CN103316436A - 一种便携式高楼速降逃生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式高楼速降逃生装置，属救援逃生装置领域。该装置主要包括中心轴、摩擦片、摩擦片套筒、高强度防火绳、绳索卷筒和紧急制动棘轮，拉动绳索可使两端的摩擦片分别与绳索卷筒上的摩擦片压紧，当两对摩擦副相对转动或者有相对转动趋势时便产生摩擦力矩，摩擦力矩与速降时人体对绳索卷筒的力矩相平衡便可以保证人体能以恒定的速度降落，安全到达地面，在速降过程中通过拉动调速绳索可以减小对摩擦片的压紧力，实现对下降速度的控制，拉动制动绳索可以将两端的棘轮压向中间，与两个固定棘轮相啮合，实现紧急制动。本发明可实现单人高楼速降，整个装置做到了便携、无需事先安装、不占用场地和环境适应性好等特点。

Description

一种便携式高楼速降逃生装置

技术领域

本发明涉及一种高楼逃生装置，具体涉及一种单人便携式高楼速降逃生装置，属救援逃生装置领域。

背景技术

近年来从世界范围看，灾难性事件频发，给人们的生命财产造成巨大损失。这些事件既包括自然事件(比如地震)，也包括人为因素所引起的灾难性事件(比如爆炸和火灾)。在灾难发生时，如何对人员实施迅速、安全和有效地撤离是人们研究的热点。

高楼速降装置是针对城市较高楼层所设计的一种可以使人员从高楼迅速降落到地面的一种装置。目前的高楼速降装置大多存在两个问题：一是体积较大、结构复杂，需事先安装而且占用空间大；二是有些装置需要依靠电力工作，但是在灾害性事件发生时电力常无法保证。为顺应装置小型化和便携式的发展趋势，需要着手解高楼速降装置中的这些不足。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种便携式高楼速降逃生装置，能够将装置主体部分存放于背包中，可以实现迅速安装并实施速降，而且采用纯机械结构，不需要使用电力。

1、该逃生装置包括中心轴、外棘轮、外套筒、内摩擦片基座、绳索卷筒、止动螺母、承重绳索、制动绳索、调速绳索、内摩擦片、外摩擦片、内套筒、内棘轮、制动绳索挂钩和弹簧；

所述的外套筒为空腔圆柱体，圆柱体的一端加工有凸缘，凸缘上同轴加工有沉孔；内套筒也为空腔圆柱体，其两端加工有凸缘；内摩擦片基座为中空圆柱体，圆柱体的圆周面上沿径向延伸形成安装凸缘，安装凸缘的端面中心加工有沉孔；绳索卷筒也为中空圆柱体，圆柱体的圆周面中部沿径向延伸形成圆盘，圆柱体的两端沿径向延伸形成安装台；

安装关系：绳索卷筒固定套装在中心轴的中部，中心轴的一端由中心向端部依次套装有内摩擦片基座、内套筒、内棘轮和外棘轮，外套筒套装在内套筒外表面，且外套筒上的沉孔与内摩擦片基座上的沉孔位置相对，内摩擦片基座的安装凸缘与绳索卷筒的安装台固连，内摩擦片和外摩擦片均套装在中心轴上，且内摩擦片固定安装在内摩擦片基座的沉孔内，外摩擦片位于外套筒的沉孔内，并与内套筒一端的凸缘固连，内套筒另一端的凸缘与内棘轮的一个端面固连，内棘轮的另一个端面和外棘轮之间安装弹簧，内棘轮的圆周面与外套筒)的内表面固连，中心轴的端部安装止动螺母对外棘轮)进行限位；中心轴由中心向两端端部安装的部件关于绳索卷筒的中心对称；

绳索卷筒上缠绕速降绳索并设置有挂钩，制动绳索通过制动绳索挂钩固定在两个外棘轮的圆周面上，调速绳索通过挂钩固定在两个外套筒一端凸缘的圆周面上，承重绳索通过挂钩固定在两个外套筒另一端的圆周面上，且承重绳索、制动绳索和调速绳索中部均设置有吊钩。

