CN103977509B - 一种缓速降速机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于绳降式逃生或户外运动的缓速控速机构，包括壳体、主动件以及从动件，所述壳体内填充有液压油；所述主动件和从动件分别活动安装在所述壳体内；所述从动件和主动件相互接触端面的形状相互契合，所述主动件在外力作用下绕中心轴旋转，驱使所述从动件沿中心轴移动，迫使所述液压油在所述主动件与从动件之间周期性地流入与流出，从而产生阻尼消耗能量；本发明将主动件的循环运动转化为从动件的往复运动，通过从动件上的油孔产生阻尼，在使用时除固定机构外几乎不需要增加额外的如齿轮之类的传动机构，整体结构密封紧凑，不需要外部能源或其他人为控制和干涉，并且主要运动部件都在液压油中工作，几乎不需要维护保养，可靠性极高。

Description

一种缓速降速机构

技术领域

本发明涉及高层建筑逃生或户外运动装置，尤其涉及一种可用于绳降式逃生或户外运动或者应用在其他无外部能源或人为控制的条件下需要自动控速和恒速情况的缓速控速机构。

背景技术

随着城市化进程的发展，高层建筑也越来越多。高层建筑的运用在提高城市土地利用率，展现城市风貌的同时，也带来了一些安全隐患。例如，在发生火灾、地震等灾害时，处于楼房高层的人们一般不易逃生。

目前，高层建筑中极少配备逃生工具，当发生灾害时，楼房高层上的人们基本上只能通过安全通道或等待救援的方式进行逃生，在安全通道阻断或抢险救灾人员未能及时到达的情况下，就会使受困人员的生命安全受到极大的威胁；同时，随着户外运动的兴起，户外运动对缓降设备的需要和要求也越来越高，针对上述问题，人们研制了缓降器等逃生工具，但现有的缓降器具有以下几点不足：①初始状态阻尼最小，以最大速度下滑，导致逃生人员只能采用增加阻尼的方式来减缓下降速度，如操作不当或缓降器发生故障，容易造成下滑速度过快等安全隐患；②多数缓降器都需人工控制下降，而逃生人员逃生时一般都为初次操作，逃生时容易慌张，易操作失误造成逃生失败；③结构复杂，制造成本高，难以得到推广应用，并未被大众所普遍接受。

因此，需开发一种新的高楼逃生装置，使其不需要人工控制下降的情况下，也可以避免逃生人员出现高速下降的现象，同时，此种高楼逃生装置的成本也应尽可能降低，从而便于推广普及，符合各类人群的消费水平。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题提出是提供一种缓速控速机构，其结构简单紧凑，通过液压油在两个循环产生的孔内往复流动的阻尼消耗能量，实现了绳降速度的自动控制，不会出现人员高速下降的现象，避免冲击伤害，适用于高层建筑的绳降逃生或者户外运动。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种缓速控速机构，包括壳体、主动件以及从动件，所述壳体固定不动，所述主动件和从动件分别活动安装在所述壳体内，所述壳体内填充有液压油；

所述从动件以可沿中心轴移动的方式装设在所述壳体内；所述从动件周向限位安装在所述壳体内，所述从动件在主动件的作用下在所述壳体内可沿轴向自由移动并且周向限制转动；

所述主动件以可沿中心轴旋转的方式装设在所述壳体内；所述主动件轴向限位安装在所述壳体内，所述主动件在所述壳体内可自由旋转并轴向限制位移；

所述从动件上开设有至少一个供所述液压油通过的油孔；

所述从动件和主动件相互接触端面的形状相互契合，所述从动件和主动件相对转动时能够产生空腔，即所述从动件或者主动件的厚度不一样，并且所述从动件上厚度最大的区域与所述主动件厚度最小的区域相对应契合，以此类推，所述从动件与主动件相互契合；

由于所述从动件被壳体限制只能沿着壳体的轴向移动而不能转动，当主动件在外力作用下开始转动时，所述主动件厚度最大点往所述从动件厚度最大点转动，在这过程中，所述主动件和从动件之间形成一个体积逐渐增大的空腔，直至所述主动件厚度最大点与所述从动件厚度最大点重合，此时，所述空腔的体积达到最大；

