CN101869743B - 多功能逃生缓降器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能逃生缓降器，包括传动系统、包角调速系统、急停制动系统、壳体和安全带，安全带可拆卸地连接在壳体上；传动系统的行星轮传动机构通过行星轮支架设置在壳体的底板上；在底板上设有心轴，绳轮通过联动轴套套装在心轴上，离心稳速机构与行星轮传动机构连接；包角调速系统的导向滚轮设置在绳轮两侧且与绳轮的边缘在同一直线上，拉杆的一端设置在联动轴套上，另一端通过包角摇杆与丝杆连接；急停制动系统的制动片设置在离心轮的外侧，与制动片相适配的制动块设置在制动片外侧，制动块和制动片通过压盖安装在底板上，制动片一端固定在底板上，另一端与拉绳连接。本发明功能齐全、质量可靠、结构紧凑、操作简单、灵活，成本低，可以满足多人同步逃生。

Description

多功能逃生缓降器

技术领域

本发明涉及一种安全逃生装置，具体地说是一种用于高层建筑内的多功能逃生缓降器。

背景技术

随着城市建设步伐的加快，愈来愈多的高层住宅楼、写字楼、商厦等出现在全国各大中城市，这些建筑给我们生活工作提供服务，但楼内人群的安全已成为我们不可回避的问题。火灾发生，火势蔓延速度快，楼内电梯停用，人员疏散成为最大难题。

世界上第一套高楼逃生缓降器产生于20世纪80年代地震多发的日本，它较好的解决了高楼遇险逃生的难题。美国9.11事件后，世界各国开始对“高楼救生、逃生”等课题掀起了研究、开发的热潮。一时推出了“家用降落伞”、“橡胶自动充气软着落、蜗杆涡轮型、单车刹车型等各式各样的产品，甚至出现了应用高新科技航天技术的火箭筒背包式缓降器。

随着我国的消防意识的提高和居民的收入提高，越来越多的消防器材已走入普通家庭。目前我国消防应急救援装备能力与高层建筑的快速发展严重失衡，随着我国工业化、城市化进程的不断加快，上述矛盾也将日益突出，已有数据显示，我国一些发达城市高层建筑火灾事故已经呈现加速上升态势。缓降器作为一种在21世纪初才开始引起人们关注和重视的最新技术和产品，在人民生活水平日益提高的今天，人们对生活质量、生命安全的意识和措施也上升到一个全新的要求，对实用、经济的缓降设备需求日益迫切，同时对缓降器的性能和质量提出更高的要求。

现有逃生缓降器的缺点是；在某一时刻仅能供一个人使用，多户同时使用会发生相互缠绕，不能满足多人同步逃生；而且费用高，安装困难、需要定期保养，因此难以走进百姓家门。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种多功能逃生缓降器，该多功能逃生缓降器功能齐全、质量可靠、结构紧凑、操作简单、灵活，成本低，可以满足多人同步逃生。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多功能逃生缓降器，其特征在于：该逃生缓降器包括传动系统、包角调速系统、急停制动系统、壳体和安全带，传动系统、包角调速系统和急停制动系统均设置在壳体内，安全带可拆卸地连接在壳体上；所述传动系统包括行星轮传动机构、绳轮和离心稳速机构，行星轮传动机构通过行星轮支架设置在壳体的底板上；在底板上设有心轴，绳轮通过联动轴套套装在心轴上，离心稳速机构与行星轮传动机构连接；所述包角调速系统包括设置在底板上的导向滚轮、拉杆、包角摇杆和丝杆，导向滚轮设置在绳轮两侧且与绳轮的边缘在同一直线上，拉杆的一端设置在联动轴套上，另一端通过包角摇杆与丝杆连接；所述急停制动系统包括离心轮、制动块和制动片，制动块设置在离心轮的外侧，与制动块相适配的制动片设置在制动块外侧，制动块和制动片通过压盖安装在底板上，制动片一端固定在底板上，另一端与拉绳连接。

本发明在底板上设有与丝杆相适配的螺母，丝杆的一端设有旋钮，另一端穿过螺母后与包角摇杆连接。

本发明中，传动系统为增速传动，采用NGW型行星齿轮传动机构的转化机构，即固定内齿圈，救生绳通过二个导向轮跨绕在绳轮的轮槽内，并将绳轮与行星支撑件制成一体，内齿圈与外壳制成一体，摩擦面设在制动片上，四个摩擦块沿着太阳轮周向分布装在太阳轮上，在结构设计上使其能同太阳轮一起同速旋转，并能在太阳轮上沿径向移动，实现匀速下降、无加速度、保证了人落地时无冲击感、工作过程无空程。图2是传动系统结构示意图。

