謝宇楨

夜行安全腰帶的發(fā)明研究

謝宇楨

（西南大學(xué)附屬中學(xué)校，重慶 400700）

基于現(xiàn)有市場(chǎng)缺少供普通大眾穿戴的夜間安全出行設(shè)備，設(shè)計(jì)出一款普遍適用于大多數(shù)夜晚出行者，特別適用于老人、女性、青少年、運(yùn)動(dòng)愛好者的安全腰帶。它集反光警示、聲音報(bào)警、GPS定位、照明、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)記錄等多種功能于一體，具有反光警示、報(bào)警、定位三重保護(hù)功能，還有體積小、質(zhì)量輕、穿戴方便、易于收納攜帶、造價(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)，是夜間出行人士的忠實(shí)伙伴和安全衛(wèi)士。

反光警示；GPS定位；報(bào)警器；夜行安全腰帶

1 發(fā)明背景

每當(dāng)冬季來(lái)臨時(shí)，早上天亮得晚，晚上天黑得特別早。學(xué)生在上學(xué)和放學(xué)的路上乘坐公交車時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這種情況：因天色暗視線不好，司機(jī)師傅突然發(fā)現(xiàn)隨意橫穿馬路的行人而緊急剎車，這種情況下極易發(fā)生意外交通事故。通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)交通警察、清潔工等特殊人群，夜晚外出工作時(shí)都配備有專業(yè)防護(hù)警示服；機(jī)動(dòng)車輛有反光燈，有些特殊機(jī)動(dòng)車輛還在車身安裝了反光條。但是普通人群夜晚步行外出時(shí)人身安全缺乏保障，沒有專門為普通人群設(shè)計(jì)的、保障他們夜間出行安全的穿戴設(shè)備。因此設(shè)計(jì)了一種適合普通人群，特別是老人、孩童以及運(yùn)動(dòng)愛好者夜間步行外出時(shí)佩戴的安全腰帶。

2 發(fā)明過(guò)程

2.1 了解市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品

通過(guò)在中國(guó)專利網(wǎng)、中國(guó)知網(wǎng)、電商平臺(tái)、實(shí)體零售店查詢，了解到相關(guān)產(chǎn)品情況與應(yīng)用前景。發(fā)現(xiàn)已獲得授權(quán)的專利中有大量具反光警示作用的熒光手環(huán)、安全背心、警示服、反光衣等[1-6]，電商平臺(tái)能收集到大量反光衣、反光背心、帶反光條的衣服和鞋帽的信息。說(shuō)明行人夜間出行安全問(wèn)題已經(jīng)引起公眾的關(guān)注，但是反光背心和警示服一般適用于特殊人群穿戴，反光衣和帶反光條的衣服或鞋受款式和價(jià)格的影響不能被大眾所接受。另外，市面上集反光安全腰帶、報(bào)警器、計(jì)步器、照明等多種功能于一體的產(chǎn)品還較少見。所以研制一種適用于普通大眾夜間出行、方便穿戴收納，又能提供安全保障的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品非常有必要。