当所述主动件厚度最大点转过所述从动件厚度最大点后，所述主动件和从动件开始逐渐契合，同时所述主动件和从动件之间空腔的体积逐渐减小，直至所述主动件和从动件重新契合，此时，所述空腔消失；

随着主动件的不断旋转，所述空腔周期性地产生和消失，即所述主动件在外力作用下旋转，使所述从动件周期性的远离和靠近所述主动件，进而在所述主动件和从动件之间产生体积周期性变化的空腔，迫使所述液压油随着所述空腔的产生与消失通过开设在所述从动件上的油孔在所述主动件与从动件之间周期性地流入与流出，从而产生阻尼消耗能量；由于使用者的体重是一定的，在下降过程中缓速控速机构承受的外力是不变，使用者的下降速度会在缓速控速机构的作用下而逐渐变慢，实现缓速控速的目的。

本发明还提供一种适用于高层建筑绳降式逃生或户外运动缓速控速机构，包括壳体、主动件、从动件以及复位弹簧；

所述壳体包括一端开口的筒体以及端盖，所述端盖设置在所述筒体的开口端，所述壳体内部填充有液压油；

所述复位弹簧、从动件和主动件依次安装在所述壳体内；

所述主动件相对于壳体轴向固定，所述从动件相对于壳体周向固定；即所述主动件只可以在所述壳体内围绕所述壳体的轴线旋转，所述从动件只可以在所述壳体内沿着所述壳体的轴线移动。

所述复位弹簧一端固定在所述壳体上，所述复位弹簧另一端连接在所述从动件上。

所述从动件和主动件相互接触端面的形状为相互契合凹凸面；当所述主动件和从动件相互契合时，所述主动件的凸起最高点对应所述从动件的凹位最低点，所述主动件的凹位最低点对应所述从动件的凸起最高点。

当所述主动件的凸起最高点从所述从动件的凹位最低点向所述从动件的凸起最高点转动的过程中，所述主动件和从动件之间产生一个随着所述从动件和主动件相互转动而体积逐渐增大空腔。

当所述主动件的凸起最高点转动至所述从动件的凸起最高点时，所述空腔的体积达到最大。

当所述主动件的凸起最高点从所述从动件的凸起最高点向所述从动件的凹位最低点转动的过程中，所述主动件和从动件之间的空腔的体积随着所述从动件和主动件相互转动而减小。

当所述主动件的凸起最高点重新转动至所述从动件的凹位最低点时，所述主动件和从动件重新契合在一起；

即在所述从动件和主动件持续相对转动的过程中，所述从动件和主动件之间的空腔能够周期性的产生和消失。

所述从动件和主动件相互接触端面的由两个对称的半圆形斜面组成，所述斜面的厚度从直边向半圆弧中点递增，所述从动件另一侧端面为平面。

所述从动件另一端面设置有安装复位弹簧的圆柱形凸缘。

所述从动件上开设有一个或多个供所述液压油通过的油孔。

所述主动件另一端面设置有用于联接绳轮的连接器，所述端盖上开设有用于穿过所述连接器的通孔。

在本发明中，所述从动件上对称设置有限位槽，所述壳体弧形内壁上设置有与所述限位槽相对应的长条状导向块，所述限位槽卡在导向块上，约束所述从动件在所述壳体中的转动，所述从动件在导向块的导向作用下沿着中轴线移动，并且所述导向块对主动件的轴向串动具有的限制作用。

在本发明中，所述复位弹簧始终处于压缩状态，保证主动件和从动件始终处于相互接触的状态，并使得从动件能够及时回位。

上述缓速控速机构的工作原理如下：由于所述主动件和从动件相互接触端面的形状相互契合，所述主动件在外力作用下开始转动时，所述从动件会被所述主动件施加一个向内的推力使得所述从动件沿所述壳体轴向向内平移同时压缩所述复位弹簧，从而在在所述主动件和从动件之间逐渐形成一个空腔，液压油被压缩通过油孔进入到空腔内，同时吸收消耗部分能量，迟滞下降速度，起到缓降的效果；当所述从动件轴向平移至所述主动件和从动件的形状产生的极限位置时，所述主动件继续转动，并失去对所述从动件向内的推力，所述从动件在被压缩的复位弹簧产生的向外的弹力作用下往外轴向移动，直至回到初始位置，即所述主动件和从动件重新相互契合，液压油被压缩通过油孔回到所述复位弹簧一侧，同时吸收消耗部分能量，迟滞下降速度，起到缓降的效果；并随着主动件的继续转动而循环往复；上述缓速控速机构将所述主动件的循环转动转化成所述从动件在液压油中的往复平移产生阻尼。

