袁梅

近年來(lái)，兒童意外墜樓事件頻頻發(fā)生，看到電視中那驚悚的一幕幕真令人扼腕嘆息！究其原因，有的孩子在家無(wú)人看管，父母擔(dān)心孩子外出貪玩，將其反鎖在家，兒童因頑皮好奇，冒險(xiǎn)攀爬門窗，結(jié)果不慎墜樓；有的是孩子由爺爺奶奶看護(hù)，老人一時(shí)疏忽沒(méi)有看好孩子導(dǎo)致不慎墜樓。

兒童對(duì)攀爬的高度預(yù)測(cè)、危險(xiǎn)程度等估計(jì)能力相對(duì)較差，很容易造成意外墜樓。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在燙傷、跌落、跌倒、溺水等常見(jiàn)兒童意外傷害中，跌落約占一半（48%），而52%的兒童意外傷害都發(fā)生在家中。看到這些報(bào)道我深感悲痛，也十分擔(dān)心六歲妹妹的安全。所以，我想設(shè)計(jì)一種裝置，以防止兒童意外墜樓。

一、研究計(jì)劃

1.尋找一種可以探測(cè)到人體探出窗外的儀器。

2.尋找合適的承重裝置。

3.將探測(cè)器和承重裝置結(jié)合。

二、研究過(guò)程

方案一

在窗戶外上方安裝紅外線探測(cè)器，當(dāng)探測(cè)到有人伸出窗戶時(shí)，觸發(fā)安裝在窗外的承重折疊式網(wǎng)兜彈出。打開的網(wǎng)兜便可接住即將墜落的人，防止意外發(fā)生。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅外線探測(cè)器存在以下問(wèn)題。

1.容易受各種熱源、光源干擾。

2.紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。

3.易受射頻輻射的干擾。

4.環(huán)境溫度與人體溫度接近時(shí)，探測(cè)器的靈敏度明顯下降，甚至短時(shí)失靈，探測(cè)誤報(bào)率和漏報(bào)率較高。

方案二

在窗戶外上方安裝雷達(dá)探測(cè)器，當(dāng)探測(cè)到有人探出窗外時(shí)會(huì)觸發(fā)安裝在窗外下方樓體墻壁上的承重桿，承重桿上的防護(hù)網(wǎng)同時(shí)彈出并伸展開，為墜落的人提供一個(gè)安全空間。同時(shí)警報(bào)響起，提醒人們及時(shí)救援。當(dāng)其他意外發(fā)生時(shí)，它還能作為一種逃生裝置。

雷達(dá)探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是晝夜均能探測(cè)遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的干擾，具有全天候、全天時(shí)的特點(diǎn)，并有一定的穿透能力。雷達(dá)波束照射面大，因此雷達(dá)測(cè)速易于捕捉目標(biāo)，無(wú)需精確瞄準(zhǔn)。

方案三

在選擇雷達(dá)探測(cè)器時(shí)，我選用微波墻式探測(cè)器，它利用場(chǎng)干擾原理或波束阻斷式原理，是一種微波收、發(fā)分置的探測(cè)器。

墻式微波探測(cè)器由微波發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、微波接收機(jī)、接收天線、報(bào)警控制器組成。微波指向性天線發(fā)射出定向性很好的調(diào)制微波束，工作頻率通常選擇在9至11GHz，微波接收天線與發(fā)射天線相對(duì)放置。

當(dāng)接收天線與發(fā)射天線之間有阻擋物或探測(cè)目標(biāo)時(shí)，由于破壞了微波的正常傳播，使接收到的微波信號(hào)有所減弱，以此判斷在接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間是否有人侵入。

墻式微波探測(cè)器在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的微波電磁場(chǎng)形成了一道看不見(jiàn)的警戒線，可以長(zhǎng)達(dá)幾百米、寬2至4米、高3至4米，酷似一道圍墻，因此被稱為微波墻式探測(cè)器或微波柵欄。

三、研究心得

通過(guò)防墜安全窗的研究，我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，如各種探測(cè)器的優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用范圍、應(yīng)用原理、承重結(jié)構(gòu)的研制和控制方式等，既鍛煉了動(dòng)手能力，又學(xué)會(huì)了如何進(jìn)行科學(xué)研究和工程改造。