2、所述的逃生装置还包括弹簧减震机构，其包括减速器中心轴、减震器外壳、减震弹簧、滑动式弹簧挡片和减震器外壳下端盖，减震弹簧套装在减速器中心轴上，并将两者整体置于减震器外壳内，减震弹簧的两端分别由滑动式弹簧挡片和减震器外壳内腔的一个端面限位，减震器外壳另一个端面安装减震器外壳下端盖；减速器中心轴与承重绳索相连。

3、所述的外棘轮的圆周面上沿周向加工一个环形卡槽，环形卡槽的横截面为T形；制动绳索挂钩通过T形滑块安装在外棘轮的环形卡槽内，并能在环形卡槽中滑动。外摩擦片与中心轴之间安装有密封毡圈。

有益效果：

(1)本发明克服了传统速降装置笨重的特点，实现了便携式，传统的速降装置需事先安装，占用空间大，本发明最大尺寸不超过600mm，所有部件可装在一个背包中，携带方便，可随时随地进行速降，不受空间的限制，正是由于其便携性，并且其造价比较低廉，结构简单，因此，该装置在高楼居民中推广使用的潜力很大。

(2)本发明采用纯机械结构，不使用电力，结构简单，摩擦片组成的两对摩擦副是本装置的核心，设摩擦片的内径为R₁、外径为R₂、绳索卷筒的半径为R、摩擦副的摩擦系数为μ，则根据力矩平衡条件可以得到

从上式可看出，半径与人体重量无关，只要摩擦片的尺寸和摩擦系数确定，即可以通过合理选择绳索滚筒半径R实现人体对绳索卷筒的力矩和摩擦力矩相平衡，从而实现匀速下降，由于采用纯机械结构，实施速降时不需要考虑电力的供应，使得速降的安全性大大增加，在火灾和地震等事件发生时，无法保证电力供应的场合依然可使用本装置实现快速有效的速降。

(3)本发明多处采用双保险，确保其安全生，如摩擦副采用了两对，速降绳索采用了两条，增加了紧急制动棘轮等，这些措施的目的是保证机构运行的可靠性，保证使用者的人身安全。

附图说明

图1是本发明便携式高楼速降装置的整体轴测图。

图2是本发明轴端花键的局部视图。

图3是本发明减震机构的整体轴测图。

其中，1-中心轴  2-外棘轮  3-外套筒  4-内摩擦片基座  5-绳索卷筒  6-止动螺母  7-承重绳索  8-制动绳索  9-调速绳索  10-内摩擦片11-外摩擦片  12-内套筒  13-内棘轮  14-制动绳索挂钩  15-弹簧  16-减震器中心轴(通过挂钩与绳索相连)  17-减震器外壳(下端与绳索相连)18-减震弹簧  19-滑动式弹簧挡片  20-减震器外壳下端盖

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1所示，本发明提供了一种便携式高楼速降逃生装置，该逃生装置为中心对称结构，其包括中心轴1、外棘轮2、外套筒3、内摩擦片基座4、绳索卷筒5、止动螺母6、承重绳索7、制动绳索8、调速绳索9、内摩擦片10、外摩擦片11、内套筒12、内棘轮13、制动绳索挂钩14和弹簧15，该装置采用组合式结构，便于装拆。中心轴1的半径d＝24mm，内摩擦片10的内径D₁＝40mm，外径D₂＝200mm，绳索卷筒5的直径D＝69mm。

外套筒3为空腔圆柱体，圆柱体的一端加工有凸缘，凸缘上同轴加工有沉孔。内套筒12也为空腔圆柱体，其两端加工有凸缘。

内摩擦片基座4为中空圆柱体，圆柱体的圆周面上沿径向延伸形成安装凸缘，安装凸缘的端面中心加工有沉孔。

绳索卷筒5也为中空圆柱体，圆柱体的圆周面中部沿径向延伸形成圆盘，圆柱体的两端沿径向延伸形成安装台。

整体安装关系：绳索卷筒5固定套装在中心轴1的中部，绳索卷筒5和中心轴1之间不产生相对转动和滑动，中心轴1的两端关于绳索卷筒5中心对称。

中心轴1的一端由中心向端部依次套装有内摩擦片基座4、内套筒12、内棘轮13和外棘轮2，外套筒3套装在内套筒12外表面，且外套筒3上的沉孔与内摩擦片基座4上的沉孔位置相对，内摩擦片基座4的安装凸缘与绳索卷筒5的安装台固连，内摩擦片10和外摩擦片11均套装在中心轴1上，且固定安装在内摩擦片基座4的沉孔内，外摩擦片11位于外套筒3的沉孔内，并与内套筒12一端的凸缘固连，外摩擦片11与中心轴1之间安装有密封毡圈，可防止润滑油与摩擦片接触。