传动系统强度分析如下：

①齿面接触强度的校核计算

进行齿面接触强度核算时，接触应力计算公式：

${\mathrm{\σ}}_H=\sqrt{K_A{K}_V{K}_{\mathrm{H\β}}{K}_{\mathrm{H\α}}{K}_{\mathrm{HP}}}{Z}_H{Z}_E{Z}_{\mathrm{\ϵ}}{Z}_{\mathrm{\β}}\sqrt{\frac{F_t}{d_{1}b}\frac{u\±1}{u}}$

式中：K_A使用系数；K_V动载系数；K_Hβ接触强度的齿向载荷分布系数；K_Ha接触强度的齿间载荷分配系数；K_HP接触强度计算的行星轮间载荷分配不均匀系数；Z_H节点区域系数；Z_E材料弹性系数；Z_B重合度系数；z_β螺旋角系数；F_t分度圆上名义切向力N；u齿数比，u＝z₂/z₁，z₁、z₂分别为小齿轮和大齿轮的齿数；d₁小齿轮分度圆直径，mm；b工作齿宽，mm。

许用接触应力计算公式：

$\left[{\mathrm{\α}}_H\right]=Z_{\mathrm{NT}}{Z}_L{Z}_V{Z}_R{Z}_W{Z}_X\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{Hlim}}}{S_{H\min }}$

式中：Z_NT寿命系数；Z_L润滑剂系数；Z_V速度系数；Z_R粗糙度系数；Z_W齿面工作硬化系数；Z_X接触强度计算的尺寸系数；σ_Hlim齿面接触疲劳极限，MPa；S_Hmin接触强度的最小安全系数。

由计算可得，外啮合：σ_H1＝1461.5MPa，[σ_H1]＝1695.7MPa；内啮合：σ_H2＝1320.8MPa，[σ_H2]＝1695.7MPa。可见从理论上分析，设计的齿轮满足接触强度的要求。

本发明包角调速系统中，通过曲柄摇杆机构实现速度的改变，图3是包角调速系统结构示意图。缓降器扣入救生绳后，旋转旋钮，从而拉动拉杆移动，带动包角摇杆做圆周运动。包角摇杆的运动会通过转子将绳子压在摩擦轮上，包角变化范围在14°～345°内。当处于14°时，可以将缓降器扣在救生绳上。当处于270°时，绳自身重力对导向轮产生压力0.14N，可以消除绳打滑或空行程现象。处于14°～345°内，通过旋钮，改变包角，控制打滑现象，实现增大速度。调整包角在14°到270°内，可以实现加速，包角愈小速度变化愈快。在270°到345°内，可实现减速，包角愈大速度减小变化愈慢。

本发明中，急停制动系统是通过绳子拉动制动片增大压力从而加大摩擦力，图4是急停制动系统的结构示意图。绳子绕过销系在销钉上，制动片一端固定，拉动绳子后会使制动片缩紧并压紧制动块，通过制动块与离心轮的挤压摩擦使离心轮制动，实现缓降器急停功能，

本发明在壳体上添加一组照明灯，此灯可以180°全方位照明，也可以调节灯焦距和亮度。扩大遇险人员的视觉范围，从而避免撞在阳台的墙壁或雨篷等伸出物上。其次，它能起到警示提醒作用，通过照明灯警示下面的人或救援人员上方有人在逃生，也可当做救生信号灯，提示遇险人员者的位置等。

本发明依靠摩擦克服逃生人员体重，依靠齿轮将摩擦力缩小20倍，再利用离心产生摩擦调节加速度，平稳速度，安全系数高。主要特点如下：

(1)本产品解决市场上现有缓降器不可控制速度弊端，达到想快就快，想慢就慢，想停就停，速度变化平稳，无剧烈冲击。

(2)已出现的此类救生设备当第一个人着地后，缓降器另一端的安全带已升至原始缓降器处，第二个人方可套上安全带用同样的方法缓降逃生。在如此严峻时刻，使用本产品可以节约大量时间，家庭人数1-10内，仅需一根救生绳，人手一个减速器，降低成本。使用时，将调速器扣在绳上，即可缓降，不必等之前的人员着地，一根救生绳同一时刻多人共用，即节约时间又节省资源。

(3)在缓降器上增加照明灯，实现夜间使用照明功能。

(4)质量可靠、结构紧凑、操作简单、灵活，成本低。

本发明也可在消防部队使用，在救火、救人时减少消防官兵的伤亡，对加快火势的扑灭也能起到极其重要的作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中传动系统结构示意图；