本发明还提供另一种用于高层建筑绳降式逃生或户外运动的缓速控速机构，包括壳体、主动件、从动件；

所述壳体包括两端开口的筒体以及两个端盖，所述端盖设置在所述筒体的开口端，所述壳体内部填充有液压油；

所述从动件和主动件按照主动件、从动件、主动件的次序依次安装在所述壳体内；

所述从动件和主动件相互接触端面的形状相互契合，即所述从动件两个端面分别与一个所述主动件相互契合，所述从动件两端面的契合面之间相互错开，即所述从动件一侧契合面处于初始位置时，所述从动件另一侧契合面处于极限位置，使得所述从动件和主动件相对转动时，所述从动件两侧能够产生交替空腔，并且能够避免阻尼器发生串动。

所述主动件在外力的作用下在壳体内可自由转动但不可沿壳体轴向移动，所述从动件在主动件的作用下在壳体内可沿轴向自由移动但不可转动。

所述从动件上开设有一个或多个供所述液压油通过的油孔。

所述从动件两侧端面由两个对称的半圆形斜面组成，所述斜面的厚度从直边向半圆弧中点递增。

所述主动件另一端面设置用于联接绳轮的连接器，所述端盖上开设有用于穿过所述连接器的通孔。

在本发明中，所述从动件上对称设置有限位槽，所述壳体弧形内壁上设置有与所述限位槽相对应的长条状导向块，所述限位槽卡合在导向块上，约束所述从动件在所述壳体中的转动，所述从动件在导向块的导向作用下沿着中轴线移动，并且所述导向块对主动件的轴向串动具有的限制作用。

由于从动件两端面与主动件之间的契合面之间相互错开，当两侧主动件在外力作用下开始同步转动时，所述从动件会被其中一侧的主动件施以一个向另一侧的推力，并使得从动件向另一侧平移，当从动件平移到另一侧并到达由主动件和从动件的形状产生的极限位置时，一开始产生推力的主动件失去了多从动件的推力，而开始由另一侧的主动件对从动件施以与一开始相反的推力，令从动件平移至初始位置，并随着主动件的继续转动而循环往复，液压油在从动件两侧往复流动，吸收消耗能量。

本发明将主动件简单的循环运动转化为从动件的往复运动，并由从动件在液压油中的往复平移，通过从动件上的油孔产生阻尼，在使用时除固定机构外几乎不需要增加额外的如齿轮之类的传动机构，整体结构密封紧凑，并且主要运动部件都在液压油中工作，几乎不需要维护保养，可靠性极高。

附图说明

图1为本发明一实施例中的部件分解立体示意图；

图2为本发明一实施例中的筒体的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的从动件的结构示意图一；

图4为本发明一实施例中的从动件的结构示意图二；

图5为本发明一实施例中的主动件和从动件的初始位置示意图；

图6为本发明一实施例中的主动件和从动件的极限位置示意图；

图7为本发明一实施例中的缓速控速机构的安装结构示意图一；

图8为本发明一实施例中的缓速控速机构的安装结构示意图二；

图9为本发明另一实施例中的部件分解立体示意图；

图10为本发明另一实施例中的筒体的结构示意图；

图11为本发明另一实施例中的主动件和从动件的初始位置示意图；

图12为为本发明另一实施例中的主动件和从动件的极限位置示意图；

图13为本发明另一实施例中的缓速控速机构的安装结构示意图一；

图14为本发明另一实施例中的缓速控速机构的安装结构示意图二。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

