CN107261349A - 一种用于缓降器的自锁控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于缓降器的自锁控制装置，主要构成有：弹簧自锁装置、摩擦块、固定挡板、刹把。在使用时，手握刹把，可以缓慢减小摩擦力，直至制动轮开始旋转，可根据握力大小控制加减速，并可随时停在任一高度，操作方便，安全可控。

Description

一种用于缓降器的自锁控制装置

技术领域

本发明属于缓降器自锁控制技术领域，具体涉及一种用于缓降器的自锁控制装置。

背景技术

随着经济社会的发展，高层建筑越来越多，各种致灾因素不断增加，一旦发生火灾等事故，即使有完善的消防设施和安全通道，也常会因为日常维保不善，导致人员伤亡，然而现实中的逃生用的高空缓降器大都是被动控制下降速度，在初始下降和下降过程中，使用者需要很大的勇气，多少还会有一些恐惧，尤其是心理和身体不太好的使用者，会产生很大的思想压力。另外，现实中消防高空救援仍以绳索固定，屋顶或窗口缓慢下放，需要同伴的协作被动控制下降高度和速度。

发明内容

本发明的目的就是设计一种用于缓降器的自锁控制装置，操作简单，使用方便，可以实现制动轮从零加速，由使用者操控，根据具体情况实时控制下降速度和高度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于缓降器的自锁控制装置，采取双弹簧的设计，使摩擦块与缓降器制动轮的实时贴合，通过圆盘手柄设定初始自锁弹力，通过刹把手柄控制钢绳和活塞的运动，进而控制弹簧一和弹簧二的弹力大小，改变作用于摩擦块的压力，进而改变摩擦块与制动轮之间的摩擦力，从而实现控制制动轮加减速的功能；当松开刹把手柄时，弹簧一和弹簧二将恢复初始状态，从而实现对制动轮的自锁；实现对缓降器自锁和加减速的控制。

优选的，所述自锁控制装置的自锁控制原理为：静摩擦力Fs=N*µs，而µs相对是固定值，给摩擦块施加足够的压力，使静摩擦力Fs产生的扭矩大于制动轮产生的扭矩，就能实现对制动轮的自锁功能；当握下刹把手柄时，摩擦块与制动轮的压力变小，两者之间的摩擦力产生的扭矩小于制动轮产生的扭矩时，制动轮开始做旋转运动，此时摩擦块与制动轮之间由静摩擦转为动摩擦，动摩擦力Fk= N*µk, µk也是相对固定值，当下降过程中，可以通过控制刹把手柄握力，改变动摩擦力的大小，进而控制下降的加速和减速。

优选的，所述双弹簧包括自锁部分，通过双弹簧设计，使摩擦块始终与制动轮接触，通过刹把手柄改变弹簧受力，控制摩擦力大小，此过程摩擦块与制动轮接触面积和角度始终不变，摩擦因数大小相对固定，实现对制动轮的控制。

优选的，所述双弹簧的自锁部分包括：用于弹簧运动导向的空心圆柱筒，与摩擦块之间留有缝隙，摩擦块的压力只来自弹簧二，调节圆盘，利用手柄改变圆盘在空心圆柱筒中的进深，从而设定弹簧一和弹簧二的初始弹力，活塞在空心圆柱筒内上下自由移动，并与钢针固定连接。

优选的，通过所述的刹把手柄控制钢绳的运动，带动钢针和活塞做上下运动，从而改变弹簧一和弹簧二的形变，进而改变作用于摩擦块的压力。

优选的，其特征在于，所述弹簧一和弹簧二为规格类型完全一致的弹簧，通过活塞改变彼此的受力大小，弹簧二始终有压力作用于摩擦块，避免出现压力为零失速现象；弹簧二减小的弹力始终等于弹簧一增加的弹力，当松开刹把手柄时，弹簧一和弹簧二即可恢复初始状态，恢复对摩擦块的初始压力，进而实现对制动轮的自锁。

优选的，所述空心圆柱筒与制动轮保持相对固定位置，通过支撑臂将空心圆柱筒固定于制动轮两边的挡板上。

本发明的技术效果和优点：本发明操作简单，使用方便，可以实现制动轮从零加速，由使用者操控，根据具体情况实时控制下降速度和高度；本发明通过双弹簧设计，采用完全相同的两个弹簧，设定好初始弹力，通过控制弹簧之间的活塞运动，巧妙实现摩擦块和制动轮的实时接触，而且不会改变摩擦块和制动轮的接触面积和角度，最大限度地保证摩擦因数的稳定，还可避免因操作不当引起摩擦块与制动轮非接触，导致摩擦力为零，造成失速或自由落体运动。

