智能逃生晾衣架裝置的設(shè)計*

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,國內(nèi)外每年都會發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)一旦發(fā)生,將會造成非常嚴重的后果,尤其是建筑居民樓發(fā)生火災(zāi)事故時,人員逃生問題顯得尤為特殊。

國外家庭消防觀念較強,災(zāi)難應(yīng)急產(chǎn)品和服務(wù)的市場化較高,應(yīng)急產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。國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,不僅不起到保護作用,還可能加劇災(zāi)難[1-2]。

在中國國內(nèi)市場上的消防產(chǎn)品主要以公共消防安全為主,專門為專業(yè)人員設(shè)計,專門為家庭設(shè)計的消防產(chǎn)品幾乎沒有[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,大部門人不懂得如何使用,平時關(guān)于消防演練也較少,尤其在火災(zāi)發(fā)生時,緊張的情緒將會導(dǎo)致較差的應(yīng)變能力,由此帶來巨大的損失[4-5]。

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

1 設(shè)計分析

本裝置平常可以作為晾衣架用,當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時,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)保又實用,具有較好的研究價值和實際應(yīng)用價值。該裝置有機械啟動和電子啟動兩種啟動方式,在火災(zāi)中沒有斷電情況下,自動功能可以實現(xiàn),與之相反,則可以通過手搖的方式來啟動裝置。

系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖1所示。該裝置主要包括:檢測模塊、中央控制單元、電機驅(qū)動模塊、報警模塊和晾衣架逃生梯。檢測模塊包括溫度傳感器電路和煙霧傳感器電路,使用兩種傳感器來提高系統(tǒng)的可靠性;中央控制單元主要以單片機為核心來處理信號;電機驅(qū)動模塊主要為電機驅(qū)動電路,由單片機發(fā)出控制信號從而控制電機相應(yīng)旋轉(zhuǎn),使晾衣架逃生梯形成;報警模塊將火災(zāi)信號傳遞給蜂鳴器進行報警;通信模塊主要將火災(zāi)情況進行遠程傳輸?shù)较狸牎?/p>

2 系統(tǒng)設(shè)計

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于火災(zāi)引起的燃燒氣體、煙霧顆粒、溫度進行監(jiān)測,然后通過傳感器將監(jiān)測到的火災(zāi)情況信號轉(zhuǎn)化成電信號傳輸給火災(zāi)報警控制系統(tǒng)和逃生晾衣架裝置。由火災(zāi)報警器發(fā)出報警信號,給在屋內(nèi)人員發(fā)出警告,而蜂鳴器接收到信號后進行報警,陽臺的晾衣架開始自動連接成逃生梯。智能逃生晾衣架中電源由太陽能電池板供電。

2.1 智能逃生晾衣架裝置的設(shè)計

該智能逃生裝置的主要功能就是實時的進行火災(zāi)報警和幫助火災(zāi)發(fā)生時還在家里的人進行逃生。當(dāng)傳感器檢測到火災(zāi)預(yù)警信號時,通信模塊將快速發(fā)出的火災(zāi)報警鈴聲和實時信息傳遞給消防部門;并將火災(zāi)發(fā)生地點的坐標(biāo)進行顯示。消防人員通過手動搜索坐標(biāo),在地圖上查詢火災(zāi)現(xiàn)場地址,同時控制模塊控制步進電機,步進電機控制晾衣架裝置旋轉(zhuǎn),形成一條及時有效的逃生通道。

該裝置由單片機實時采集溫度以及煙霧狀態(tài)值,實時顯示在lcd1602液晶上。撥動開關(guān)1,控制報警器報警,用于緊急情況處理,撥到上面報警,撥到下面不報警。撥動開關(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。如果溫度超過閾值45°并且檢測到有煙霧,單片機驅(qū)動晾衣架逃生裝置強制打開,防止出現(xiàn)危險火災(zāi)情況。設(shè)計原理電路如圖2所示。

2.2 晾衣架逃生裝置的模型設(shè)計

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,蜂鳴器接受到信號后進行報警,陽臺的晾衣架由橫著放開始自動連接成逃生梯。晾衣架上的控制模塊用于控制整個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,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)簡單、使用方便、信息提供、報警等特點,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,人員不能通過樓道逃生, 此時可以通過陽臺的窗戶使用逃生晾衣架裝置逃生,進行自救,為居住在高層樓房的人群提供了一條逃生的途徑,對高層樓房人員的逃生具有實際意義。該裝置有效地解決了逃生通道不足、走廊擁擠、逃生時速度不夠快等問題,為火災(zāi)逃生提供了一種有效且及時的逃生方法。該衣架平時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