图3是本发明中包角调速系统结构示意图；

图4是本发明中急停制动系统的结构示意图。

图5是本发明的爆炸图。

具体实施方式

一种本发明所述的多功能逃生缓降器，见图1，该逃生缓降器包括传动系统、包角调速系统、急停制动系统、壳体4和安全带5，在壳体4设有能调节亮度、角度和焦距的照明灯。传动系统、包角调速系统和急停制动系统均设置在壳体4内，安全带5可拆卸地连接在壳体4上。传动系统包括行星轮传动机构11、绳轮12和离心稳速机构13，行星轮传动机构11通过行星轮支架14设置在壳体4的底板41上；在底板41上设有心轴15，绳轮12通过联动轴套16套装在心轴15上，离心稳速机构13与行星轮传动机构11连接。包角调速系统包括设置在底板41上的导向滚轮21、拉杆22、包角摇杆23和丝杆24，导向滚轮21设置在绳轮12两侧且与绳轮12的边缘在同一直线上，拉杆22的一端设置在联动轴套16上，另一端通过包角摇杆23与丝杆24连接，拉杆22与包角摇杆23通过动导滚柱27连接。在底板41上设有与丝杆24相适配的螺母25，丝杆24的一端设有旋钮26，另一端穿过螺母25后与包角摇杆23连接。急停制动系统包括离心轮33、制动块31和制动片32，制动块31设置在离心轮33的外侧，与制动块31相适配的制动片32设置在制动块31外侧，制动块31和制动片32通过压盖34安装在底板41上，制动片32一端固定在底板41上，另一端与拉绳35连接。

使用时，固定救生绳6一端，将绳索抛向楼下，遇险人员穿好安全带后，打开缓降器后盖，将缓降器扣在救生绳6上，通过旋钮26将包角调节至最大，人缓慢下降。然后第二或第三个人依次逃出现场。考虑绳承重能力限制，绳上最多共处5人。

遇险人员控制速度时旋转手柄，将扭矩转换成拉力，带动拉杆直线运动，包角摇杆在拉杆驱动下，围绕心轴旋转，转子驱动绳的包角改变，既改变摩擦力大小。左旋，包角变大，速度增大；右旋，包角变小减速。需要急停时拉动拉绳，带动制动片，制动片与制动块的摩擦瞬间急剧增大，起到急停作用。下降速度自动调节工作时，缓降器按一定的传动比使传动齿轮的转速逐级递增至驱动轮，制动块在离心力的作用下径向甩出，产生离心力，带动制动与制动片发生旋转摩擦，形成制动力，从自动调节下降速度。负荷力越大，制动块的离心力越大，摩擦力也越大，下降速度偏差小。

Claims (3)

1.一种多功能逃生缓降器，其特征在于：该逃生缓降器包括传动系统、包角调速系统、急停制动系统、壳体(4)和安全带(5)，传动系统、包角调速系统和急停制动系统均设置在壳体(4)内，安全带(5)可拆卸地连接在壳体(4)上；所述传动系统包括行星轮传动机构(11)、绳轮(12)和离心稳速机构(13)，行星轮传动机构(11)通过行星轮支架(14)设置在壳体(4)的底板(41)上；在底板(41)上设有心轴(15)，绳轮(12)通过联动轴套(16)套装在心轴(15)上，离心稳速机构(13)与行星轮传动机构(11)连接；所述包角调速系统包括设置在底板(41)上的导向滚轮(21)、拉杆(22)、包角摇杆(23)和丝杆(24)，导向滚轮(21)设置在绳轮(12)两侧且与绳轮(12)的边缘在同一直线上，拉杆(22)的一端设置在联动轴套(16)上，另一端通过包角摇杆(23)与丝杆(24)连接；拉杆(22)与包角摇杆(23)通过动导滚柱(27)连接；所述急停制动系统包括离心轮(33)、制动块(31)和制动片(32)，制动块(31)设置在离心轮(33)的外侧，与制动块(31)相适配的制动片(32)设置在制动块(31)外侧，制动块(31)和制动片(32)通过压盖(34)安装在底板(41)上，制动片(32)一端固定在底板(41)上，另一端与拉绳(35)连接。

2.根据权利要求1所述的多功能逃生缓降器，其特征在于：在底板(41)上设有与丝杆(24)相适配的螺母(25)，丝杆(24)的一端设有旋钮(26)，另一端穿过螺母(25)后与包角摇杆(23)连接。

3.根据权利要求1所述的多功能逃生缓降器，其特征在于：在壳体(4)设有能调节亮度、角度和焦距的照明灯。

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