遥控可收纳式应急三角架的研制

河南省实验中学 张浩嘉

遥控可收纳式应急三角架的研制

河南省实验中学 张浩嘉

汽车刚性需求旺盛势头下，汽车人均拥有量不断提高，汽车故障发生率也与日俱增。应急三脚架为汽车故障必需品，但是当前应急三脚架在设计上存在很多问题。本文以这些问题出发，针对应急三脚架人工放置不安全、占地大、电源供给问题，设计出遥控可收纳式应急三角架，电源可拆卸，通过实验证实此项遥控可收纳式应急三角架是切实可行的，大大降低了人为放置应急三脚架的危险，保证人员的安全。

遥控；收纳式；三角架；三极管；电机；可拆卸电池

1.引言

随着人民生活水平的不断提升，汽车刚性需求保持旺盛，汽车保有量保持迅猛增长趋势，据公安部交管局统计，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆；机动车驾驶人3.6亿人，其中汽车驾驶人超过3.1亿人[1]。2016年新注册登记的汽车达2752万辆，保有量净增2212万辆，均为历史最高水平。汽车占机动车的比率持续提高，近五年占比从50.39%提高到65.97%。汽车人均拥有量不断提高，汽车故障发生率也与日俱增。在汽车故障时应急三角架为必须放置的，但是当前市面上常用的应急三脚架多为手动，安全隐患多，且占地大，亟需进行改进。

2.当前应急三角架存在问题及解决办法

2.1 应急三角架存在问题

交通法规定，公路上车子出现故障时车主需将应急三角架放置在乘用车的后方150米处。但是当前应急三脚架在使用过程中存在很多不足，亟需改进。主要问题有：（1）应急三脚架手动放置：车主在汽车出现故障后，需要在故障车后边高速公路上行走150米，并手动放置应急三脚架，高速公路上行走，特别是恶劣天气下，极容易发生交通事故；（2）应急三脚架无电源供给：应急三脚架只是在紧急故障下使用，多数时间放于后备箱，要进行遥控设计，需要对三脚架电源进行设计，且要确保其电源持续性，避免出现使用时电源电量不足的尴尬情况。

2.2 应急三角架问题解决办法

面对上述问题，我们考虑进行如下解决措施：（1）遥控控制：为解决手动放置应急三脚架对人员安全的隐患，拟设计制作可以遥控应急三角架，使得应急三角架在使用时安全操作，像遥控汽车似的，通过遥控让三脚架自动行驶到指定位置；且三脚架为收纳式设计，平时不用时，使其收纳成三角尺式形状，保存不占用更多的车内空间；（2）可拆卸电源：为解决三脚架电源问题，故重点考虑在保证可应急三角架操作性的同时，将其供电电源做成可拆卸式，在不用时可将电源取下放置在车内，只需要在一个月内给电源电量充满即可，确保了应急三角架电源在随机（车辆故障的不确定性）使用时的可靠性；为了使应急三角架更好的适应公路的复杂路况，对原来废弃的儿童遥控汽车进行拆解后重新制作底座组装，使得家庭中原本会丢弃的电子元器件重新得到了应用，减少了电子废弃物对环境的污染。

3.遥控可收纳式应急三角架的研制

3.1 项目设计

该项目主要由三角架、底盘、马达、舵机、遥控电路板以及遥控器六个部分组成，底盘作为一个平台，马达用来提供动力，舵机用来转向，遥控器用来发射信号，电路板则是接收信号，处理信号并使马达或舵机做出相应的动作。先用木条做一个和应急三角架相同大小的底盘，将应急三角架固定在底盘上，然后将一个遥控车拆解开，取下遥控车的动力总成、电路板以及舵机，将这些移植到自制的三角形底盘上。安装时发现两个动力轮之间的轴不够长，于是使用了两个马达，分别控制两个动力轮，通过实验发现马达动力不足，后将可拆卸电池升压到6V解决该问题，通过实践已做出遥控三角架模型，并能正常工作，以此证明该项目是可行的。