2.2 關(guān)鍵問(wèn)題提出及解決過(guò)程

2.2.1 提出問(wèn)題

提出以下3個(gè)問(wèn)題：①選擇一種適合老人、青少年等普通大眾的穿戴產(chǎn)品。它既要有較大面積，可以通過(guò)增加反光面積提高安全系數(shù)，又要易于被大多數(shù)人接受。主要是為夜晚出行準(zhǔn)備，所以不用時(shí)應(yīng)便于收納。綜合以上因素，考慮選擇腰帶。因?yàn)檠鼛且环N中性穿戴裝備，不同人群都可以使用，對(duì)款式的要求不高；腰帶反光面積大，繞體一周即可有效展示輪廓；腰帶體積小，選擇輕質(zhì)材料，不使用時(shí)便于收納攜帶。②夜間出行除了意外交通事故、跌倒等自然安全問(wèn)題外，還應(yīng)考慮人身傷害等意外事件，特別是老人、兒童和女性尤其需要注意。遇到歹徒時(shí)，在腰帶上安裝一個(gè)警報(bào)器就可以發(fā)揮警示歹徒的作用，同時(shí)，該警報(bào)器還可以設(shè)置一個(gè)親人的手機(jī)號(hào)與該警報(bào)器連接，向親人發(fā)出求救信號(hào)。啟動(dòng)警報(bào)器時(shí)，該手機(jī)也會(huì)響鈴報(bào)警。③夜晚運(yùn)動(dòng)愛好者帶上這款腰帶，夜間出行運(yùn)動(dòng)時(shí)的安全得到了極大保障，如果能有一個(gè)運(yùn)動(dòng)軟件及時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)量大小、心肺活動(dòng)量等數(shù)據(jù)，達(dá)到科學(xué)健身的目的，那么這款腰帶就更完美了，所以這款夜光寶帶還設(shè)計(jì)了一個(gè)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)的電子移動(dòng)終端，實(shí)時(shí)記錄腰帶佩戴者的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

2.2.2 尋找解決方法

尋找如下解決方法：①尋找和購(gòu)買材料。腰帶基襯材質(zhì)選擇質(zhì)量輕且結(jié)實(shí)耐用的聚酰胺纖維，且腰帶長(zhǎng)短可以調(diào)節(jié)，大人和小孩都可以使用。腰帶上的反光材料、防狼警報(bào)器、電子計(jì)步器均購(gòu)自淘寶。②制作模型。購(gòu)得材料后，著手制作腰帶模型。首先，將反光條縫制在腰帶外側(cè)，然后將報(bào)警器、計(jì)步器和GPS分別固定在腰帶頭兩側(cè)。制作完成后，計(jì)算腰帶的成本。所需配件價(jià)格見表1，考慮加上腰帶主體的費(fèi)用，批量生產(chǎn)此款腰帶的造價(jià)在百元左右，可以被大眾消費(fèi)者接受。

2.3 優(yōu)化方案，設(shè)計(jì)第二代夜行安全腰帶

在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證后，在一代設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加以下2個(gè)附加功能：①除了能反射外界光源外，在夜間照明條件不好的地段，在腰帶上安裝一個(gè)LED手電筒會(huì)更安全方便，手電筒的電能來(lái)源從環(huán)保方面考慮，選擇USB充電式電筒。②增加GPS全球衛(wèi)星定位功能。遇到危險(xiǎn)時(shí)按下警報(bào)器，安全腰帶發(fā)出的求救信號(hào)，親友可以收到，但是親友不知道腰帶主人的準(zhǔn)確位置也沒有辦法施救，而這時(shí)就有必要在腰帶上安裝一個(gè)GPS定位芯片，可以隨時(shí)報(bào)告腰帶主人的準(zhǔn)確位置。GPS定位功能還可為預(yù)防老人、孩童走失提供幫助。第二代夜行安全腰帶模型示意圖如圖1所示，其中1為反光條；2為嵌入式GPS芯片；3為防狼警報(bào)器；4為電子計(jì)步器；5為L(zhǎng)ED手電筒。

表1 夜光寶帶配件價(jià)格表

序號(hào)名稱數(shù)量單價(jià)/元 1反光帶1 m3 2報(bào)警器1個(gè)15 3計(jì)步器1個(gè)80 4GPS1個(gè)15 合計(jì)113元

圖1 夜行安全腰帶模型示意圖

其中，反光條貫穿整個(gè)腰帶，增大警示面積；報(bào)警器和USB充電式手電筒分別安裝在靠近腰帶頭的一側(cè)，便于使用者出行照明和在緊急情況下及時(shí)按響報(bào)警器處理；嵌入式GPS芯片和電子計(jì)步器分別安裝在腰帶正前方兩側(cè)。該腰帶腰圍可調(diào)節(jié)，適合各種身材人群；另外，腰帶基襯材質(zhì)是聚酰胺纖維，質(zhì)量輕，易于收納。

