紧急警报器紧急报警器功能实现的设计技术要求

为了实现紧急报警器的功能，在设计紧急报警器之前，我们有必要了解清楚紧急报警器设计的技术要求。

（1）原始特性要求

紧急报警器作为一种重要的报警设备，其原始特性方面需要达到以下的技术标准。一是紧急报警器起动电路系数大小的确定，是基于匹配电机的最大力矩。为折算力矩系数的0.85—1倍，基本单位为min²/m，或者s²/m；二是区间内紧急报警器最大力矩系数，取值至多等同于折算力矩系数；三是区间内紧急报警器最小力矩系数，取值至少等同于折算力矩系数的0.6倍：四是标定工况紧急报警器力矩系数。在0.8x10^-6min²/m或者2.88x10s²/m以上；五是标定工况的传动比，根据匹配紧急报警器电机标定功率有关。当功率小于40kw。传动比为0.94；当功率在40— 55kw之间，传动比为0.96；当功率在75—132kw之间，传动比为0.965；当功率大于132kw，传动比为0.97。

（2）可靠性指标要求

在满足紧急报警器原始性功能要求的基础上，还要综合考虑到紧急报警器应用环境的条件，譬如用于工业生产的紧急报警器，可能会因为过热或者过压而发出报警信号，需要将无故障工作时间保持在2000h 以上，在组配件出现损坏，并且没有办法进行修理时，则需要更换紧急报警器，但这些组配件的使用寿命，至少为10000h。

紧急警报器紧急报警器设计方法的优化建议

在了解紧急报警器设计技术要求的基础上，在紧急报警器设计时。需要掌握设计相关的所有技术参数，并对相关的设计方法予以优化，以保证紧急报警器预期功能的实现。按照紧急报警器设计的技术参数，在设计的过程中，需要借助合理的设计方法。通紧急报警器敏感度的弹性控制，提高紧急报警器的灵活水平，同时可减少设计的缺陷。

(1)优化方法。根据以上的技术参数，设置目标函数，而其中必须兼顾相关的限制条件。紧急报警器的目标函数属于二次函数，借助非线性规 划的方法，将紧急报警器设计时可能出现的各种约束优化问题，在修正矩阵后，转化成为无约束优化问胚，使得紧急报警器的可靠性和适应能力得以增强。在此，针对紧急报警器弯曲约束边界收敛效率比较低的问题，需要借助搜索监控技术，以及通过自动调整步长的计算方法，增强整体收敛性和提高差分计算梯度的精度，使得紧急报警器在优化设计后，可靠性和适应性得以同步提高。

(2)优化设计模型。将紧急报警器的功能实现作为设计目标，其中根据重度、截面直径、间距等，调整出最轻的质量。另外，报警敏感度条件、刚度条件、静强度条件、结构条件，均为模型优化设计时的主要约束条件，报警敏感度条件根据报警需求而定；扭转变形根据扭转角、材料剪切弹性模数、极惯性矩、许用扭转角计算得出；静强度要求是根据计算截面承受最大弯矩、计算截面承受最大弯矩、屈服极限、静强度安全系数等计算得出；结构条件根据直径极值、承间距极值确定。

(3)优化设计结果。通过以上的优化设计，紧急报警器实现了理想的软起动，并有效克服了负载变化对紧急报警器特性稳定的影响，使得紧急报警器控制系统要求的精度和传动效率得以提高。有利于紧急报警器的装配和维修。

紧急警报器研究结论

综上所述，为了满足紧急报警器的功能要求，在设计紧急报警器之前，我们有必要了解清楚紧急报警器设计的技术要求，而在紧急报警器设计时，需要掌握设计相关的所有技术参数，并对相关的设计方法予以优化。文章通过研究，基本明确了紧急报警器设计优化的方法，但随着紧急报警器实用性功能的提出，我们还需要结合实际的条件，对以上设计方法予以不断完善。

紧急警报器研究背景

现有技术条件下，聋人安全少一道屏障。假如在夜深人静的时候，聋生宿舍发生火灾，将是一个非常可怕的场面。因为绝大多数学校无法迅速使熟睡的聋生警醒，没有恰当的工具，大家将束手无策。现有的聋人叫醒装置，结构比较复杂，例如发明名称为：震动叫醒器（CN92201247.4）和聋人叫醒装置（CN93207702.8）的专利，虽然都具有惊醒作用，但这两种叫醒装置都采用电路控制装置，遇到紧急情况停电后难以发挥作用，同时还存在安全隐患。

