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摘 要：本文从高校学生公寓存在的安全隐患出发，对高校学生公寓发生火灾的情况展开了深入调研，了解火灾自救工具的背景和研究意义，分析对比现有的国内外的一些火灾逃生装置，运用工业设计的方法，结合产品设计的特点，根据机械创新理论，展开针对学生公寓火灾逃生自救工具的设计探索，以减少火灾人员伤亡，增加火灾中自救的可能性，保护大学生的生命财产安全，维护学校次序稳定。
关键词：火灾自救工具；工业设计
随着高校的扩招，学生人数的增加，高校学生公寓入口越来越密集，建筑高度也越来越高，建筑的安全隐患也越来越多。很多学生缺乏火灾自救知识，在火灾发生时由于时间、空间等诸多因素的限制，目前适用于高校学生公寓火灾自救的工具为数不多，悲剧的发生是我们不希望看见的，人员自救逃生是一个急待解决的重要问题。学生公寓火灾的有效救援和应急逃生，已经成为人们高度关注的社会问题。本项目研究课题针对学生公寓的实际情况，设计一种在发生火灾时，能帮助学生快速、方便的逃生自救工具。该逃生自救器能够实现运行自动化，操作方便，可折叠，能够适合各种结构的建筑物，使用电池摆脱电力控制。
经过初步的调研，我们发现目前适用于高校学生公寓火灾自救的工具为数不多，目前主要逃生设备主要是救生气垫，这是一种利用充气产生缓冲效果的高空救生设备。救生气垫一般采用强度较高的纤维材料，经缝纫、黏合而成，再用高压气瓶充气使用。考虑到救生气垫的气垫应用受到层高、天气、地面等因素的影响较大，与在高密度人口的火灾逃生过程中的需求有一定的矛盾。因此，这种逃生气垫在高校寝室火灾中的使用不甚理想。通过大量的阅读和调研，我们又发现了目前国外高楼逃生器的几种形式：（1）缓降器式。该类逃生器增加钢丝绳与轮之间的包角，使得钢丝绳与钢丝轮之间的摩擦力增加。另外，再利用手控装置，进一步调节下降速度的快慢。（2）间歇冲击式。间歇冲击式逃生器是通过间歇撞击能来消耗能量，如利用钟表中的擒纵叉和擒纵轮原理来消耗能量。（3）液体流动阻尼式。液体流动阻尼式是利用液体流动阻尼把人体势能转化成液体热能，从而达到降低速度的目的。其主要特点是由于液体阻尼的大小取决于外负载，所以不论人体质量的大小均能以比较恒定的速度下降。这些逃生自救器材在功能等各方面参差不齐，大多缺乏实际的需求支撑。伴随着国内外学者设计师越来越关注这一问题，学生公寓火灾自救工具的设计和开发具有重要的意义。国外人机工程学发展比较早，在人性设计方面早就开始了思考。因此，在这方面的研究成果和实践尝试也比较多，国内也越来越重视这方面的研究，对于高校学生公寓存在的安全隐患也充分重视，一直寻求解决之道，我们的团队就将致力于此，通过设计实践，在解决这一问题方面进行有益的尝试和探索。
为了克服现有装置的不足，我们设计了一种应急逃生缓降器。该装置结构简单，重量轻，使用方便，且成本较低有利于推广。采用最简单的方式也就是机械的方式达到安全稳定的效果。该装置兼具自动控制和手动控制的双重功效来控制缓降的速度，以便遇险人员降落时能过平稳安全的落地，能够适用与弱势群体，适用面广，救生率高。该装置主要由自动限速和手动限速两部分组成，其特征在于，有一个由增速器和摩擦离合器组成的自动限速器，通过增速器轴、联轴器将增速器和绕线轴连接起来，吊绳绕在绕线轴上，置于外壳内，挂钩与绳相连；手动限速把手作用于摩擦离合器轴上；安全带系于外壳上，外壳通过螺栓与增速器相连；绕线把手可拆装。（1）自动调速。自动限速模块主要是由增速器和摩擦离合器组成。逃生者在下降的过程中可自动调速，无须手动操作，无须专业知识。（2）自动实现4m/s的匀速下滑。该装置的液体阻尼系统，能够使速度变化趋于和缓，起到缓冲作用，而且，液缸的独特设计，孔径的精确计算，再加速度控制器的双保险，使任何人使用都会保持4m/s匀速下滑。（3）落地前自动减速。该装置装有减速装置，减速装置可以实现在落地前8m自动减速，将速度明显减缓，缓冲效果明显，这样对于学生中的一些弱势群体来说更加安全。（4）满足多人使用。该装置特有的双线轴结构，能满足多人循环使用。（5）收尾存放方便。装置体积小，重量轻，可折叠，存放十分方便。（6）整机采用纯机械结构控制，在高温等恶劣环境下都能正常工作，成本低，工作可靠。
