，提高了現(xiàn)場(chǎng)勘查人員及裝備的機(jī)動(dòng)能力；降低了個(gè)體人為因素對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查中足跡提取效果的影響；減少了現(xiàn)場(chǎng)勘查人員的精力和體力消耗，提高了現(xiàn)場(chǎng)勘查效率；有效防止了呼吸道、腰椎和頸椎職業(yè)病的發(fā)生，保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)勘查人員的身體健康；解決了靜電吸附膜長(zhǎng)度制造瓶頸的問題，可以高效率地對(duì)大范圍現(xiàn)場(chǎng)地面可疑成趟足跡進(jìn)行靜電吸附提取。該設(shè)備制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，特別適合于廣大基層刑事科學(xué)技術(shù)部門規(guī)模化推廣使用。

四、結(jié)論

本設(shè)備適用于提取人造革地板、床單、組合沙發(fā)、車座（前排或后排）、塑料板材、金屬桌面、玻璃茶幾、木地板、地板磚等干燥、平滑客體地面上平面的灰塵加層足跡，紋線清晰，能夠達(dá)到檢驗(yàn)鑒定的要求，且不損壞檢材，可以反復(fù)操作，特別是對(duì)大面積重點(diǎn)區(qū)域足跡的提取效率高，效果良好。