CN102441242A - 一种高空缓降机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高空缓降机，属于机电结合的逃生装置领域。包括绳筒(1)、收绳装置(2)、增速齿轮组(3)、机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)、直流电机(6)、制动轴(7)；绳筒(1)、机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)、直流电机(6)、制动轴(7)同轴布置，绳筒(1)通过增速齿轮组(3)与制动轴(7)连接，机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)与制动轴(7)通过键连接，直流电机(6)与制动轴(7)通过联轴器连接，收绳装置(2)与绳筒(1)通过一对齿轮连接。本发明的高空缓降机具有结构完备、性能可靠等优点，老幼都可以很大程度得保证安全脱险，具有很强的市场推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高空缓降机，属于机电结合的逃生装置领域。
背景技术
在一些突发情况下，人们需要从高空(如高楼)快速而安全地降落到地面上。以火灾为例，近年来，高楼火灾的发生率居高不下，造成大量的人员伤亡和财物损失。高楼火灾由于其特殊性，较易造成严重的后果。为了减少人员的伤亡，除了必要的防护措施，一旦发生，有效的逃生装置将会起到重要的作用。
通过调查市面上可以看到的和在理论上已存在的高楼逃生机，大致可以分为以下几种。
(1)包角加手控式。该类逃生器增加钢丝绳与轮之间的包角，使得钢丝绳与钢丝轮之间的摩擦力增加。另外，再利用手控装置，进一步调节下降速度的快慢。此法的缺点是需要人手去控制，不适用于老人和小孩。
(2)间歇冲击式。通过间歇撞击能来消耗能量，如利用钟表中的擒纵叉和擒纵轮原理来消耗能量。
(3)液体流动阻尼式。利用液体流动阻尼把人体势能转化承液体热能，以达到降低速度的目的。然而其下降速度会随人体重增加而增加。
(4)摩擦平衡式，仅靠摩擦力与人的重力平衡，而使用的摩擦片的摩擦系数达到μ＝0.76。此法的缺点是可靠性较低，一旦失效，将造成严重后果。
(5)与上面类似的还有基于弹簧在受到扭矩时由材料的弹性和结构的特点在工作时发生变形，产生与扭矩T成正比的摩擦力。通过控制弹簧的中径，来控制下滑的速度。其确定是工作不稳定。
由于各种缺陷，以及产品特点与我国国情的不合，这些逃生机都没有在我国得到推广。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高空缓降机，能够克服上述的技术问题，很大程度的保证安全脱险。
该一种高空缓降机包括绳筒(1)、收绳装置(2)、增速齿轮组(3)、机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)、直流电机(6)、制动轴(7)；绳筒(1)、机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)、直流电机(6)、制动轴(7)同轴布置，绳筒(1)通过增速齿轮组(3)与制动轴(7)连接，机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)与制动轴(7)通过键连接，直流电机(6)与制动轴(7)通过联轴器连接，收绳装置(2)与绳筒(1)通过一对齿轮连接；绳筒(1)上绕有钢丝绳，绳的一端通过绳扣与绳筒相连；绳筒的左端与齿轮环通过螺钉相连，绳筒中间有两个同心的圆柱筒，内部的圆柱筒套在绳筒轴上，通过键和紧固螺母来实现周向和径向固定，外部的圆柱筒用于绕钢丝绳；收绳装置(2)包括一对增速齿轮、摇柄轴和摇柄；摇柄与摇柄轴通过截面为正方形的孔轴相连，端部由轴端挡片和沉头螺钉固定，摇柄轴使用一对球轴承支撑于机架上；增速齿轮组(3)由两对齿轮组成，其中一个齿轮内部装有单向超越离合器，使得制动部分在重物下降时工作，而收绳时不随着绳筒旋转；机械制动装置当制动轴开始旋转时制动器上的蹄块由于离心力的作用会甩出与固定的外圈摩擦产生制动力矩。
本发明的有益效果：
(1)可靠性高。有独立工作的机械和电磁两个制动器，即使某个制动器意外失灵时另外一个制动器也能独立完成制动的功能，并且下落速度在安全范围内
(2)由于机械和电磁制动系统优势互补，并且在控制电路的调控下，基本能使得不同体重的使用者都能以恒定的下落速度下降。经沙袋试验结果显示，当载荷加倍时下落速度增幅小于10％。不像市面上大多数缓降器的下落速度随使用者体重增加而增加。因此克服了重者降得快，轻者降得慢的缺点。
(3)电磁制动器和控制电路的电源由测速发电机提供，直接将人下落时的重力势能转化为电能，无需蓄电池等外接电源，能很好的适用于火灾等极端恶劣情况。因而本装置无需像其他缓降采用蓄电池作为电源的装置那样需要定期检查蓄电池，维护更加方便。
(4)下落时使用者无需操作，适合各类人群包括老人和儿童使用。
(5)装置由各个模块化部件组成，配置灵活，可根据使用环境不同灵活配置各个组成模块。如低层楼房可配小型绳筒，高层大楼可配大绳筒。根据使用楼房人口密集程度，如应用于人群密集的楼房时，也可更换功率更大的电机和性能更好的制动器适用于多人同时降落达到更快撤离的目的。
附图说明
图1为本发明装置的结构图；
图2为本发明装置的工作过程图；
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的实施方式做进一步详细说明。