通过此课题的研究，我们小组分工明确，利用各自的长处展开调查，配合默契，使得在前期的调研工作顺利进行，为接下去的设计工作指明了设计方向。在后期的产品设计过程中并没有孤军奋战，而是小组里展开头脑风暴，然后每个小组成员把自己的思路想法用手绘的形式展现出来，接着通过小组讨论进行各自产品的介绍与听取其他小组成员的建议进行方案修改，最终推出最优方案。使我們团队在设计思维上比以前更加系统化，逻辑化。这次的设计探讨是一次结合了我们学生自身特点的设计，在此与各位同学老师交流，希望在后续的实践中能够进一步深入和完善。
参考文献：
[1] 刘宝顺.产品结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2] 阮宝湘.工业设计人机工程[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3] 周红生.工业设计材料与工艺[M].合肥：安徽美术出版社，2010.
[4] 简召全.工业设计方法学[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
[5] 李乐山.工业设计心理学[M].北京：高等教育出版社，2003.
[6] 张焱.工业设计原理[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[7] 邱潇潇.工业设计材料与加工工艺[M].北京：高等教育出版社，2009.
[8] 刘新.好设计·好商品——工业设计评价[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
关键词：火灾自救工具；工业设计
随着高校的扩招，学生人数的增加，高校学生公寓入口越来越密集，建筑高度也越来越高，建筑的安全隐患也越来越多。很多学生缺乏火灾自救知识，在火灾发生时由于时间、空间等诸多因素的限制，目前适用于高校学生公寓火灾自救的工具为数不多，悲剧的发生是我们不希望看见的，人员自救逃生是一个急待解决的重要问题。学生公寓火灾的有效救援和应急逃生，已经成为人们高度关注的社会问题。本项目研究课题针对学生公寓的实际情况，设计一种在发生火灾时，能帮助学生快速、方便的逃生自救工具。该逃生自救器能够实现运行自动化，操作方便，可折叠，能够适合各种结构的建筑物，使用电池摆脱电力控制。
经过初步的调研，我们发现目前适用于高校学生公寓火灾自救的工具为数不多，目前主要逃生设备主要是救生气垫，这是一种利用充气产生缓冲效果的高空救生设备。救生气垫一般采用强度较高的纤维材料，经缝纫、黏合而成，再用高压气瓶充气使用。考虑到救生气垫的气垫应用受到层高、天气、地面等因素的影响较大，与在高密度人口的火灾逃生过程中的需求有一定的矛盾。因此，这种逃生气垫在高校寝室火灾中的使用不甚理想。通过大量的阅读和调研，我们又发现了目前国外高楼逃生器的几种形式：（1）缓降器式。该类逃生器增加钢丝绳与轮之间的包角，使得钢丝绳与钢丝轮之间的摩擦力增加。另外，再利用手控装置，进一步调节下降速度的快慢。（2）间歇冲击式。间歇冲击式逃生器是通过间歇撞击能来消耗能量，如利用钟表中的擒纵叉和擒纵轮原理来消耗能量。（3）液体流动阻尼式。液体流动阻尼式是利用液体流动阻尼把人体势能转化成液体热能，从而达到降低速度的目的。