机械创新设计大赛—消防救生带设计说明书_消防设计总说明书

2020-02-28 其他范文下载本文

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救援救生带产品设计说明书

设计者：潘源健

韦守宁

姚群伟

王兵剑

指导老师：张栋梁

杜春平

一.研制的背景及意义.......................................................................................................................3

二.设计思路........................................................................................................................................3

三.理论设计计算.................................................................................................................................4

四.创新点及应用.................................................................................................................................7

五.结束语.............................................................................................................................................7

六.参考文献.........................................................................................................................................8

一．研制的背景及意义

在每一次救援行动中，我们有可能看到一些受难者没有得到及时的救援，因窒息而失去了宝贵的生命。同时，我们也有看到救援人员因携带的氧气不足，缩短了连续救援时间，甚至在救援的行动中因缺氧而出现头晕、呕吐，严重时可能会失去救援者的生命。哮喘、支气管炎患者、冠心病、肺心病、脑血栓、心功能不全（心力衰弱）、心肌梗塞、井下作业、高寒值勤、旅游、煤气等气体中毒、窒息、高空作业、高原作业、吸氧保健等病理性缺氧、环境性缺氧、生理性缺氧都需要及时的进行吸入氧气，保证生命各项机理的正常运行。

氧气是人类生理活动所必需的物质，现在所使用的救援供氧装置，氧气的存储量存在一些不足，携带不便。对在一定时间内的持续救援有一定程度上的局限。所以人们要有一种能够长时间供氧并携带方便的装置。基于这个需要和理念我们设计了一个产品——供氧救生带。这对于中国的救援行动具有一定的实际意义。

二、设计思路

救生带整体结构图、腰带内圈最大半径：200mm，适用于腰围小于1.26米（约3尺3）的人群。、腰带主要尺寸：最大外径500mm，宽50mm，高150mm 3、结构：有外层到内层分为三层：第一层为软质皮革层，厚度为2mm，中间层为处理过后的高压碳纤维，厚度为2mm，最内层为高强度软质塑料，厚度为1mm，腰带内侧长度为1260mm，外侧

救生带中间层救生带最最内层

长度为1540mm，充完气体后总重1.5kg 总体具有一定的生理曲线，联接处采用螺栓连接，保证联接密闭要求。、其他的辅助结构

救生带最外层

（1）、腰带尾部有一气阀，用于补充高压救援气体。

气阀（2）、腰带头部的腰扣为一折叠简易呼吸器。（3）、呼吸器的加湿型吸氧管与球形气压阀联接，不使用的时候以U字形折叠与呼吸扣共同密封。

简易呼吸器加湿型吸氧管（4）、出气口与球形气压阀联接，阀门可控制气流的大小。

球形气压阀 4

三、理论设计计算

1、以专业的力学分析软件Analysis分析本装置结果如下： 1>等效应力分析在十个大气压和八个大气压图形如下：

10个大气压等效应力图形

8个大气压等效应力图形

由此得出10个大气压和8个大气压的等效应力分别为3625MPa和3385MPa。2>径向应力分析：

10个大气压径向应力图形

8个大气压径向应力图形由此得出10个大气压和8个大气压的径向应力分别为3004MPa和2403MPa 5

3>SY_环圆周方向应力分析：

10大气压SY_环圆周方向应力

8个大气压SY_环圆周方向应力

由此得出10个大气压和8个大气压的SY_环圆周方向应力分别为3785MPa和3828MPa 4>轴向应力分析：

10个大气压轴向应力

8个大气压轴向应力

由此得出10个大气压和8个大气压的轴向应力分别为1503MPa和1203MPa 由以上结果分析，并综合各方面考虑，此装置的大气压为8个大气压。

通过计算此装置气室的容积为0.44568m³，由机械设计资料查得空气的压 6

缩比为8，所以能够充入的气体容积为0.44568x8约等于3.57m³，人每次呼吸的气体量是10ml/公斤体重,也就是说如果你是50公斤,那么你每次呼气或吸气的量是500ml.，一个正常人一分钟呼吸次数约为24~40次，通过计算，（3.57X1000X1000）/（60X40X500）等于2.975小时，能够维持一个成年人大约3个小时

四、创新点及应用

该产品体积小、质量轻、氧气足、纯度高、构造简单、制作方便、用料便宜、使用时操作简单、便于携带，便于快速急救，存储、运输都很方便！

适用情况：主要用于家庭、救生抢险（矿难、火灾等）、哮喘、支气管炎患者、冠心病、肺心病、脑血栓、心功能不全（心力衰弱）、心肌梗塞、井下作业、高寒值勤、旅游、煤气等气体中毒、窒息、高空作业、高原作业、吸氧保健等病理性缺氧、环境性缺氧、生理性缺氧及其它相关行业或领域。

其创新点在于：解决了传统的氧气袋重量大，体积大，携带不方便等缺点。不使用时可套在腰间，可随身携带外出，其输氧环境无任何限制的优点！

使用时通过球形气压阀控制氧气流量的大小，气室自动供氧！

该装置能向外排气供氧，也能向气室内充入氧气或发生剂，循环使用。由于使用时操作极其简单，为抢救赢取了极其宝贵的时间。

其体积小，构造简单，造价低，可以普及使用，如这次四川大地震中的伤员，矿难救援、井下挖煤等作业的人员，战场上作战的士兵都可以使用，在受伤或连续熬夜犯困时可以用于救治或提神！

五、结束语

由于时间有限，经验不足，我们还未能把实物做出来，希望大家谅解，赛后，我们将竭尽所能，克服困难，把实物做出来，为中国的救援行动做出我们的贡献，谢谢！

六、参考文献

1.刘孝民

机械设计基础