多功能安全錘的設(shè)計(jì)

黃丹

摘 要：開發(fā)設(shè)計(jì)一款更適合于女性司機(jī)的多功能安全錘，將輔助逃生工具救生錘；可充電式、多檔位光源強(qiáng)光手電筒；緊急情況的爆閃燈；便攜式小刀；蓋壓式瓶蓋的起蓋器；狼牙棒等多種功能集合與一體。其材料選擇為合金鋁，采用車加工、銑加工、鉗加工、數(shù)控車加工等方法加工而成。可用于車載、野外活動、日常生活及防身之用，其攜帶方便、功能多樣，具有廣泛的實(shí)用價值。

關(guān)鍵詞：多功能；安全錘；開發(fā)設(shè)計(jì)

中圖分類號：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.前言

安全錘主要用于封閉艙室里的輔助逃生工具。目前國內(nèi)市場上有很多安全錘商品，有專用的公共汽車安全錘，帶有螺絲刀功能的工具型安全錘等等，品種豐富、樣式新穎。但是，就其功能來說，大多安全錘產(chǎn)品適合于男士，需具有一定的臂力，才能將汽車玻璃敲開。現(xiàn)代獨(dú)自開車的女性非常多，開發(fā)設(shè)計(jì)一款更適合于女性使用方便、有效的自救性逃生工具——安全錘，具有非常重要的意義。

1.設(shè)計(jì)思想

汽車出行中遇到緊急突發(fā)情況，需要安全錘。小型汽車內(nèi)部空間小，前后空間有限，左右空間略大，安全錘設(shè)計(jì)成錘頭與錘柄一體，不增加力臂。按照交通出行要求，車上主副駕駛坐上人員必須佩戴安全帶，緊急情況下可能發(fā)生安全帶帶扣打不開現(xiàn)象，需要小刀割除安全帶進(jìn)行逃生。增加小刀的其他功能，在側(cè)刃上設(shè)計(jì)成起蓋器開口形狀，可以開啟汽水瓶、啤酒瓶或罐頭瓶等蓋壓式瓶蓋。考慮到夜晚出行時，需要照明，增加了可充電式強(qiáng)光手電筒；在緊急情況、突發(fā)情況可使用爆閃燈功能起到警示他人的作用。女性外出的防身功能，將外形設(shè)計(jì)成防身型狼牙棒。小型汽車內(nèi)部空間小，前后空間有限，左右空間略大，不安裝與安全錘垂直的錘柄，安全錘設(shè)計(jì)成錘頭與錘柄同軸?？紤]到對于女性臂力小這一問題，在不增加力臂的前題下，安全錘錘頭設(shè)計(jì)成球頭形狀，在敲擊時錘頭與玻璃是點(diǎn)接觸，其接觸面積最小，使應(yīng)力集中，應(yīng)力增大。為方便日常攜帶和使用，緊急情況下具有較好的硬度，選擇材料為合金鋁，采用機(jī)械加工的方法，總體實(shí)現(xiàn)了六合一多功能安全錘。可用于汽車出行、野外活動及日常生活中，既方便又實(shí)用，具有廣泛的實(shí)用價值。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

汽車多功能安全錘有旋轉(zhuǎn)體形的棒身，棒身從后往前依次相連的有安全錘及刀倉、多用小刀、電池倉及手電筒組成，相鄰之間采用多頭螺紋連接連接處，考慮到情況緊急使用時，方便打開，擰轉(zhuǎn)2～3圈即可打開。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)明方案提出的一種多功能安全錘的立體組裝圖。結(jié)構(gòu)組成分別為件1安全錘及小刀刀倉；件2多功能小刀；件3小刀連接手柄；件4電池倉；件5手電筒燈罩；件6手電筒頭部保護(hù)套；件7可充電電池；件8側(cè)開開關(guān)；件9強(qiáng)光燈泡；件10玻璃片。多功能安全錘的棒身材料選擇合金鋁。合金鋁導(dǎo)電、防腐能力強(qiáng)、散熱性好、質(zhì)量輕、硬度好、易加工等特點(diǎn)，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。

在整個設(shè)計(jì)中，安全錘的錘身直徑需滿足電池、開關(guān)、燈頭、反光杯等直徑的前提下，考慮到全身質(zhì)量盡可能輕便。圖2為手電筒燈罩的零件圖，放置反光杯的位置的直徑是整個安全錘中最大的，設(shè)計(jì)中內(nèi)外均采用橢圓曲線過渡，壁厚一致并保證視覺上的優(yōu)美曲線。

3.加工重點(diǎn)與難點(diǎn)

多功能安全錘都是旋轉(zhuǎn)類零件，主要采用機(jī)械車加工。但手電筒燈罩部分設(shè)計(jì)成橢圓曲面，用普通車床加工，即使是高級技師也難以保證標(biāo)準(zhǔn)的曲面外形及光潔度，因此加工采用數(shù)控車床進(jìn)行機(jī)械加工，其加工特點(diǎn)是精度高，表面粗糙度好，加工效率高，尤其在內(nèi)孔的曲面加工方面具有顯著優(yōu)勢。

橢圓曲線的加工方法有兩種：

一是用A類宏程序編程。A類宏程序即是一種類似C語言的高級語言，用戶宏指令可以實(shí)現(xiàn)變量賦值、算術(shù)運(yùn)算、邏輯判斷及條件轉(zhuǎn)移，利于編制特殊零件的加工程序，減少了編程時煩瑣的數(shù)值計(jì)算，精簡了用戶程序。加工橢圓時我們把橢圓公式編寫在宏指令中，主要起到運(yùn)算作用。A類宏運(yùn)算命令和轉(zhuǎn)移命令是以G65的格式輸入的，即 G65 Hm P#i Q#j R#k。

二是采用計(jì)算機(jī)輔助編程，使用“CAXA數(shù)控車”軟件。首先繪制待加工表面的外形輪廓曲線——橢圓曲線，選擇相應(yīng)的加工類型，拾取待加工輪廓線，生成加工路徑，可根據(jù)不同要求修改相關(guān)參數(shù)，最終得到理想的加工路線，將加工路線生成G代碼，導(dǎo)入數(shù)控車床控制系統(tǒng)，此加工特點(diǎn)是編寫程序準(zhǔn)確，加工路線及程序修改方便。

4.使用方法

圖3為安全錘的裝配圖，圖4為多功能安全錘的機(jī)構(gòu)組成圖。其每一部分都具有功能性。具體功能如下：

安全錘用法，手持安全錘件棒身位置，安全錘尾座攻擊頭對準(zhǔn)玻璃易破點(diǎn)敲擊。

小刀的使用，旋轉(zhuǎn)件1與件2的連接螺紋。手持件3，利用刀刃進(jìn)行切削。蓋式起蓋器的使用，利用小刀的側(cè)刃開口卡?。ㄆ炕蚱【破浚┑钠可w，搬到件4手柄，將瓶蓋開啟，如圖5所示。

手電功能，通過件8側(cè)開關(guān)按壓，有5個檔位的光源選擇，具有強(qiáng)光、弱光、爆閃等多種光源，適應(yīng)不同情況的照明，緊急情況、特殊情況的警示作用。電池為可充電式的18650電池4200mAh，電量儲存能力強(qiáng)，保證使用時間及長期使用。多功能安全錘全長235mm，可作為防身只用。

參考文獻(xiàn)

[1]鄺治全.公交車逃生自動安全錘的設(shè)計(jì)[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2013（3）：63-66.

[2]田楊.基于A類宏程序拋物線類零件程序編制技巧及應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝，2012（1）：23-24.