防洪抗震自救床的设计

发布时间：2017-05-02 01:01

  本文关键词：防洪抗震自救床的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：洪水和地震频繁发生，对人身财产安全造成了严重威胁和损害。科研工作者和很多安全研究者都在设计研究能够在灾难发生时起到救援和自救的工具，包括生命探测仪、逃生工具、自救设备、挖掘机器等。其中针对灾难发生特点的工具，比较少，这是因为人们对于灾难发生的侥幸心理和防范意识淡薄，绝大多数人都是灾害发生了才追悔莫及，所以提高灾难的预防意识，宣传灾难的应急措施，是很有必要的。最重要的是，能够把灾害影响止步于开始，研发制作自救工具。为此本文研究设计了针对洪水和地震灾害的自救工具。 地震和洪水发生时间具有不确定性，发生在夜晚的概率比较大，造成的伤害更为严重，，为了增加自救的成功率和及时性，将自救工具和床进行结合，优点是首先能够避免人睡觉时意识不清而造成的安全问题，其次能够有效的减少工具的空间占有量，还能起到一物多用的效果，既能放心使用，还能节约经济。市场存在一些抗震方面的床，其中有的做成仿古床,有的上面做成三角形，还有的做成发生地震时人掉到床体里，床板旋转成三角形，这种做法比前一种节省了很多空间，但是缺点是自动性不足，三角形容易产生应力集中，不安全的因素比较多。目前没有将洪水自救结合起来，所以功能上不够完善。 为了增加自救能力，提高救援效率，本文开发研究防洪抗震自救床，其核心技术是纯机械传动和单片机控制的化学反应。对于抗震自救床，首先进行市场资料调查,得到合适合理的数据,然后进行理论设计和建模,能够节省时间和经济,进行仿真实验,最后进行实际制作。防洪功能采用8031单片机控制，编写程序，寻找制作合适的传感器，选择气囊，包括材料的选择，气囊材料的实验，验证可靠性，将防洪系统进行组装调配。目前，可查询到的文献资料显示，还没有将两种功能结合在床上的记载。我们期望该设计能够继承木质床的舒适美观，同时也可以实现救援的功效，为更多的家庭带来安全保障，最终将此产品批量生产，广泛使用。 在本人专利抗震床200920287683.8基础上加以改进，设计出防洪抗震自救床。发生地震时，本设计不需要外接家用电源，启动开关保护装置，通过旋转保护板形成圆拱形，把人保护在床体里。发生洪水时，传感器检测，通过单片机，启动防洪气囊，将气囊充满气体，使床体漂浮于洪水上，形成类似救生船的工具，保护生命财产安全。 本文中，先进行防洪系统的设计，其中包括防洪气囊的选择、电路的设计、单片机的应用等。又设计自救床的抗震部分功能，包含材料选择，机械结构的设计等。进行了方案可行性的计算和利用有限元分析，包括应力、应变等。
【关键词】：自救工具 防洪系统 抗震系统 系统可行性分析
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS665.1;X43
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 课题的研究背景、目的与意义11-12
• 1.3 国内外研究现状12
• 1.4 主要研究内容及组织12-15
• 第二章 自救床的基本理论15-29
• 2.1 传感器15-16
• 2.2 单片机16-19
• 2.2.1 基本介绍16
• 2.2.2 单片机应用系统设计16-17
• 2.2.3 系统设计的过程和方法17
• 2.2.4 方案设计17-19
• 2.3 电路分析19-23
• 2.3.1 汇编语言19-20
• 2.3.2 锁存器20-21
• 2.3.3 系统扩展21-22
• 2.3.4 过程分析22-23
• 2.4 Altium Designer23-24
• 2.5 硬件分析24-26
• 2.5.1 建模24-25
• 2.5.2 分析25-26
• 2.6 材料工艺及钢结构26-27
• 2.6.1 炼钢方法26
• 2.6.2 钢性能26-27
• 2.6.3 连接组合27
• 2.7 本章小节27-29
• 第三章 器件参数和结构设计29-55
• 3.1 水浸传感器29-30
• 3.1.1 传感器工作原理29
• 3.1.2 水浸传感器电极（YDE-WDT-P）29-30
• 3.2 机构30
• 3.3 防洪系统30-39
• 3.3.1 MCU 控制电路31-34
• 3.3.2 气体发生器34-35
• 3.3.3 气囊35-39
• 3.4 抗震系统39-54
• 3.4.1 焊接方法40-41
• 3.4.2 床架41-44
• 3.4.3 床头箱系统44-45
• 3.4.4 开关感应装置45-47
• 3.4.5 启动装置可行性计算47-48
• 3.4.6 旋转保护板装置48-54
• 3.4.7 旋转装置可行性分析54
• 3.5 本章小节54-55
• 第四章 系统分析55-69
• 4.1 仿真分析55-60
• 4.1.1 整体变形分析55-56
• 4.1.2 等效应力分析56-57
• 4.1.3 最大主应力分析57
• 4.1.4 等效应变分析57-58
• 4.1.5 最大等效应变分析58-59
• 4.1.6 床体保护状态的屈曲分析59-60
• 4.2 整体分析60-61
• 4.3 流场、响应谱和瞬态动力学分析61-67
• 4.3.1 流场分析61
• 4.3.2 响应谱分析61-65
• 4.3.3 瞬态动力学分析65-67
• 4.4 整体实现过程67
• 4.5 分析结果67-68
• 4.6 本章小节68-69
• 第五章 结论与展望69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 孙建仪;;汽车安全气囊气体发生器电点火管的设计研究[J];爆破器材;2008年02期

2 高慧婷;刘勇兵;李月英;;地震荷载作用下Fe/Zn复合材料的性能研究[J];材料科学与工艺;2007年04期

3 王帅;江坤;宁惠君;;含织物增强内衬复合材料气囊的制备及其拉伸性能研究[J];兵器材料科学与工程;2013年01期

4 谢华燕;潘丽;;单片机系统与控制中锁存器的应用[J];甘肃高师学报;2014年02期

5 孙业明;史宜巧;;基于8031单片机的太阳能水位监控系统[J];机床电器;2010年04期

6 庞明军;朱俊伟;方虹天;;安全气囊织物拉伸、撕破及透气性能测试及分析[J];济南纺织服装;2010年02期

7 丁千;翟红梅;;机械系统摩擦动力学研究进展[J];力学进展;2013年01期

8 吴鹏程;;基于MCU的智能漏水检测系统设计[J];现代电子技术;2010年14期

  本文关键词：防洪抗震自救床的设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：339948