CN108478945B - 高空逃生缓降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高空逃生缓降装置，包括机箱、承载单元、旋转阻尼器、收拢机构，承载单元设置于机箱内，承载单元包括两个平行间隔设置的齿轮、齿轮皮带、绳索；绳索缠绕于齿轮皮带外表面，其一端与齿轮皮带表面固定连接、另一端与安全带连接；旋转阻尼器、收拢机构分别通过锥齿轮传动件与齿轮的转轴连接，旋转阻尼器与锥齿轮传动件之间设有棘轮机构；齿轮正转时，旋转阻尼器为齿轮转动提供阻力，限定齿轮的转速；齿轮反转时，棘轮机构将齿轮与旋转阻尼器断开旋转连接。通过将绳索、旋转阻尼器、收拢机构等集成在机箱内，实现模块化结构，可自由组合安装，灵活性高；可以与建筑物集成隐蔽安装，不影响空间美观，具有突出的使用便捷性。

Description

高空逃生缓降装置

技术领域

本发明涉及高空逃生设备技术领域，尤其涉及一种用于高空的逃生缓降装置。

背景技术

高空降落装置形式多样，有缓降器、滑降管道、降落伞、滑翔器等，其中除了缓降器，其它降落装置或由于安装条件要求高，或操作复杂以及安全风险大等原因，基本处于试验阶段，尚无大量推广。目前比较通用的还是高空缓降器，尤其是市场占有率较高的固定式绕线盘缓降器。现有的固定式绕线盘缓降器一般需在墙上高处安装金属基座作为吊挂锚点，影响美观；而有些玻璃结构或材质疏松墙体如采用内保温墙体等，不适宜安装锚点；并且，由于主体呈圆盘或圆筒状，体积较大，不适于同现有建筑及构筑物结合安装，若长期吊挂安装于房间内，则视觉突兀，影响美观，通常采用保管箱的方式单独存放，存放不便；使用时需从存放处取出保管箱，然后打开保管箱，取出缓降器，取用麻烦；使用时先要找到绳索挂钩，然后挂到预装在高处墙上的金属锚点上，人员再取出安全带，穿戴好后打开窗户爬出下降。对于往复式绕线盘缓降器，还要找到绳子另一端并将之整个丢出窗外，且须确认整根绳索没有打结才可使用；而缓降器通常都是在出现危急情况时使用，取用、装配以及确认等步骤繁琐，导致延误逃生时机；同时待撤离人员基本为非专业人员，不了解操作步骤，即使了解，由于逃生时心理高度紧张，动作容易变形，难免不忙中出错，比如绳索打结缠绕、忘记丢出绳索、挂不上挂钩等。

另外，由于挂钩锚点安装在室内，且无挑出支撑，故绳索受重力下拉后与窗台等建筑物接触，在使用中反复摩擦，可能会损坏绳索，造成危险，使用寿命缩短，增加维护成本，也可能损坏建筑物，造成损失；使用后，绳索可能受到建筑物磨损，需要更换。

对于往复式的绕线盘缓降器，在使用过程中，上升段绳索与建筑物等物体缠绕，导致缓降器无法正常工作，使用人员无法下降；或是两段绳索容易在使用中发生纠缠，容易对使用缓降器下降的人员产生干扰，造成危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种高空逃生缓降装置，以解决现有技术中缓降器存在安装、使用不便，安全性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的一种高空逃生缓降装置，包括机箱、承载单元、旋转阻尼器、收拢机构，所述承载单元设置于所述机箱内，所述承载单元包括至少两个平行间隔设置于所述机箱上的齿轮、与所述齿轮啮合连接的齿轮皮带、绳索，所述绳索缠绕于所述齿轮皮带外表面，所述绳索一端与齿轮皮带表面固定连接、另一端与安全带连接；

所述旋转阻尼器、所述收拢机构分别通过锥齿轮传动件与所述齿轮的转轴连接，所述旋转阻尼器与锥齿轮传动件之间设有棘轮机构；

所述棘轮机构用于在所述齿轮正转时，将所述锥齿轮传动件与所述旋转阻尼器旋转连接；或用于在齿轮反转时，将所述锥齿轮传动件与所述旋转阻尼器断开旋转连接；

所述旋转阻尼器用于在所述绳索受力松开带动齿轮正转时，为齿轮转动提供阻力，限定所述齿轮的转速；

所述收拢机构用于在所述绳索处于伸张状态且未受力时，驱使所述齿轮反转。

进一步改进在于，所述机箱内包括两个相互串联、且并列衔接的所述承载单元。

进一步改进在于，所述机箱内包括四组首尾相衔接的所述承载单元，以围成一矩形框结构。

进一步改进在于，所述棘轮机构包括棘轮座、棘轮套、棘爪座、棘爪，所述棘轮座与所述旋转阻尼器连接，所述棘轮套设置于所述棘轮座内、并套设于所述旋转阻尼器的旋转轴上，棘轮套与所述旋转阻尼器的旋转轴键连接；所述棘爪座设置于棘轮套的棘轮腔内、并套设于所述旋转阻尼器的旋转轴上，所述棘轮座与所述旋转阻尼器的旋转轴键连接；所述棘爪设置于所述棘爪座上，与所述棘轮套的棘齿相配合。