绳筒(1)上绕有长为120m的钢丝绳，长度足够在40层的高楼使用。绳的一端通过绳扣与绳筒相连。绳筒的左端厚5mm，与齿轮环通过螺钉相连。右端厚2mm。绳筒中间是由两个同心的圆柱筒。内部的圆柱筒套在绳筒轴上，通过键和紧固螺母来实现周向和径向固定。外部的圆柱筒厚2mm，外径为176mm，用 于绕钢丝绳。
收绳装置(2)包括一对增速齿轮、摇柄轴和摇柄组成。增速齿轮传动比为2.5∶1，保证能迅速回收钢丝绳。摇柄与摇柄轴通过截面为正方形的一段长约4cm的孔轴相连，端部由轴端挡片和沉头螺钉固定。摇柄轴使用一对深沟球轴承支撑于机架上。
增速齿轮组(3)由两对齿轮组成，整体的传动比是1∶11。其中一个齿轮内部装有单向超越离合器，其作用是使制动部分只有在重物下降时才工作，而收绳时不会随着绳筒旋转。
机械制动装置是由摩擦离合器改装而成的。当制动轴开始旋转时制动器上的蹄块由于离心力的作用会甩出与固定的外圈摩擦产生制动力矩。
制动力矩的计算：设制动力矩为N，测量得制动器半径为r2＝0.05m，三个蹄块总重m0＝0.5kg，制动轴转速为w2，实验测得蹄块与外圆摩擦系数为μ＝0.36。
根据物理学计算后不难得到制动力矩N与转速w的关系式：
N＝w2 2r2 2m0μ
绳筒的半径r1＝0.09m，角速度为 
由于传动比为1∶11，所以n2＝11n1(n为转速)，由w＝2πn得w2＝11w1。代入上式，得： 
如：在人以v＝1m/s速度下降时通过上式可求得N＝6.72N·m。
载重为m时，若仅靠机械制动器来制动，则其制动力矩为 
如按50kg的载重计算，制动轴需要提供4.01N·m的制动力矩。
假设在电磁制动器失效的情况下，4.01N·m的制动力矩将完全由机械制动器提供，此时人的下落速度降为0.77m/s，。可见机械制动器有独立完成制动的能 力。
电磁制动器选用STEK公司的24v直流电磁离合器。额定电压24v，实物如图2-5。经过研究得出制动力矩T与离合器两端电压U之间的关系为T＝(U/24)^2*5.5
载重为m时，若仅靠电磁制动器来制动，则其制动力矩为T＝41.5938*V^2。如按50kg的载重计算，制动轴需要提供4.01N·m的制动力矩。
假设在机械制动器失效的情况下，4.01N·m的制动力矩将完全由电磁制动器提供，此时人的下落速度降约为0.35m/s。可见电磁制动器有独立完成制动的能力。
本装置缓降原理为机械制动器、电磁制动器、发电机阻力矩与人重力平衡从而达到匀速下降。装置最大设计承重为100kg，但是由于测试用沙袋便携性和实验安全方面的考虑，试验承重为20kg～40kg。人(沙袋代替)的期望下落速度为0.3m/s对应的的绳筒(半径约0.1m)(1)转速为30r/m，制动轴(7)转速为330r/m。
使用者身穿特制背心，和绳筒上的钢丝绳固定，从窗外以零初速度开始下降，带动绳筒(1)转动，在传动比为11∶1的增速齿轮组(3)的作用下制动轴(7)以绳筒(1)11倍转速转动，同时机械制动器(4)开始工作，产生一定的制动力矩，这个制动力矩和人下落速度平方成正比，此时人继续加速下落但加速度逐渐减小(下图A-C段)(详见2.4节)。当速度达到V1时，在直流电机(6)和控制电路(图中未画出)的控制下电磁制动器(5)开始工作，产生较大的制动力矩，使人下落速度下降，当速度减小到V2时电磁制动器(5)停止工作，人的下落速度再次上升，当达到V1时电磁制动器(5)再次开始工作，重复以上循环直至落地。
整个装置的工作原理为：转轴转动，直流发电机的输出电压Uout与转速成正比，该电压既作为供电电压，又作为反馈信号。具体划分为：一是经过稳压电路提供集成运放和开关电路的电源，二是提供制动器的工作电压。三是作为电压比较电路的输入来控制Uo的大小，进而控制继电器的工作电路。当转速很慢时，电路不工作；当转速逐渐升高，使稳压电路以及比较电路正常工作，此后，制动器的工作仅取决于转速；当转速继续升高，高于阈值U2时，制动器回路闭合，开始工作；转速降低，当转速低于阈值U1时，制动器回路断开，不工作，随后转速升高，依次循环此过程。整个装置装在一个长500mm、宽197mm、高360mm的角钢架中。使用时悬挂在窗台或其他便于人员下降的地方。通过制作和测试样机，我们发现样机完全能达到预期的功能，并且通过调整装置参数，下降速度可在0.1m/s～2m/s之间调整。最后经过严密调查与实验论证，我们将下落速度范围调整在0.25～0.35m/s。
Claims (1)
1.一种高空缓降机，包括绳筒(1)、收绳装置(2)、增速齿轮组(3)、其特征在于：该缓降机还包括机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)、直流电机(6)、制动轴(7)；绳筒(1)、机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)、直流电机(6)、制动轴(7)同轴布置，绳筒(1)通过增速齿轮组(3)与制动轴(7)连接，机械制动装置(4)、电磁制动装置(5)与制动轴(7)通过键连接，直流电机(6)与制动轴(7)通过联轴器连接，收绳装置(2)与绳筒(1)通过一对齿轮连接；绳筒(1)上绕有钢丝绳，绳的一端通过绳扣与绳筒相连；绳筒的左端与齿轮环通过螺钉相连，绳筒中间有两个同心的圆柱筒，内部的圆柱筒套在绳筒轴上，通过键和紧固螺母来实现周向和径向固定，外部的圆柱筒用于绕钢丝绳；收绳装置(2)包括一对增速齿轮、摇柄轴和摇柄；摇柄与摇柄轴通过截面为正方形的孔轴相连，端部由轴端挡片和沉头螺钉固定，摇柄轴使用一对球轴承支撑于机架上；增速齿轮组(3)由两对齿轮组成，其中一个齿轮内部装有单向超越离合器，使得制动部分在重物下降时工作，而收绳时不随着绳筒旋转；机械制动装置当制动轴开始旋转时制动器上的蹄块由于离心力的作用会甩出与固定的外圈摩擦产生制动力矩。
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|---|---|