参照图1，一种用于绳降式逃生或户外运动的缓速控速机构，包括固定不动的壳体、主动件14、从动件13以及复位弹簧12；

壳体包括一端开口的筒体11以及端盖(图中未示)，端盖设置在筒体11的开口端，壳体内部填充有液压油；复位弹簧12、从动件13和主动件14依次安装在壳体内，

参照图4从动件13上开设有对称开设有四个供液压油通过的油孔133，当然，在其它实施例中，油孔133的数量和孔径可以根据具体应用作适应性的调整为对称布置的两个、六个或者更多。

参照图5、图6，从动件13和主动件14相互接触端面的形状相互契合，参照图3，从动件13和主动件14相互接触端面的由两个对称的半圆形斜面组成，斜面的厚度从直边向半圆弧中点递增，参照图4，从动件13上对称设置有限位槽132，参照图2，筒11的弧形内壁上设置有与限位槽132相对应的长条状导向块111，约束从动件13在壳体中的转动，并且导向块111对主动件14的轴向串动具有限制作用，使得主动件14在外力的作用下在壳体内可自由转动但不可沿壳体轴向移动，从动件13在主动件14的作用下在壳体内可沿轴向自由移动但不可转动，使得从动件13和主动件14相对转动时能够产生空腔16，液压油能够从从动件13的一侧进入另外一侧。

参照图1和图3，复位弹簧12一端固定在筒体11底部中心位置上，复位弹簧12另一端连接在从动件13的圆柱形凸缘131上。

参照图1，主动件14另一端面设置有用于联接绳轮15的连接器(图中未示)，端盖上开设有用于穿过连接器的通孔，在连接器与通孔之间设有防泄漏装置，防止内部的液压油发生泄漏。

参照图7和图8所示，优选的，用于绳降式逃生或户外运动的缓速控速机构通过螺栓等连接件固设在墙体17上，壳体上均匀布设有三个固定座18，螺栓穿过固定座18将缓速控速机构的壳体固定在墙体上，救生绳缠绕在绳轮15上，使用时，救生绳的一端固定在使用者身上，使用者在下降过程中，主动件14在使用者的重力作用下开始旋转，由于主动件14和从动件13相互接触端面的形状相互契合，主动件14在使用者的重力作用下开始转动时，从动件13会被主动件14施加一个向内的推力使得从动件13沿壳体轴向向内平移同时压缩复位弹簧12，从而在在主动件14和从动件13之间逐渐形成一个空腔16，液压油被压缩通过油孔133进入到空腔16内，同时吸收消耗部分能量，迟滞下降速度，起到缓降的效果；

当从动件13轴向平移至主动件14和从动件13的形状产生的极限位置时，主动件14继续转动，并失去对从动件13向内的推力，从动件13在被压缩的复位弹簧12产生的向外的弹力作用下往外轴向移动，直至回到初始位置，即主动件14和从动件13重新相互契合，液压油被压缩通过油孔133回到复位弹簧12一侧，产生阻尼吸收消耗部分能量，迟滞下降速度，起到缓降的效果；并随着主动件14的继续转动而循环往复。

上述缓速控速机构将主动件14的循环转动转化成从动件13在液压油中的往复平移产生的阻尼，进而对使用者的下降产生阻力，从而减小使用者下降的速度并最终以接近匀速地状态下降。

优选的，参照图9，本实施例提供另一种用于绳降式逃生或户外运动的缓速控速机构，包括壳体、主动件21、从动件23、主动件24；

壳体包括两端开口的筒体22以及两个端盖(图中未示)，端盖设置在筒体的开口端，壳体内部填充有液压油；从动件23上开设有一个或多个供液压油通过的油孔231；从动件23和主动件按照主动件21、从动件23、主动件24的次序依次安装在壳体内；

从动件23上对称设置有限位槽232，筒体22弧形内壁上设置有与限位槽232相对应的长条状导向块221，约束从动件23在壳体中的转动，并且导向块221对主动件21和主动件24的轴向串动具有限制作用，使得主动件21和主动件24在外力的作用下在壳体内可自由转动但不可沿壳体轴向移动，从动件23在主动件21和主动件24的作用下在壳体内可沿轴向自由移动但不可转动。