进一步改进在于，所述旋转阻尼器通过法兰设置于所述机箱内的机架上，所述机架位于两相邻的齿轮之间的齿轮皮带内、且与所述机箱内壁连接；所述旋转阻尼器的旋转轴与所述锥齿轮传动件连接。

进一步改进在于，所述收拢机构为发条回弹齿轮箱，所述发条回弹齿轮箱的齿轮与所述锥齿轮传动件的锥齿轮连接，所述锥齿轮传动件的锥齿轮轴通过锥齿轮与所述齿轮的转轴连接。

进一步改进在于，所述齿轮皮带的外表面成型有盘旋导槽，所述盘旋导槽用于将所述绳索依次紧邻盘绕于所述齿轮皮带上。

进一步改进在于，还包括承载吊杆，所述承载吊杆一端与所述机箱端部通过转轴铰接，所述承载吊杆可绕转轴转动而相对于所述机箱旋转90°或180°，从而相对于所述机箱撑开或收拢，所述承载吊杆另一端设有滑轮与所述绳索相配合连接。

进一步改进在于，还包括排线机构，所述排线机构包括排线支架、丝杠、导杆、绕绳轮、变向定滑轮，所述丝杠、导杆的轴线与所述齿轮的轴线相互平行的设置于所述机箱上，所述排线支架下端通过螺母与所述丝杠配合连接，所述排线支架上端套设于所述导杆上，所述绕绳轮通过轴承套设于所述导杆上、且与所述排线支架上端连接，所述丝杠的两端通过轴承与所述机箱连接，所述丝杠一端设有槽轮或传动齿轮，所述丝杠通过槽轮或传动齿轮与所述齿轮传动连接，所述齿轮的转轴与所述槽轮或所述传动齿轮之间通过减速机构传动连接；所述变向定滑轮通过轴承水平设置于所述排线支架的前端，所述绳索从所述绕绳轮下方、并经所述变向定滑轮与末端定滑轮衔接。

进一步改进在于，所述减速机构为多级行星齿轮减速机构或多级皮带轮减速机构。

进一步改进在于，每个所述齿轮的转轴上连接有一个或两个所述旋转阻尼器和所述收拢机构。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

本发明的高空逃生缓降装置通过将绳索、旋转阻尼器、收拢机构集成在机箱内，实现模块化结构，可自由组合，灵活性高，内置钢丝绳本身在一定长度内可调，对于不同降落高度或不同结构的建构筑物，可选择不同安装角度，并可串联、混联安装，还可以与建筑物或构筑物结合或与其它建筑构件集成隐蔽安装，不影响空间美观，具有突出的使用便捷性，无需烦琐的操作步骤即可轻松使用；本装置为机械传动机构，无需电力启动或控制，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明一种高空逃生缓降装置的结构示意图；

图2为本发明中省略机箱的高空逃生缓降装置的结构示意图；

图3为一实施例中旋转阻尼器、收拢机构同时与同一个齿轮传动连接的结构示意图；

图4为本发明中旋转阻尼器与棘轮机构的结构示意图；

图5为本发明中承载吊杆90°打开时排线机构的结构示意图；

图6为本发明中承载吊杆180°打开时排线机构的结构示意图；

图7为本发明高空逃生缓降装置安装于房屋建筑物上的结构示意图；

图8为本发明中具有相互串联、并列衔接承载单元的高空逃生缓降装置的结构示意图；

图9为本发明中具有四组首尾相衔接围成矩形结构的高空逃生缓降装置的结构示意图。

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作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。