腰帶上嵌入GPS芯片，為佩戴者提供定位服務(wù)。腰帶嵌入可以與手機(jī)同步的USB充電電子計(jì)步器，可實(shí)時(shí)記錄步數(shù)、距離、測(cè)算消耗的卡路里等，防止運(yùn)動(dòng)量不足，同時(shí)保障運(yùn)動(dòng)愛好者夜間外出運(yùn)動(dòng)安全。腰帶前側(cè)安裝的防狼報(bào)警器，在老年人、女性和青少年夜間外出遇到危險(xiǎn)時(shí)可以緊急求救。腰帶前側(cè)安裝的USB充電式LED手電筒，在夜間照明不好的路段可以啟用手電筒照明。

行人夜間佩戴此款夜行安全腰帶后，整個(gè)人的輪廓由反光條可以全部勾畫出來(lái)，不論正面和背面來(lái)車司機(jī)都可以看到，360°無(wú)死角，警示效果好。USB充電手電筒安裝在腰帶正前部左側(cè)，滿足夜間出行、運(yùn)動(dòng)時(shí)照明需要。報(bào)警器安裝在腰帶正前部右側(cè)，遇到緊急情況方便右手按下報(bào)警按鈕。嵌入式GPS芯片嵌入腰帶左側(cè)基襯和反光條夾層內(nèi)，不影響整體美觀。電子計(jì)步器安裝在腰帶右前側(cè)方便運(yùn)動(dòng)愛好者查看記錄，可方便取下充電。

2.4 作品效果試驗(yàn)

在發(fā)明制作過(guò)程中與同學(xué)、老師們交流切磋，并研究發(fā)明經(jīng)驗(yàn)，從中吸取了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)和建議。模型制作完成后，進(jìn)行了反光警示效果研究試驗(yàn)。夜間外出時(shí)系上此款安全腰帶，警示效果明顯，能在安全距離內(nèi)給機(jī)動(dòng)車司機(jī)有效警示，且穿戴收納方便。帶著這款夜行安全腰帶參加了學(xué)校研究性學(xué)習(xí)大賽、重慶市青少年科技創(chuàng)新大賽，向同學(xué)們及專家老師們展示了我的發(fā)明作品，受到同學(xué)和老師們的一致好評(píng)。

3 結(jié)論

這一款集反光警示、GPS定位、報(bào)警、照明、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)記錄等多功能于一身的夜行安全腰帶，不僅為行人夜間步行外出、運(yùn)動(dòng)提供三重安全保障，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穿戴收納使用方便等優(yōu)點(diǎn)。該款腰帶填補(bǔ)了目前市場(chǎng)空白，有廣闊的應(yīng)用前景。隨著我國(guó)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，人們的安全意識(shí)逐步提高，一定會(huì)有越來(lái)越多的人喜愛并需要這一款夜行安全腰帶。

［1］孫飛，孟祥佳，邵嘎，等.一種反光警示帶的制作方法：中國(guó)，CN105403939A［P］.2016-03-16.

［2］高林.拆卸式安全反光警示服：中國(guó)，CN104814537A［P］.2015-08-05.

［3］童斌.一種帶有反光警示作用的兩用雨衣：中國(guó)，CN204104886U［P］.2015-01-21.

［4］謝強(qiáng).一種多功能反光警示背心：中國(guó)，CN203262311U［P］.2013-11-06.

［5］劉少云.環(huán)衛(wèi)工人反光警示衣：中國(guó)，CN203251990U［P］.2013-10-30.

［6］鐘立新.一種夜間用安全警示服裝：中國(guó)，CN201742971U［P］.2011-02-16.

［7］孫藝嘉.網(wǎng)眼反光腰帶：中國(guó)，CN201718535U［P］.2011-01-26.

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕

2095－6835（2018）19－0049－02

TS941.728

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.049