附图说明

附图说明：

图1是本发明所述一种用于缓降器的自锁控制装置的结构示意图；

图2是本发明所述一种用于缓降器的自锁控制装置的侧视图；

图3是本发明所述一种用于缓降器的自锁控制装置的局部放大图。

图中：1-刹把手柄、2-刹把固定杆、3-钢绳、4-圆盘手柄、5-调节圆盘、6-空心圆柱筒、7-钢针、8-弹簧一、9-弹簧二、10-活塞、11-摩擦块、12-挡板、13-制动轮、14-支撑臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-3所示的用于缓降器的自锁控制装置，采取双弹簧的设计，使摩擦块11与缓降器制动轮13的实时贴合，通过圆盘手柄4设定初始自锁弹力，通过刹把手柄1控制钢绳3和活塞10的运动，进而控制弹簧一8和弹簧二9的弹力大小，改变作用于摩擦块11的压力，进而改变摩擦块11与制动轮13之间的摩擦力，从而实现控制制动轮13加减速的功能；当松开刹把手柄1时，弹簧一8和弹簧二9将恢复初始状态，从而实现对制动轮13的自锁；实现对缓降器自锁和加减速的控制。

所述自锁控制装置的自锁控制原理为：静摩擦力Fs=N*µs，而µs相对是固定值，给摩擦块11施加足够的压力，使静摩擦力Fs产生的扭矩大于制动轮13产生的扭矩，就能实现对制动轮13的自锁功能；当握下刹把手柄1时，摩擦块11与制动轮13的压力变小，两者之间的摩擦力产生的扭矩小于制动轮13产生的扭矩时，制动轮13开始做旋转运动，此时摩擦块11与制动轮13之间由静摩擦转为动摩擦，动摩擦力Fk= N*µk, µk也是相对固定值，当下降过程中，可以通过控制刹把手柄1握力，改变动摩擦力的大小，进而控制下降的加速和减速。

所述双弹簧包括自锁部分，通过双弹簧设计，使摩擦块11始终与制动轮13接触，通过刹把手柄1改变弹簧受力，控制摩擦力大小，此过程摩擦块11与制动轮13接触面积和角度始终不变，摩擦因数大小相对固定，实现对制动轮13的控制。

所述双弹簧的自锁部分包括：用于弹簧运动导向的空心圆柱筒6，与摩擦块11之间留有缝隙，摩擦块11的压力只来自弹簧二9，调节圆盘5，利用手柄4改变圆盘5在空心圆柱筒6中的进深，从而设定弹簧一8和弹簧二9的初始弹力，活塞10在空心圆柱筒6内上下自由移动，并与钢针7固定连接；通过所述的刹把手柄1控制钢绳3的运动，带动钢针7和活塞10做上下运动，从而改变弹簧一8和弹簧二9的形变，进而改变作用于摩擦块11的压力；所述空心圆柱筒6与制动轮13保持相对固定位置，通过支撑臂14将空心圆柱筒6固定于制动轮两边的挡板12上

所述弹簧一8和弹簧二9为规格类型完全一致的弹簧，通过活塞10改变彼此的受力大小，弹簧二9始终有压力作用于摩擦块11，避免出现压力为零失速现象；弹簧二9减小的弹力始终等于弹簧一8增加的弹力，当松开刹把手柄1时，弹簧一8和弹簧二9即可恢复初始状态，恢复对摩擦块11的初始压力，进而实现对制动轮13的自锁。

本发明通过双弹簧设计，通过刹把控制弹簧弹力改变，一个弹簧减小的弹力始终等于另一个弹簧增加的弹力，松开刹把时，两弹簧即可恢复初始设定状态，进而实现对制动轮的自锁功能。另外可以相对精确地计算弹簧弹力大小，推算出摩擦阻力范围，刹把握力范围等数据，通过刹把控制摩擦块与制动轮之间的摩擦力，进而实现加减速控制的目的。且摩擦块材料可以使用汽车常用刹车片材料，符合长距离摩擦性能稳定、耐磨损的特性。

