重力升降型井口警示装置

姜飞宇++++甄奕

自从北京2012年7·21大雨过后，我经常听到因道路井盖丢失造成人员坠井受伤的情形，于是我计划设计一个能够主动提供警示作用的装置。

一、构思

我利用思维风暴法，进行了如下构思：

二、方案筛选

作为特定的警示装置，我选了七个方面进行考评：

1.使用可靠：装置在不同条件下使用；

2.警示效果：装置警示效果越明显，评价越高。警示效果包括多远距离能观察到警示物，其外形大小、夜间及雨雪天反光效果等；

3.自行预警：装置是否能自行打开，自行打开有无条件限制是评定标准；

4.制作难易程度：包括设计、材料选取、加工的设备及制作工序等；

5.成本：制作及原材料价格越高，考评越低，反之越高；

6.安装：适应井口尺寸多少，安装时间长短，牢固性好坏等作为评定依据；

7.其他：是否考虑环保、安全、维护、存放、防盗、运输等。

经分析，我秉承由简到繁、再由繁到简的设计理念将自弹式警示杆、套筒式备用警示井盖、折叠式警示笼作为实施方案的主要思路。

三、方案实施

（一）阶段一：弹筒警示筒

1.设计要点：

（1）选用与井口内壁大小一致的圆筒固定在井口内壁。选用外壁与圆筒内口大小一致的另一圆筒作为升降筒；

（2）升降筒外力消失后在弹簧作用弹起300～400mm；

（3）升降筒顶部设有带孔筒帽（方便排水），同时承受一个人的体重；

（4）在伸出部分贴有强力反光贴。

2.模型制作：选用羽毛球作为升降筒，塑料管作为外壁，直径45mm的弹簧，压缩前为80mm，压缩后为20mm。

我在制作过程中还进行了如下改进：

（1）用气弹簧代替弹簧，弹力更为恒定不易发生安全事故；

（2）去掉外面的圆筒以减少材料用量；

（3）用一种圆筒的设计，保证其间隙掉不进去人。

（二）阶段二：用气弹簧代替弹簧推进警示筒上升

1.设计气弹簧警示筒

改进点：（1）备用井盖直径选择400mm，拟选用5～6mm的气弹簧代替弹簧；

（2）用可伸缩400mm的气弹簧代替弹簧；

（3）取消外圆筒，在警示筒内增设一圆环导向，同时在井壁增加一气弹簧安装座。

2.模型制作

用10牛顿的气弹簧和直径90mm的塑料管按1：4比例制作样品。

（三）阶段三：使用定滑轮代替气弹簧推进警示筒上升

1.工作原理：警示筒顶部井盖消失后，重锤依重力下降，通过尼龙绳利用定滑轮的变向将力传给警示杆，使警示筒沿着固定导向管向上运动，定滑轮的固定轴与重锤配合起到导向作用，使警示筒露出井口。

2.模型制作：以1：3比例确定模型大小，模型中警示筒直径为50mm，升降行程为300mm，选用常见材料，用金属架焊接，加工塑料滑轮。

四、研究结果

我设计的警示装置运用了重力原理和定滑轮原理：当井盖丢失或移位后重锤会依重力而下落，通过定滑轮变向将力传给警示筒使之向上运动并露出井口，以便在第一时间警示行人和车辆，起到了主动预警的作用，具有一定的创新性；该重力直弹方案简便可行，具有较强的实用性。 责编/刘红伟