参照图11和图12，从动件23两侧端面由两个对称的半圆形斜面组成，斜面的厚度从直边向半圆弧中点递增；从动件23和主动件21和主动件24相互接触端面的形状相互契合，即从动件23的两个端面分别与主动件21、主动件24相互契合，从动件23两端面的契合面之间相互错开90°的角度，即从动件23一侧契合面处于初始位置时，从动件23另一侧契合面处于极限位置，使得从动件23与主动件21及主动件24相对转动时，从动件23两侧能够产生交替空腔25，并且能够避免缓降控速机构发生串动。

参照图13，主动件21和主动件24的外端面对称设置有用于联接绳轮27的连接器(图中未示)，端盖上开设有用于穿过连接器的通孔；在连接器与通孔之间设有防泄漏装置，防止内部的液压油发生泄漏。

参照图13和图14，用于绳降式逃生或户外运动的缓速控速机构通过悬挂支架28固定安装在墙体26上，缓速控速机构的壳体上对称设置有两个固定座，悬挂支架28通过固定座将缓速控速机构悬挂固定在墙体26上，救生绳缠绕在绳轮27上，使用时，救生绳的一端固定在使用者身上，在使用者下降逃生的过程中，主动件在使用者的重力作用下转动，由于从动件23两端面与主动件21和主动件24之间的契合面之间相互错开了90°的角度，参照图12，当两侧主动件21和主动件24在使用者重力作用下开始同步转动时，从动件23会被其中一侧的主动件21施以一个向另一侧的推力，并使得从动件23向主动件24一侧平移并产生空腔25，液压油通过油孔231逐渐流入空腔25中。

参照图11和图12，当从动件23平移到另一侧并到达由主动件21和从动件23的形状产生的极限位置时，一开始产生推力的主动件21失去了对从动件23的推力，而开始由另一侧的主动件24对从动件23施以与一开始相反的推力，令从动件23平移至初始位置，并随着主动件的继续转动而循环往复，液压油在从动件23两侧往复流动，吸收消耗能量，进而对使用者的下降产生阻力，从而减小使用者下降的速度并最终以接近匀速地状态下降。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种缓速控速机构，其特征在于：包括壳体、复位弹簧、主动件以及从动件，所述壳体内填充有液压油；所述主动件和从动件分别活动安装在所述壳体内；

所述从动件以可沿中心轴移动的方式装设在所述壳体内；

所述主动件以可沿中心轴旋转的方式装设在所述壳体内；

所述从动件上开设有一个或多个供所述液压油通过的油孔；

所述从动件和主动件相互接触端面的形状相互契合，所述主动件在外力作用下绕中心轴旋转，驱使所述从动件沿中心轴移动，迫使所述液压油通过所述油孔在所述主动件与从动件之间周期性地流入与流出；

所述复位弹簧、从动件和主动件依次安装在所述壳体内；

所述复位弹簧一端固定在所述壳体上，所述复位弹簧另一端连接在所述从动件上；

其中，所述从动件一侧端面由两个对称半圆形斜面组成。

2.如权利要求1所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述壳体包括一端开口的筒体，所述主动件设置在所述筒体的开口端。

3.如权利要求2所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述主动件上设置有用于联接绳轮的连接器。

4.如权利要求1所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述从动件上对称设置有限位槽，所述壳体弧形内壁上凸设有与所述限位槽相对应的长条状导向块。

5.如权利要求1所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述缓速控速机构包括两个主动件；

所述从动件和主动件按照主动件、从动件、主动件的次序依次安装在所述壳体内；

所述从动件与主动件之间相互接触的端面形状相互契合，所述从动件两个端面分别与一个所述主动件相互契合，所述从动件两端面的契合面之间相互错开。

6.如权利要求5所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述从动件上对称设置有限位槽，所述壳体弧形内壁上设置有与所述限位槽相对应的长条状导向块。

7.如权利要求5所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述从动件两端面均由两个半圆形斜面组成，并且所述斜面位置相互错开。

8.如权利要求5所述的一种缓速控速机构，其特征在于：所述从动件两端面的契合面之间相互错开的角度为90°。