多功能安全卫士说明书-----机电一体化.doc

1 多功能安全卫士设计者: 胡琪曼杨彦荣张超史丽娜韩宜珂指导老师:琚晓涛贾爽(西安建筑科技大学机电学院西安 710055 ) 作品内容简介经过实践和实地考察, 我们发现在家居生活中燃气中毒事件时有发生, 但是在现实中避免这种事件发生的设备和装置很少,而且很不完善,因此我们设计发明了此项实用的“多功能安全卫士”。作品主要使用齿轮齿条传动来实现窗户的打开和关闭, 并采用了单片机原理进行自动控制, 由气敏元件来感知空气中的燃气密度, 从而实现了防护各种燃气中毒的作用。设备实用性较强, 可在一般的窗户上面安装, 操作简单, 功耗较低。并且此发明的市场潜力较巨大, 可作为一种家庭人生安全装置大力推广到市场中去, 让我们生活的更好,更安全,更放心! 1 设计背景及意义随着人民生活水平的提高,城市管道燃气(煤气,天然气,液化石油气等)的使用已越来越普及。然而, 因燃气灶具的老化或者使用不当等等原因, 而造成由于燃气泄漏而造成的人员伤亡和财产损失的事故屡有发生。当燃气泄漏时, 人们常常很难察觉, 处于危险之中而不自知。为了防止此类事故发生, 目前常用的方式是安装监测报警器或者人为打开窗户。这两种处理方式虽然都有一定的作用, 但在现场无人或者夜晚熟睡的情况下却无能为力。立足于防范于未然,我们设计了“多功能安全卫士”,旨在保护人们生命财产安全。本作品克服了现有技术的不足, 能有效解决突发燃气中毒事件的发生。本设计具有结构简单、方便实用、造价低廉、灵活快捷、效率高,功能多样等优点。 2 设计方案“多功能安全卫士”主要由四部分组成, 分别是传感模块、控制终端、传动装置、执行机构。首先“多功能安全卫士”通过感应装置实时监测室内燃气浓度, 当燃气浓度超过预定安全阀值时, 感应装置发送信号给终端控制器, 电机( 动力源) 正转, 带动齿轮齿条啮合, 窗户自动打开, 同时启动排气扇, 并进行声光报警。维持打开状态,直到气敏元件监测到室内燃气浓度低于预设阀值时,电机反转,窗户自动关闭, 同时排气扇停转,报警器关闭。 传感模块众所周知, 煤气的主要成分是一氧化碳, 一氧化碳为剧毒气体, 并且无色无味,人们通常很难察觉, 健康人在含一氧化碳 1 的空气中, 10分钟则产生痉挛, 半个小时就会死亡。所以,煤气泄漏时, 既有爆炸的危险, 又存在一氧化碳中毒(直接中毒)的危险; 天然气的主要成分是甲烷,乙烷对人的生理无害, 但有窒息作用。当其在空气中燃气的浓度达到 10 %时,可使人窒息死亡。空气中天然气(甲烷)含量图1 MQ-2 烟雾传感器 2 达到 5 %至 15 %时,遇火源会发生爆炸。而液化石油气具有低毒性,当空气中的液化石油气浓度超过 1% 时,会使人感到头痛呕吐,当超过 10% 时,二分钟就能使人麻醉,自如大量有蹊跷时,导致窒息身亡。气敏元件用于测量室内空气中燃气浓度,并向控制终端传输信号。我们选用的是 MQ-2 气体传感器。该传感器特点高灵敏度, 低功耗,优异的稳定性,寿命长,具有小巧的外形。 MQ-2 气体传感器,这是一个探测范围很广的传感器, 适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、 CO 等的浓度监测, 它是一种使用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置, ,具有高的灵敏度和快速响应,湿度对它的影响很小。如图 1 所示。 控制终端控制终端与燃气感应传感器连接, 用于接收燃气