谢宇桢

夜行安全腰带的发明研究

谢宇桢

（西南大学附属中学校，重庆 400700）

基于现有市场缺少供普通大众穿戴的夜间安全出行设备，设计出一款普遍适用于大多数夜晚出行者，特别适用于老人、女性、青少年、运动爱好者的安全腰带。它集反光警示、声音报警、GPS定位、照明、运动数据记录等多种功能于一体，具有反光警示、报警、定位三重保护功能，还有体积小、质量轻、穿戴方便、易于收纳携带、造价便宜等优点，是夜间出行人士的忠实伙伴和安全卫士。

反光警示；GPS定位；报警器；夜行安全腰带

1 发明背景

每当冬季来临时，早上天亮得晚，晚上天黑得特别早。学生在上学和放学的路上乘坐公交车时，经常会遇到这种情况：因天色暗视线不好，司机师傅突然发现随意横穿马路的行人而紧急刹车，这种情况下极易发生意外交通事故。通过观察，发现交通警察、清洁工等特殊人群，夜晚外出工作时都配备有专业防护警示服；机动车辆有反光灯，有些特殊机动车辆还在车身安装了反光条。但是普通人群夜晚步行外出时人身安全缺乏保障，没有专门为普通人群设计的、保障他们夜间出行安全的穿戴设备。因此设计了一种适合普通人群，特别是老人、孩童以及运动爱好者夜间步行外出时佩戴的安全腰带。

2 发明过程

2.1 了解市场现有产品

通过在中国专利网、中国知网、电商平台、实体零售店查询，了解到相关产品情况与应用前景。发现已获得授权的专利中有大量具反光警示作用的荧光手环、安全背心、警示服、反光衣等[1-6]，电商平台能收集到大量反光衣、反光背心、带反光条的衣服和鞋帽的信息。说明行人夜间出行安全问题已经引起公众的关注，但是反光背心和警示服一般适用于特殊人群穿戴，反光衣和带反光条的衣服或鞋受款式和价格的影响不能被大众所接受。另外，市面上集反光安全腰带、报警器、计步器、照明等多种功能于一体的产品还较少见。所以研制一种适用于普通大众夜间出行、方便穿戴收纳，又能提供安全保障的经济型产品非常有必要。

2.2 关键问题提出及解决过程

2.2.1 提出问题

提出以下3个问题：①选择一种适合老人、青少年等普通大众的穿戴产品。它既要有较大面积，可以通过增加反光面积提高安全系数，又要易于被大多数人接受。主要是为夜晚出行准备，所以不用时应便于收纳。综合以上因素，考虑选择腰带。因为腰带是一种中性穿戴装备，不同人群都可以使用，对款式的要求不高；腰带反光面积大，绕体一周即可有效展示轮廓；腰带体积小，选择轻质材料，不使用时便于收纳携带。②夜间出行除了意外交通事故、跌倒等自然安全问题外，还应考虑人身伤害等意外事件，特别是老人、儿童和女性尤其需要注意。遇到歹徒时，在腰带上安装一个警报器就可以发挥警示歹徒的作用，同时，该警报器还可以设置一个亲人的手机号与该警报器连接，向亲人发出求救信号。启动警报器时，该手机也会响铃报警。③夜晚运动爱好者带上这款腰带，夜间出行运动时的安全得到了极大保障，如果能有一个运动软件及时监测其运动量大小、心肺活动量等数据，达到科学健身的目的，那么这款腰带就更完美了，所以这款夜光宝带还设计了一个运动监测的电子移动终端，实时记录腰带佩戴者的运动数据。

2.2.2 寻找解决方法

寻找如下解决方法：①寻找和购买材料。腰带基衬材质选择质量轻且结实耐用的聚酰胺纤维，且腰带长短可以调节，大人和小孩都可以使用。腰带上的反光材料、防狼警报器、电子计步器均购自淘宝。②制作模型。购得材料后，着手制作腰带模型。首先，将反光条缝制在腰带外侧，然后将报警器、计步器和GPS分别固定在腰带头两侧。制作完成后，计算腰带的成本。所需配件价格见表1，考虑加上腰带主体的费用，批量生产此款腰带的造价在百元左右，可以被大众消费者接受。