内套筒12两端的凸缘分别与内棘轮13的一个端面和外摩擦片11固连，三者均与中心轴1采用滑动接触，既能绕中心轴转动也能产生轴向滑动，内棘轮13的另一个端面与外棘轮2之间安装弹簧15，由于其被预先压缩，因此在没有拉动制动绳索时两个棘轮是相互分开的，弹簧两端与棘轮滑动接触，不影响棘轮的相对转动，内棘轮13的圆周面与外套筒3的内表面固连，中心轴1的端部安装止动螺母6对外棘轮2进行限位，即止动螺母6可以防止外棘轮2被弹簧15推离中心轴1。

绳索卷筒5上缠绕速降绳索并设置有挂钩，制动绳索8通过制动绳索挂钩14固定在两个外棘轮2的圆周面上，拉动棘轮绳索8可将两端的棘轮压向中间，与两个固定棘轮相啮合，实现紧急制动。

调速绳索9通过挂钩固定在两个外套筒3一端凸缘的圆周面上，调速绳索9与水平方向的夹角大于60°，施加相同的力时摩擦片的压紧力较小，因此在速降过程中通过拉动这对绳索可减小对摩擦片的压紧力，实现对下降速度的控制。

承重绳索7通过挂钩固定在两个外套筒3另一端的圆周面上，两条绳索分别与水平方向呈45°夹角，然后汇交于一点，因此从交汇点向下拉动绳索时会对左右两端的摩擦片产生轴向推力，使两端的摩擦片分别与绳索卷筒上的摩擦片压紧，当两对摩擦副相对转动或相对转动趋势时便会产生摩擦力矩，摩擦力矩与人体重量对卷筒产生的力矩相平衡，以此保证人体能以恒定的速度降落，使人安全到达地面。

承重绳索7、制动绳索8和调速绳索9中部均设置有吊钩，在整个下降过程中，速降装置与人体是一起下降的，这就使得承重绳索、调速绳索和制动绳索不需要根据楼层的高度做得很长，最长只需要1m左右，人员可抓到即可。

如附图3所示，弹簧减震机构包括减速器中心轴16、减震器外壳17、减震弹簧18、滑动式弹簧挡片19和减震器外壳下端盖20，减震弹簧18套装在减速器中心轴16上，并将两者整体置于减震器外壳17内，减震弹簧18的两端分别由滑动式弹簧挡片19和减震器外壳17内腔的一个端面限位，减震器外壳17另一个端面安装减震器外壳下端盖20。

减速器中心轴16与承重绳索7相连，在承受震动时，减速器中心轴16拉动滑动式弹簧挡片19，进而压缩减震弹簧18，起到减震作用，减小速降过程中速度变化对人体产生的冲击。

上述中，外棘轮2的圆周面上沿周向加工一个环形卡槽，环形卡槽的横截面为T形；制动绳索挂钩14通过T形滑块安装在外棘轮2的环形卡槽内，T形滑块能在环形卡槽中滑动，可以保证外棘轮转动的过程中制动绳索8不被卷起。

