一种多功能防盗网的设计

袁新梅，高 俊，丁郑倩，张 勇，赵文利

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

一种多功能防盗网的设计

袁新梅，高 俊，丁郑倩，张 勇，赵文利

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

针对目前楼宇防盗网固接于墙体，在有火灾等突发事件发生时无法打开，阻碍逃生与救援等问题，设计了一种多功能防盗网。该防盗网具有防盗、逃生、避难和晾晒4大功能，适用范围广、结构简单、安全可靠、使用方便、性价比高，具有较好的应用前景。

多功能;防盗网;逃生避难

随着人们生活水平的提高，人们的防盗意识得到了加强，高楼耸立中防盗网随处可见。据笔者对小区附近的楼宇防盗网进行调查发现，大部分楼宇防盗网都是紧固在墙体上，这样固然可以有效地防止盗贼入户，但当万一有火灾发生或其他情况导致安全通道受阻时，将阻碍逃生与救援，甚至会导致悲剧的发生[1]。为适应人们安全防范意识日益加强的要求，笔者设计了一种逃生多功能防盗网，它既能有效防盗，又能在火灾发生后迅速打开，形成一个逃生通道，并且能为无法逃生者提供一个相对安全的避难平台以等待救援。

1 结构组成及力学计算

1)结构组成 笔者所设计的多功能防盗网由防盗网、窗框、拉杆、铰链支座、斜拉杆和缓冲器等组成，具有防盗、逃生和避难的功能。图1为逃生避难防盗网关闭时的外观图，此时主要起防盗作用，窗框固定安装于墙上，拉杆支撑防盗网于墙面，防盗网向外突出，通过锁紧装置连接在窗框上；锁紧装置(见图2)由安装在窗框的环形内腔上下左右4个方位的10个安全插销和软弹簧组成，增强防盗网的防盗安全性。锁销在窗框内部一端开有孔，软钢丝穿过孔。另一端伸出，与防盗网体相联。软弹簧在窗框里套筒中，一端紧贴在窗框内壁，一端用以顶起锁销。在发生火灾时，开关将软钢丝拉紧，带动锁销退出防盗网，从而使窗框与网体分离。

图1 多功能防盗网关闭时的立体图 图2 多功能防盗网锁紧装置

图3为防盗网打开放至水平位置时的立体图。当发生火灾或者其他情况时通过室内的控制开关可以将防盗网向外打开，拉杆带动防盗网绕铰链支座旋转至水平位置，拉杆顶端上用橡皮包裹，防盗网打开与墙体接触时具有一定的缓冲作用；斜拉杆一端通过螺钉固定在墙外，一端固定在防盗网上，对水平放置的防盗网有拉紧作用；安装于斜拉杆中的缓冲器可以在防盗网下放过程中防止冲击过大。

2)力学计算 将4根拉杆、2根斜拉杆和防盗网简化为材料力学模型，如图4所示。设防盗网本身的重量和7个成人重量G=8kN；拉杆及斜拉杆的材料分别为[2]：拉杆为45钢(表面镀锌防腐)，内径d=25mm，外径D=34mm，抗拉强度[σlg]=520MPa；斜拉杆为不锈钢，拉杆直径5mm，抗拉强度[σxlg]=600MPa。

图3 多功能防盗网向外打开至水平 图4 多功能防盗网打开至水平位置时承重能力位置时的立体图 分析的力学模型

由理论力学知识可知，以薄板为研究对象，可列方程如下：

竖直方向：

F1+F2sin45°=G

以A点为支点，由∑Mi=0得：

GL/2-F2L/sin45°=0

由上述2式得F1=4kN，F2=5.68kN。即每根拉杆所受拉力Flg=F1/4=1kN=1000N，每根斜拉杆所受拉力Fxlg=F2/2=2.84kN=2840N。

校核杆强度：

所以拉杆和斜拉杆均满足强度要求，可以承载的重量大大超过800kg(防盗网本身的重量和7个成人的重量)。

2 工作原理

该多功能防盗网是一种安全消防逃生避难防盗网，由墙体、防盗网窗框、可向外推开的防盗网、锁紧装置、拉杆、铰链、斜拉杆、缓冲器等组成。通常情况下，多功能防盗网通过锁紧装置的10个锁销固定安装在窗框中，防盗网关闭，主要起防盗作用。万一室内发生火灾，而其他安全出口受阻时，可以打开室内的控制开关将防盗网放至水平，形成新的逃生出口，并且可以为无法逃生者提供一个相对安全的避难平台。

该多功能防盗窗从关闭到打开的过程实现如下：遇到紧急情况需打开防盗网时，打开室内控制开关，窗框环形空间内锁紧装置中的细钢丝立即绷紧，锁销上的软弹簧被压缩，锁销立刻从窗框侧孔中退出，轻推防盗网，斜拉杆随防盗网下落拉伸，同时拉杆发生翻转，拉杆带动防盗网绕铰链支座旋转至水平位置，拉杆顶端上用橡皮包裹，防盗网打开与墙体接触时具有一定的缓冲作用；当防盗网即将要降到水平位置时，被拉杆和斜拉杆拉住，并在缓冲器的作用下平稳的贴住墙壁，此时防盗网形成了逃生出口；如果危机时无法立刻逃生，亦可到水平放置的防盗网平台上等待救援，水平放置的防盗网被拉杆和斜拉杆拉紧，安全可靠，且避难平台距窗台下部有1m的距离，火焰浓烟到窗外后向上窜，可避免平台上的逃生人员被火焰浓烟伤害；同时处于水平状态的防盗网在平时也具有较好的晾晒功能。

3 优点及适用范围

1)适用范围广 该多功能防盗网可广泛用于居民住宅、办公场所等需要安装防盗网之处。

2)结构简单 该防盗网结构简单，既可以满足楼宇新装防盗网的要求，也可以对目前普通楼宇防盗网进行一定改装，实现该防盗网的多功能。

3)安全可靠 该多功能防盗网控制开关、锁紧装置等结构全部为机械联接，无论是防盗还是逃生救援均能工作可靠，不会受到温度骤变、电源切断等外界因素的变化而影响其功能实现。

4)使用方便 该多功能防盗网在正常防盗状态下与普通防盗网没有不同，不需照管；当需要把防盗网打开时，只需将室内控制开关打开，轻推窗户，防盗网即可放至水平状态，形成逃生出口和避难平台，操作简单方便，使用更加人性化；且通过设计合适的材料尺寸防盗网所形成的避难平台可同时容纳多人；同时，处于水平状态的防盗网也具有较好的晾晒功能[3]。

5)性价比高 该多功能防盗网所使用的材料为市场上常见的铝合金、钢等，且无需特别加工处理工艺，性价比高。

[1]袁新梅，高俊，丁郑倩.一种逃生避难防盗窗[P]. CN 201635628 U，2010-11-17.

[2] 曹岩.五金手册[M].北京:电子工业出版社,2011.

[3] 陈彪，吴建兵. 基于机构运动的应急安全逃生防盗网设计[J]. 湖北第二师范学院学报,2011(2)：117-118.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.041

TH122

A

1673-1409(2012)10-N131-03