如图1至图9所示，本发明提供了一种高空逃生缓降装置，包括机箱1、承载单元3、旋转阻尼器4、收拢机构5，所述承载单元3设置于机箱1内，所述承载单元3包括至少两个平行间隔设置于所述机箱1上的齿轮、与所述齿轮啮合连接的齿轮皮带33、绳索30，齿轮皮带33的材料不局限于橡胶皮带，可以为纤维、金属等各种材质；其中，所述绳索30的材质可以为金属材质或纤维材质，或金属与纤维结合的材质，为钢丝绳或者缠绕在所述齿轮皮带33的外表面，所述绳索30一端与齿轮皮带33的表面(或皮带本体)固定连接、另一端通过连接头301连接有安全带(图中未示出)；所述旋转阻尼器4、所述收拢机构5分别通过锥齿轮传动件41与所述齿轮的转轴310连接，所述旋转阻尼器4与锥齿轮传动件41之间设有棘轮机构；所述棘轮机构用于在所述齿轮正转时，将所述锥齿轮传动件与所述旋转阻尼器4旋转连接，或用于在齿轮反转时，将所述锥齿轮传动件41与所述旋转阻尼器4断开旋转连接；所述旋转阻尼器4用于在所述绳索30受力松开带动齿轮正转时，为齿轮转动提供阻力，限定所述齿轮的转速；所述收拢机构5用于在所述绳索30处于伸张状态且未受力时，驱使所述齿轮反转。

参照图2所示，具体地，本实施例中，承载单元3包括两个平行间隔设置于机箱1上的齿轮，即主齿轮31、副齿轮32，主齿轮31、副齿轮32均通过转轴310固定设置在机箱1的腔体内壁上，转轴310与机箱1的箱壁之间通过轴承实现转动连接。

参照图2、图3所示，所述旋转阻尼器4通过法兰设置于所述机箱1内的机架上，所述机架位于主齿轮31、副齿轮32之间的齿轮皮带33的圈内、且与所述机箱1的内壁连接；所述旋转阻尼器4的旋转轴40与所述锥齿轮传动件41连接；

收拢机构5为发条回弹齿轮箱51，所述发条回弹齿轮箱51的齿轮与所述锥齿轮传动件41的锥齿轮连接，所述锥齿轮传动件41的锥齿轮轴通过锥齿轮411与所述主齿轮31或副齿轮32的转轴310连接。

参照图4所示，所述棘轮机构包括棘轮座42、棘轮套43、棘爪座44、棘爪441，所述棘轮座42与所述旋转阻尼器4上的法兰连接，所述棘轮套43可旋转地设置于所述棘轮座42的安装孔内、并套设于所述旋转阻尼器4的旋转轴40上，棘轮套43与所述旋转阻尼器4的旋转轴40采用键连接的方式旋转连接；所述棘爪座44设置于棘轮套43的棘轮腔内、并套设于所述旋转阻尼器4的旋转轴40上，所述棘爪座43与所述旋转阻尼器4的旋转轴40采用键连接的方式旋转连接；所述棘爪441设置于所述棘爪座44的边缘上，棘爪441与棘爪座44之间设有扭簧，使棘爪441与所述棘轮套43的棘齿相配合。

为了使绳索30呈单排且相邻圈的绳索之间相互紧邻盘绕，本发明中，可在所述齿轮皮带33的外表面成型有盘旋导槽，所述盘旋导槽可以使绳索30相对于齿轮皮带33纵向均匀螺旋设置，也可以是绳索30仅在齿轮皮带33与齿轮啮合的圆弧面内螺旋分布。

参照图2、图5、图6所示，作为本发明的一个优选方案，该高空逃生缓降装置还包括排线机构6，所述排线机构6包括排线支架61、丝杠62、导杆63、绕绳轮64、变向定滑轮65，所述丝杠62、导杆63的轴线与所述副齿轮32的轴线相互平行的设置于所述机箱1上，丝杠62两端通过轴承与机箱1连接，所述排线支架61下端通过螺母与所述丝杠62配合连接，所述排线支架61上端套设于所述导杆63上，所述绕绳轮64通过轴承套设于所述导杆63上、且与所述排线支架61的上端连接，所述丝杠62的一端设有槽轮621或传动齿轮，所述丝杠62通过槽轮621或传动齿轮与所述副齿轮32传动连接，所述副齿轮32的转轴与所述槽轮621或所述传动齿轮之间通过减速机构传动连接，所述变向定滑轮65通过轴承水平设置于所述排线支架61的前端，所述绳索从所述绕绳轮下方、并经所述变向定滑轮与末端定滑轮衔接；在实际生产应用中，当绳索30相对于齿轮皮带33纵向均匀螺旋设置时，丝杠62通过传动齿轮与所述副齿轮32传动连接，即绳索30与齿轮皮带33的交接点随齿轮皮带33转动发生偏移时，可通过减速机构及丝杠螺母副的协同作用，将安装有绕绳轮64和变向定滑轮65的排线支架61随之同步偏移，使绳索30与齿轮皮带33的交接点的受力方向保持一致性；减速机构则可以为多级行星齿轮减速机构或多级皮带轮减速机构；绳索30每绕齿轮皮带一周，丝杠螺母副带动绕绳轮64沿丝杠62轴向平移一个绳索直径的距离，以确保绳索30盘绕或松开时，紧密缠绕而不发生相互挤压磨损。