2.3 优化方案，设计第二代夜行安全腰带

在经过试验论证后，在一代设计的基础上增加以下2个附加功能：①除了能反射外界光源外，在夜间照明条件不好的地段，在腰带上安装一个LED手电筒会更安全方便，手电筒的电能来源从环保方面考虑，选择USB充电式电筒。②增加GPS全球卫星定位功能。遇到危险时按下警报器，安全腰带发出的求救信号，亲友可以收到，但是亲友不知道腰带主人的准确位置也没有办法施救，而这时就有必要在腰带上安装一个GPS定位芯片，可以随时报告腰带主人的准确位置。GPS定位功能还可为预防老人、孩童走失提供帮助。第二代夜行安全腰带模型示意图如图1所示，其中1为反光条；2为嵌入式GPS芯片；3为防狼警报器；4为电子计步器；5为LED手电筒。

表1 夜光宝带配件价格表

序号名称数量单价/元 1反光带1 m3 2报警器1个15 3计步器1个80 4GPS1个15 合计113元

图1 夜行安全腰带模型示意图

其中，反光条贯穿整个腰带，增大警示面积；报警器和USB充电式手电筒分别安装在靠近腰带头的一侧，便于使用者出行照明和在紧急情况下及时按响报警器处理；嵌入式GPS芯片和电子计步器分别安装在腰带正前方两侧。该腰带腰围可调节，适合各种身材人群；另外，腰带基衬材质是聚酰胺纤维，质量轻，易于收纳。

腰带上嵌入GPS芯片，为佩戴者提供定位服务。腰带嵌入可以与手机同步的USB充电电子计步器，可实时记录步数、距离、测算消耗的卡路里等，防止运动量不足，同时保障运动爱好者夜间外出运动安全。腰带前侧安装的防狼报警器，在老年人、女性和青少年夜间外出遇到危险时可以紧急求救。腰带前侧安装的USB充电式LED手电筒，在夜间照明不好的路段可以启用手电筒照明。

行人夜间佩戴此款夜行安全腰带后，整个人的轮廓由反光条可以全部勾画出来，不论正面和背面来车司机都可以看到，360°无死角，警示效果好。USB充电手电筒安装在腰带正前部左侧，满足夜间出行、运动时照明需要。报警器安装在腰带正前部右侧，遇到紧急情况方便右手按下报警按钮。嵌入式GPS芯片嵌入腰带左侧基衬和反光条夹层内，不影响整体美观。电子计步器安装在腰带右前侧方便运动爱好者查看记录，可方便取下充电。

2.4 作品效果试验

在发明制作过程中与同学、老师们交流切磋，并研究发明经验，从中吸取了许多宝贵经验和建议。模型制作完成后，进行了反光警示效果研究试验。夜间外出时系上此款安全腰带，警示效果明显，能在安全距离内给机动车司机有效警示，且穿戴收纳方便。带着这款夜行安全腰带参加了学校研究性学习大赛、重庆市青少年科技创新大赛，向同学们及专家老师们展示了我的发明作品，受到同学和老师们的一致好评。

3 结论

这一款集反光警示、GPS定位、报警、照明、运动数据记录等多功能于一身的夜行安全腰带，不仅为行人夜间步行外出、运动提供三重安全保障，而且具有结构简单、成本低、穿戴收纳使用方便等优点。该款腰带填补了目前市场空白，有广阔的应用前景。随着我国汽车行业的快速发展，人们的安全意识逐步提高，一定会有越来越多的人喜爱并需要这一款夜行安全腰带。

［1］孙飞，孟祥佳，邵嘎，等.一种反光警示带的制作方法：中国，CN105403939A［P］.2016-03-16.

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

［3］童斌.一种带有反光警示作用的两用雨衣：中国，CN204104886U［P］.2015-01-21.

［4］谢强.一种多功能反光警示背心：中国，CN203262311U［P］.2013-11-06.

［5］刘少云.环卫工人反光警示衣：中国，CN203251990U［P］.2013-10-30.

［6］钟立新.一种夜间用安全警示服装：中国，CN201742971U［P］.2011-02-16.

［7］孙艺嘉.网眼反光腰带：中国，CN201718535U［P］.2011-01-26.

〔编辑：严丽琴〕

2095－6835（2018）19－0049－02

TS941.728

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.049