适当的残疾人用品用具不仅能够在实践上方便残疾人的学习、工作、生活，还能够使残疾人从“不能”变成“能”。在理论上，可以从注重“残疾”的消极观点转向注重“潜能”的积极观点，从而改变对残疾人的认识。研究将介绍一种新技术，使聋人（睡眠状态下）安全紧急警醒的难题迎刃而解。填补了一项残疾人用品用具的国际空白，使聋人在紧急安全方面也处于平等地位。

紧急警报器设计原理

（1）振动觉原理

通常情况下，主要是通过视觉补偿听觉缺陷。实际上，视觉的许多特征与听觉并不匹配。听觉可感知的信息是360°全方位的，视觉的感知范围小于180°。尤其是在睡眠状态下，视觉信息几乎是完全无效的。

振动觉是360°全方位的，在这一点上，振动觉与听觉是平行的感觉，通过振动觉补偿听觉缺陷有了一定的优势。本装置通过振动觉全方位补偿听觉缺陷是一个新的尝试。由于振动觉是一种近距离感觉，主要靠接触感知，振动觉感受性很低。因此，振动觉信息的传递比较困难、复杂。本警报器以床为振动觉传播媒介，能够确保振动信息有效传达到聋人，使睡眠中的聋人警醒。

（2）乘法原理

本警报器使每个聋人被警醒的概率达到90%以上，独立的看这个理论有效率的标准并不高。但是，它的实际有效率是非常高的。一个人未被警醒的概率是A=0.10，每个人未被警醒是独立事件，符合概率的乘法原理条件。 按4个人一间宿舍计算，4人全都未被警醒的概率是：P=AAAA=0.0001

每个宿舍只要有1人被警醒，摇晃一下其他人的床，整个宿舍就可迅速安全逃生。因此，4人宿舍被警醒的概率是99.99%。如果是6人宿舍，被有效警醒的概率高达 99.9999%。在有人缺勤宿舍减少到3个人时，该宿舍被警醒的概率仍高达是99.9%，安全系数还是相当高的。当某些宿舍减员到1-2人时，宿值室要给予特别关注，本安全紧急警醒装置的有效率降低到 99.9%以下，处于不可靠状态。

紧急警报器基本结构

（1）警报器主体机构

本实用新型包括控制绳、击打锤、立式套筒，套筒顶部设有滑轮和吊绳，控制绳与滑轮滚动相接，控制绳和吊绳间通过控制杆相接，控制杆上设有挂钩，控制杆上的挂钩为斜钩，击打锤上设有吊环，挂钩和吊环活连接，套筒底部设有固定座 ，其下部设有孔。本装置的挂钩为特制的曲线段钩，而非传统的圆弧钩，有利于击打锤脱落。 挂钩处于控制杆的非中心位置，有利于减少控制导索的拉力。

（2）控制盘结构

控制盘由底板、轴承、插销构成。主控导索缠绕在轴承上，平时由插销锁住轴承，主控导索处于紧张状态。紧急情况下，拔出插销，轴承自由转动，在重锤的重力作用下，主控导索从轴承退出，处于松弛状态。每个宿舍楼安装2个控制盘，一个在宿值室，一个在室外（同其他消防器材一样管理）。只要一个控制盘发挥作用，就可以击发整个单位的警报器。

本实用新型提供了一种结构简单、安全方便的聋人安全紧急警报装置。它的效果是：本实用新型的套筒固定在床板上，平时控制绳处于紧张状态，它通过控制杆将击打锤吊起，当发生紧急情况时，松开控制盘插销，分控导索、主控导索处于松弛状态，在重锤的重力作用下，控制杆一端下沉，控制杆绕非活动端按顺时针方向旋转，当挂钩（曲线段钩）开口略低于水平位置时，吊环和挂钩分离，重锤自动脱落，以自由落体方式击打床板，引起床板震动，达到报警作用。本警报器结构简单，便于操作，使用安全。

（3）控制传导结构

主控导索到楼层（每排平房宿舍），控制一个宿舍群，一个控制盘可以控制多个主控导索。分控导索与主控导索由拉环连接，每一个分控导索控制一个宿舍。拉环连接可以避免分控导索产生拉力平衡，确保控制传导到每个宿舍、每个床位，击发每个振动器。

紧急警报器是由555定时器电路等组成，是一种中规模集成定时器，应用十分广泛。通常只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。由555定时器做成的紧急报警器，可应用于紧急或突出情况的警报，以最快最有效的方式发出警报声，从而让周围人群可以最快察觉危险。