为了使绳索30在受重力下拉时，不与窗台等建筑物接触，本发明中，该高空逃生缓降装置还包括承载吊杆2，所述承载吊杆2一端与所述机箱1的端部通过转轴22铰接，以使承载吊杆2可绕转轴22转动，从而可相对于所述机箱1旋转90°或180°而处于撑开或收拢状态，所述承载吊杆2另一端设有滑轮21与所述绳索30相配合连接。

参照图6所示，当承载吊杆2以180°角度相对于机箱1撑开时，在变向定滑轮65与承载吊杆2的转轴之间还水平设置有一个定滑轮66，定滑轮66通过支撑柱设置在机箱1上；为了使其收拢时，位于承载吊杆2内的绳索收卷匀称，在承载吊杆2的转轴上对应设置一个定滑轮67，使绳索30以定滑轮67为折弯点，在承载吊杆2完全收拢时，位于承载吊杆2内的绳索可与变向定滑轮65的绳槽相啮合。

为了降低单个旋转阻尼器4及收拢机构5的参数要求，参照图2、图8、图9所示，每个所述齿轮的转轴上连接有一个或两个所述旋转阻尼器4和所述收拢机构5；

在此基础上，为了使绳索的长度满足楼宇高度，优选地，本发明中，如图8所示，机箱1内可设置两个相互串联、且并列衔接的所述承载单元3，整个机箱1呈一字状的长条形结构，机箱1两端的齿轮之间设置一个齿轮。如图9所示，为了与建筑物的安装结构相适应，本发明中，机箱1内可设置四组首尾相衔接的所述承载单元3，以围成一矩形框结构，这种矩形结构的机箱1可与建筑物的窗户结构相匹配。

如图7所示，本发明中，该高空逃生缓降装置可以通过预装的方式，水平或竖直的嵌设在建筑物的墙体内，也可直接安装在建筑物的墙面上。

本发明的工作方式如下：

当身处高层人员遇到紧急情况选择缓降撤离时，通过按动本高空逃生缓降装置的触发开关，使承载吊杆2自动弹出至撑开位，将安全带从机箱1上设置的安全带舱34内带出，安全带受重力而自由下垂至撤离人员便于拿取的高度，人员穿好安全带，脱离窗沿等处，由绳索30牵引缓慢下降；此时绳索30带动齿轮皮带33转动；带动棘轮机构和旋转阻尼器4转动，由旋转阻尼器4提供阻力，限定齿轮皮带33的转动速度，从而达到限定撤离人员的下降速度；在此过程中，齿轮皮带33转动，带动发条回弹齿轮箱上的发条储能；此外，齿轮通过带动丝杠转动，使绳索30抽出1圈时，带动丝杠螺母作一个直线行程运动，行程为一个绳索30直径的距离；当撤离人员下降至地面后，脱下安全带，收拢机构5驱使齿轮皮带33反转，安全带由绳索30牵引向上，此时旋转阻尼器4在棘轮机构的作用下，不与齿轮的转轴联结，绳索30盘绕一周，丝杠螺母回复一个绳索直径的距离，直到安全带回弹至吊杆处；如此循环。

本装置为模块化设计，根据不同的安装环境可自由组合，横向，纵向、水平、垂直，串联、并联、混联安装，以调节绳索长度。也可加大绳索直径，适合不同的情况。一般情况下可使用吊杆，弹出后可避免在下降过程中接触建筑物。在有凸出建构筑物的下方，如雨蓬等，也可安装没有吊杆的缓降器。吊杆可作相应变化，室外可直接弹出，如安装在室内，可根据不同情况设置为具有折叠功能的伸缩吊杆，以使吊杆伸出窗户等建构筑物。

该高空逃生缓降装置还可外接电源或控制系统，也可配备自发电装置，由下降产生的动能转化电力供应声光报警装置工作，以作逃生区域的环境照明和警示之用。

应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.高空逃生缓降装置，其特征在于，包括机箱(1)、承载单元(3)、旋转阻尼器(4)、收拢机构(5)，所述承载单元(3)设置于所述机箱(1)内，所述承载单元(3)包括至少两个平行间隔设置于所述机箱(1)上的齿轮、与所述齿轮啮合连接的齿轮皮带(33)、绳索(30)，所述绳索(30)缠绕于所述齿轮皮带(33)外表面，所述绳索一端与齿轮皮带表面固定连接、另一端与安全带连接；