其主要特点是由于液体阻尼的大小取决于外负载，所以不论人体质量的大小均能以比较恒定的速度下降。这些逃生自救器材在功能等各方面参差不齐，大多缺乏实际的需求支撑。伴随着国内外学者设计师越来越关注这一问题，学生公寓火灾自救工具的设计和开发具有重要的意义。国外人机工程学发展比较早，在人性设计方面早就开始了思考。因此，在这方面的研究成果和实践尝试也比较多，国内也越来越重视这方面的研究，对于高校学生公寓存在的安全隐患也充分重视，一直寻求解决之道，我们的团队就将致力于此，通过设计实践，在解决这一问题方面进行有益的尝试和探索。
为了克服现有装置的不足，我们设计了一种应急逃生缓降器。该装置结构简单，重量轻，使用方便，且成本较低有利于推广。采用最简单的方式也就是机械的方式达到安全稳定的效果。该装置兼具自动控制和手动控制的双重功效来控制缓降的速度，以便遇险人员降落时能过平稳安全的落地，能够适用与弱势群体，适用面广，救生率高。该装置主要由自动限速和手动限速两部分组成，其特征在于，有一个由增速器和摩擦离合器组成的自动限速器，通过增速器轴、联轴器将增速器和绕线轴连接起来，吊绳绕在绕线轴上，置于外壳内，挂钩与绳相连；手动限速把手作用于摩擦离合器轴上；安全带系于外壳上，外壳通过螺栓与增速器相连；绕线把手可拆装。（1）自动调速。自动限速模块主要是由增速器和摩擦离合器组成。逃生者在下降的过程中可自动调速，无须手动操作，无须专业知识。（2）自动实现4m/s的匀速下滑。该装置的液体阻尼系统，能够使速度变化趋于和缓，起到缓冲作用，而且，液缸的独特设计，孔径的精确计算，再加速度控制器的双保险，使任何人使用都会保持4m/s匀速下滑。（3）落地前自动减速。该装置装有减速装置，减速装置可以实现在落地前8m自动减速，将速度明显减缓，缓冲效果明显，这样对于学生中的一些弱势群体来说更加安全。（4）满足多人使用。该装置特有的双线轴结构，能满足多人循环使用。（5）收尾存放方便。装置体积小，重量轻，可折叠，存放十分方便。（6）整机采用纯机械结构控制，在高温等恶劣环境下都能正常工作，成本低，工作可靠。
通过此课题的研究，我们小组分工明确，利用各自的长处展开调查，配合默契，使得在前期的调研工作顺利进行，为接下去的设计工作指明了设计方向。在后期的产品设计过程中并没有孤军奋战，而是小组里展开头脑风暴，然后每个小组成员把自己的思路想法用手绘的形式展现出来，接着通过小组讨论进行各自产品的介绍与听取其他小组成员的建议进行方案修改，最终推出最优方案。使我們团队在设计思维上比以前更加系统化，逻辑化。这次的设计探讨是一次结合了我们学生自身特点的设计，在此与各位同学老师交流，希望在后续的实践中能够进一步深入和完善。
参考文献：
[1] 刘宝顺.产品结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2] 阮宝湘.工业设计人机工程[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3] 周红生.工业设计材料与工艺[M].合肥：安徽美术出版社，2010.
[4] 简召全.工业设计方法学[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
[5] 李乐山.工业设计心理学[M].北京：高等教育出版社，2003.
[6] 张焱.工业设计原理[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[7] 邱潇潇.工业设计材料与加工工艺[M].北京：高等教育出版社，2009.
[8] 刘新.好设计·好商品——工业设计评价[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.