| CN (1) | CN102441242A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157198A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-06-19 | 北京诺安舟应急缓降机械装置有限公司 | 一种高空缓降的双重安全保护装置 |
| CN103915027A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-07-09 | 青岛亿和海丽安防科技有限公司 | 一种往复式缓降器演示装置 |
| WO2017079862A1 (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 李向阳 | 下降安全保护装置 |
| CN108853766A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-23 | 陈伟晓 | 一种反吊升降器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2391635Y (zh) * | 1999-09-21 | 2000-08-16 | 辜宝农 | 大楼逃生设备 |
| WO2003037434A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Lohar Mahendra H | Emergency sky landing device |
| CN2766888Y (zh) * | 2004-06-08 | 2006-03-29 | 张静 | 高层救生器 |
| CN1814325A (zh) * | 2005-02-05 | 2006-08-09 | 周路定 | 高楼救援缆梯装置 |
| CN2915161Y (zh) * | 2006-04-10 | 2007-06-27 | 王培明 | 高空逃生自救器 |
| CN2936303Y (zh) * | 2006-08-18 | 2007-08-22 | 郭伟明 | 一种多功能高楼逃生降落装置 |
| CN101843959A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-09-29 | 李元科 | 高楼逃生装置 |
-
2010
- 2010-10-15 CN CN2010105082870A patent/CN102441242A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2391635Y (zh) * | 1999-09-21 | 2000-08-16 | 辜宝农 | 大楼逃生设备 |
| WO2003037434A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Lohar Mahendra H | Emergency sky landing device |
| CN2766888Y (zh) * | 2004-06-08 | 2006-03-29 | 张静 | 高层救生器 |
| CN1814325A (zh) * | 2005-02-05 | 2006-08-09 | 周路定 | 高楼救援缆梯装置 |
| CN2915161Y (zh) * | 2006-04-10 | 2007-06-27 | 王培明 | 高空逃生自救器 |
| CN2936303Y (zh) * | 2006-08-18 | 2007-08-22 | 郭伟明 | 一种多功能高楼逃生降落装置 |
| CN101843959A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-09-29 | 李元科 | 高楼逃生装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157198A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-06-19 | 北京诺安舟应急缓降机械装置有限公司 | 一种高空缓降的双重安全保护装置 |
| CN103157198B (zh) * | 2013-04-03 | 2015-07-29 | 北京诺安舟应急缓降机械装置有限公司 | 一种高空缓降的双重安全保护装置 |
| CN103915027A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-07-09 | 青岛亿和海丽安防科技有限公司 | 一种往复式缓降器演示装置 |
| CN103915027B (zh) * | 2014-03-03 | 2016-03-02 | 青岛亿和海丽安防科技有限公司 | 一种往复式缓降器演示装置 |
| WO2017079862A1 (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 李向阳 | 下降安全保护装置 |
| CN108853766A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-23 | 陈伟晓 | 一种反吊升降器 |
| CN108853766B (zh) * | 2018-08-31 | 2023-06-27 | 陈伟晓 | 一种反吊升降器 |
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Application publication date: 20120509 |