图1

3.2 工作原理

拆解的遥控车采用台湾瑞昱公司生产的专用于遥控车模的CM OS大规模集成电路TX-2／RX-2。该集成电路具有5种控制功能，即前进、后退加速、左转和右转等，由于采用了编码发射及解码接收电路，所以具有较高的抗干扰性能[2]。

电路图如图1所示，由于电机正反转所需要启动电流比较大，所以该电路采用了三极管对电流进行放大，三极管8050是非常常见的NPN型晶体三极管，在各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，主要用于高频放大。也可用作开关电路。三极管8550则是一种常用的普通三极管。 它是一种低电压，大电流，小信号的PNP型硅三极管。

当RX-2B芯片接收到一个前进信号时， IC2的11号引脚输出高电平，此时VT3、VT10 、VT11导通，+6V的电压经VT11、电机M1、VT10与地构成回路，此时电机正转，车子前进[3]。

当RX-2B芯片接收到一个后退信号时，IC2的10号引脚输出高电平，此时VT4、VT9、VT12导通，+6V的电压经VT12、电机M1、VT9与地构成回路，电机M1反转，车子后退。

当RX-2B芯片接收到一个左转弯信号时，IC2的7号引脚输出高电平，此时VT5、VT8、VT14导通，+6V的电压经VT14、电机M2、VT8与地构成回路，电机M2反转，带动其前轮传动机构向左转弯。

当RX-2B芯片接收到一个右转弯控制信号时，则IC2的6号引脚输出高电平，此时VT6、VT7、VT13导通，+6V电压经VT13、电机M2、VT7与地构成回路，电机M2正转，带动其前轮传动机构向右转弯。

4.遥控可收纳式应急三角架测试及改进

4.1 遥控可收纳式应急三角架改进

移植各部件时发现两个动力轮之间的轴不够长，于是使用了两个马达，分别控制两个动力轮，通过实验发现电机动力不足，后使用升压模块将充电电池升至6V解决该问题，如下图（a）所示，并能正常工作。

图（a）三脚架电池充电示意图

经过进一步的优化改善，做出占用空间更小的可收纳式的遥控应急三角架，使用时将应急三角架站立，拉起底盘上的支架撑起后便可使用，不使用时可将应急三角架收起，效果图如图（b）所示。

图（b）三脚架收纳效果示意图

后来，南孚电池不能做到经久耐用，所以，将镍氢电池串联后升压，做成可以拆卸的充电电池。如图（c）。

图（c）三角架电源示意图

4.2 遥控可收纳式应急三角架测试效果

本装置做好后，经过了多次的实验。在遥控器的作用下，三角架能准确地前进后退左转右转，能够充电一次使用一个月的时间，达到了预期的效果，同时减少了电子产品的浪费和污染。

5.结语

国民经济不断增长趋势下，汽车人均拥有量与日俱增，这种情势下，应急三脚架使用频次也与日俱增。此次设计的遥控可收纳式应急三角架遥控可收纳式应急三角架大大降低了人为放置应急三脚架的危险，保证人员的安全。当然它的操作可以更进一步的优化，如做成寻迹三角架，设定好距离后三角架可自动到达放置点，回收时发射个无线信号，三角架可原路返回，下一步我想进一步完善装置并实现产业化，让我研制的装置能够造福人类，期待着那一天早点到来。

[1]杨再舜．MPV已迎来刚性需求爆发增长期[J]．汽车与配件,2016(7)：44-46．

[2]刘燕,庄越．三脚架事故致因模型的结构化重构研究[J]．中国安全科学学报,2016(4)：60-65．

[3]李炜,童焕初,吕娜,等．含受损构件的海上风机三角架基础损伤识别及动力特性分析[J]．水力发电,2012,38(8)：80-85．