所述收拢机构(5)为发条回弹齿轮箱，

所述旋转阻尼器(4)、所述收拢机构(5)分别通过锥齿轮传动件与所述齿轮的转轴连接，所述旋转阻尼器(4)与锥齿轮传动件之间设有棘轮机构；

所述棘轮机构包括棘轮座(42)、棘轮套(43)、棘爪座(44)、棘爪(441)，所述棘轮座与所述旋转阻尼器连接，所述棘轮套(43)设置于所述棘轮座(42)内、并套设于所述旋转阻尼器(4)的旋转轴上，棘轮套(43)与所述旋转阻尼器(4)的旋转轴键连接；

所述棘轮机构用于在所述齿轮正转时，将所述锥齿轮传动件与所述旋转阻尼器(4)旋转连接；或用于在齿轮反转时，将所述锥齿轮传动件与所述旋转阻尼器(4)断开旋转连接；

所述旋转阻尼器(4)用于在所述绳索受力松开带动齿轮正转时，为齿轮转动提供阻力，限定所述齿轮的转速；

所述收拢机构(5)用于在所述绳索处于伸张状态且未为受力时，驱使所述齿轮反转，

其中，所述高空逃生缓降装置还包括承载吊杆(2)、排线机构(6)，

所述承载吊杆(2)一端与所述机箱(1)端部通过转轴铰接，

所述排线机构(6)与所述机箱(1)连接，用于收放绳索(30)，

所述棘爪座(44)设置于棘轮套(43)的棘轮腔内、并套设于所述旋转阻尼器的旋转轴上，所述棘爪座(44)与所述旋转阻尼器(4)的旋转轴键连接；所述棘爪(441)设置于所述棘爪座(44)上，与所述棘轮套(43)的棘齿相配合，

所述旋转阻尼器(4)通过法兰设置于所述机箱(1)内的机架上，所述机架位于两相邻的齿轮之间的齿轮皮带内、且与所述机箱(1)内壁连接；所述旋转阻尼器(4)的旋转轴与所述锥齿轮传动件连接，

所述发条回弹齿轮箱的齿轮与所述锥齿轮传动件的锥齿轮连接，所述锥齿轮传动件的锥齿轮轴通过锥齿轮与所述齿轮的转轴连接，

所述齿轮皮带(33)的外表面成型有盘旋导槽，所述盘旋导槽用于将所述绳索依次紧邻盘绕于所述齿轮皮带上，

所述承载吊杆(2)可绕转轴转动而相对于所述机箱(1)旋转90°或180°，从而相对于所述机箱(1)撑开或收拢，所述承载吊杆(2)另一端设有滑轮与所述绳索(30)相配合连接，

所述排线机构(6)包括排线支架(61)、丝杠(62)、导杆(63)、绕绳轮(64)、变向定滑轮(65)，所述丝杠(62)、导杆(63)的轴线与所述齿轮的轴线相互平行的设置于所述机箱(1)上，所述排线支架(61)下端通过螺母与所述丝杠(62)配合连接，所述排线支架(61)上端套设于所述导杆(63)上，所述绕绳轮(64)通过轴承套设于所述导杆(63)上、且与所述排线支架(61)上端连接，所述丝杠(62)的两端通过轴承与所述机箱(1)连接，所述丝杠(62)一端设有槽轮(621)或传动齿轮，所述丝杠(62)通过槽轮(621)或传动齿轮与所述齿轮传动连接，所述齿轮的转轴与所述槽轮(621)或所述传动齿轮之间通过减速机构传动连接；所述变向定滑轮(65)通过轴承水平设置于所述排线支架(61)的前端，所述绳索从所述绕绳轮(64)下方、并经所述变向定滑轮(65)与末端定滑轮(21)衔接。

2.根据权利要求1所述的高空逃生缓降装置，其特征在于，所述机箱(1)内包括两个相互串联、且并列衔接的所述承载单元(3)。

3.根据权利要求1所述的高空逃生缓降装置，其特征在于，所述机箱(1)内包括四组首尾相衔接的所述承载单元(3)，以围成一矩形框结构。

4.根据权利要求1所述的高空逃生缓降装置，其特征在于，所述减速机构为多级行星齿轮减速机构或多级皮带轮减速机构。

5.根据权利要求4所述的高空逃生缓降装置，其特征在于，每个所述齿轮的转轴上连接有一个或两个所述旋转阻尼器(4)和所述收拢机构(5)。