本发明缓降控制装置需要与被控制的制动轮位置相对固定，包括用于弹簧运动导向的空心圆柱筒和刹把固定杆。

本发明缓降控制类似于汽车陡坡缓降，通过刹把控制起步和加减速，使用者可以在一定的时间内，在相对安全的速度下，从高空降落或停留在某一高度作业。

实施例1

以一个m=80Kg的使用者为例，假设缓降器绳索距圆轴中心r1=0.2 m，制动轮半径为r2=0.1 m, 静摩擦因数µs=0.4，动摩擦因数µk=0.35，齿轮减速比为5:1，则使用者重力G=m*g=80*9.8=784N，产生的扭矩为T1=G*r1=784*0.2=157Nm。

通过2个5:1减速齿轮变速后，在制动轮上所需的扭矩为T2=T1/25=6 Nm，所需的静摩擦力为：Fs= T2/0.1=60N，所需摩擦块的压力 Ns= Fk/µs=150 N。当弹簧弹力大于150N时，即可实现自锁。当弹簧弹力小于150N时，制动轮开始运动。

制动轮运动后，所需保持匀速运动的动摩擦力Fk=Fs=60N，所需弹簧压力 Nk= Fk/µk=172 N。既作用于摩擦块上的弹簧弹力大于172N，即可实现锁止或减速，当弹簧弹力小于172N时，可实现运动或加速。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于：采取双弹簧的设计，使摩擦块（11）与缓降器制动轮（13）的实时贴合，通过圆盘手柄（4）设定初始自锁弹力，通过刹把手柄（1）控制钢绳（3）和活塞（10）的运动，进而控制弹簧一（8）和弹簧二（9）的弹力大小，改变作用于摩擦块（11）的压力，进而改变摩擦块（11）与制动轮（13）之间的摩擦力，从而实现控制制动轮（13）加减速的功能；当松开刹把手柄（1）时，弹簧一（8）和弹簧二（9）将恢复初始状态，从而实现对制动轮（13）的自锁；实现对缓降器自锁和加减速的控制。

2.如权利要求1所述的一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于，所述自锁控制装置的自锁控制原理为：静摩擦力Fs=N*µs，而µs相对是固定值，给摩擦块（11）施加足够的压力，使静摩擦力Fs产生的扭矩大于制动轮（13）产生的扭矩，就能实现对制动轮（13）的自锁功能；当握下刹把手柄（1）时，摩擦块（11）与制动轮（13）的压力变小，两者之间的摩擦力产生的扭矩小于制动轮（13）产生的扭矩时，制动轮（13）开始做旋转运动，此时摩擦块（11）与制动轮（13）之间由静摩擦转为动摩擦，动摩擦力Fk= N*µk, µk也是相对固定值，当下降过程中，可以通过控制刹把手柄（1）握力，改变动摩擦力的大小，进而控制下降的加速和减速。

3.如权利要求1所述的一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于，所述双弹簧包括自锁部分，通过双弹簧设计，使摩擦块（11）始终与制动轮（13）接触，通过刹把手柄（1）改变弹簧受力，控制摩擦力大小，此过程摩擦块（11）与制动轮（13）接触面积和角度始终不变，摩擦因数大小相对固定，实现对制动轮（13）的控制。

4.如权利要求3所述的一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于，所述双弹簧的自锁部分包括：用于弹簧运动导向的空心圆柱筒（6），与摩擦块（11）之间留有缝隙，摩擦块（11）的压力只来自弹簧二（9），调节圆盘（5），利用手柄（4）改变圆盘（5）在空心圆柱筒（6）中的进深，从而设定弹簧一（8）和弹簧二（9）的初始弹力，活塞（10）在空心圆柱筒（6）内上下自由移动，并与钢针（7）固定连接。

5.如权利要求4所述的一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于，通过所述的刹把手柄（1）控制钢绳（3）的运动，带动钢针（7）和活塞（10）做上下运动，从而改变弹簧一（8）和弹簧二（9）的形变，进而改变作用于摩擦块（11）的压力。

6.如权利要求5所述的一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于，所述弹簧一（8）和弹簧二（9）为规格类型完全一致的弹簧，通过活塞（10）改变彼此的受力大小，弹簧二（9）始终有压力作用于摩擦块（11），避免出现压力为零失速现象；弹簧二（9）减小的弹力始终等于弹簧一（8）增加的弹力，当松开刹把手柄（1）时，弹簧一（8）和弹簧二（9）即可恢复初始状态，恢复对摩擦块（11）的初始压力，进而实现对制动轮（13）的自锁。

7.如权利要求4所述的一种用于缓降器的自锁控制装置，其特征在于，所述空心圆柱筒（6）与制动轮（13）保持相对固定位置，通过支撑臂（14）将空心圆柱筒（6）固定于制动轮两边的挡板（12）上。