工作过程：在实施紧急速降时，将绳索卷筒5上速降绳索的挂钩挂在室内某一个固定点上，速降人员穿戴好速降背包，将承重绳索7的吊钩挂在速降背包上即可以实施速降，此时内摩擦片10和外摩擦片11组成的摩擦副的最大摩擦力矩略大于人体对绳索卷筒5的摩擦力矩，所以要拉动调速绳索9，使一部分人体重量转移到调速绳索9上，使内摩擦片10和外摩擦片11之间的摩擦力矩等于人体对绳索卷筒5的力矩，绳索卷筒5与中心轴1一起转动则人体以恒定速度下降，通过控制对调速绳索9的拉力实现对下降速度的控制。在由于种种原因需要紧急制动时，可以拉动制动绳索8，绳索对外棘轮2的推力便克服弹簧15的弹簧力，使外棘轮2和内棘轮13相互啮合，阻止中心轴1的转动，起到制动的作用。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种便携式高楼速降逃生装置，其特征在于，该逃生装置包括中心轴(1)、外棘轮(2)、外套筒(3)、内摩擦片基座(4)、绳索卷筒(5)、止动螺母(6)、承重绳索(7)、制动绳索(8)、调速绳索(9)、内摩擦片(10)、外摩擦片(11)、内套筒(12)、内棘轮(13)、制动绳索挂钩(14)和弹簧(15)；

所述的外套筒(3)为空腔圆柱体，圆柱体的一端加工有凸缘，凸缘上同轴加工有沉孔；内套筒(12)也为空腔圆柱体，其两端加工有凸缘；内摩擦片基座(4)为中空圆柱体，圆柱体的圆周面上沿径向延伸形成安装凸缘，安装凸缘的端面中心加工有沉孔；绳索卷筒(5)也为中空圆柱体，圆柱体的圆周面中部沿径向延伸形成圆盘，圆柱体的两端沿径向延伸形成安装台；

安装关系：绳索卷筒(5)固定套装在中心轴(1)的中部，中心轴(1)的一端由中心向端部依次套装有内摩擦片基座(4)、内套筒(12)、内棘轮(13)和外棘轮(2)，外套筒(3)套装在内套筒(12)外表面，且外套筒(3)上的沉孔与内摩擦片基座(4)上的沉孔位置相对，内摩擦片基座(4)的安装凸缘与绳索卷筒(5)的安装台固连，内摩擦片(10)和外摩擦片(11)均套装在中心轴(1)上，且内摩擦片(10)固定安装在内摩擦片基座(4)的沉孔内，外摩擦片(11)位于外套筒(3)的沉孔内，并与内套筒(12)一端的凸缘固连，内套筒(12)另一端的凸缘与内棘轮(13)的一个端面固连，内棘轮(13)的另一个端面和外棘轮(2)之间安装弹簧(15)，内棘轮(13)的圆周面与外套筒(3)的内表面固连，中心轴(1)的端部安装止动螺母(6)对外棘轮(2)进行限位；中心轴(1)由中心向两端端部安装的部件关于绳索卷筒(5)的中心对称；

绳索卷筒(5)上缠绕速降绳索并设置有挂钩，制动绳索(8)通过制动绳索挂钩(14)固定在两个外棘轮(2)的圆周面上，调速绳索(9)通过挂钩固定在两个外套筒(3)一端凸缘的圆周面上，承重绳索(7)通过挂钩固定在两个外套筒(3)另一端的圆周面上，且承重绳索(7)、制动绳索(8)和调速绳索(9)中部均设置有吊钩。

2.如权利要求1所述的一种高楼速降逃生装置，其特征在于，所述的逃生装置还包括弹簧减震机构，其包括减速器中心轴(16)、减震器外壳(17)、减震弹簧(18)、滑动式弹簧挡片(19)和减震器外壳下端盖(20)，减震弹簧(18)套装在减速器中心轴(16)上，并将两者整体置于减震器外壳(17)内，减震弹簧(18)的两端分别由滑动式弹簧挡片(19)和减震器外壳(17)内腔的一个端面限位，减震器外壳(17)另一个端面安装减震器外壳下端盖(20)；减速器中心轴(16)与承重绳索(7)相连。

3.如权利要求1所述的一种高楼速降逃生装置，其特征在于，所述的外棘轮(2)的圆周面上沿周向加工一个环形卡槽，环形卡槽的横截面为T形；制动绳索挂钩(14)通过T形滑块安装在外棘轮(2)的环形卡槽内，并能在环形卡槽中滑动。

4.如权利要求1所述的一种高楼速降逃生装置，其特征在于，外摩擦片(11)与中心轴(1)之间安装有密封毡圈。

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