CN116570851A - 应用于高空自救逃生的随动式缓降装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，包括逃生座椅，逃生座椅上竖立有用于引导逃生索的滑轮架，逃生座椅的底部装配有安装架，安装架上支撑有中心主轴，中心主轴上同心套接有可收放逃生索的卷筒，在中心主轴的一端还通过电磁离合总成连接有传动轴，传动轴通过涡轮蜗杆减速传动总成连接有驱动电机；在卷筒与所述中心主轴间还设置有卷筒支架和电控摩擦总成；通电状态下实现电控匀速缓降；断电状态下实现摩擦式缓降；在所述安装架上还设置有用于收放辅助牵引绳的收放轮。本发明提出了一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，既能在通电状态下进行电控匀速缓降，又能在电控失效后通过机械摩擦结构实现摩擦式缓降。

Description

应用于高空自救逃生的随动式缓降装置

技术领域

本发明涉及高空逃生的技术领域，具体涉及一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置。

背景技术

随着经济的发展，高楼大厦遍地而起。当高楼或高空出现险情时，如火灾、地震等，人员需紧急自救逃生或疏散。因此，各种高空缓降器引起了各界人士的重视。

高空缓降器技术的关健在于缓降，要达到缓降效果就需要能够有效产生阻尼作用的缓降装置。目前，国内外这类装置的类型很多，如中国发明专利申请CN116271587A公开的一种缓降器，包括固定组件和转动组件，固定组件设置有呈环形的固定摩擦部，转动组件包括两个以上的瓣部，所述两个以上的瓣部共同设置有呈环形的转动摩擦部，当绳索通过施加力带动转动组件转动时，施加力使瓣部朝向转动中心发生位移，从而使第一摩擦面与第二摩擦面之间接触摩擦。在两个以上的瓣部作用下，当使用者下降时能够提供稳定的摩擦阻力，以减缓使用者下降速度。

但是，上述缓降器仅依赖摩擦力作为缓降所需阻尼，在长行程连续使用时构件易过热引起热衰减，导致阻尼降低甚至失效，存在较大的安全隐患。

有鉴于此，市面上出现了一批由电力驱动的缓降装置，如中国发明专利CN101987232B公开的一种全自动高楼缓降器，当发生灾难后，系好绳索并合上总开关，在人的重力作用下，弹簧压缩，双向开关接通正转触头，逃生器绕绳轴正转，将人匀速安全地送到地面。在人解开绳索后，弹簧伸张，在弹簧弹力作用下，双向开关上行，接通反转电路触头，实现逃生器绕绳轴的反转，将绳自动收回准备下次救援，如此反复。该缓降器利用人体重力与弹簧弹力的相互调节来实现电路正向接通与反向接通的相互切换，从而使直流电机正反转，实现救援时逃生人员平稳降落，救援结束后安全绳索迅速收回，准备下次救援。

然而，在灾情发生时，由于高层建筑电力无法长时间保证，即使配置有发电机或蓄电池，在复杂环境下依然存在失效风险，因此仅使用电力驱动的缓降装置是不实用的，难以满足高层逃生要求。

发明内容

基于上述情况，本发明针对高空逃生的应用场景，提出了一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，既能在通电状态下进行电控匀速缓降，又能在电控失效后通过机械摩擦结构实现摩擦式缓降。

为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其关键在于：包括逃生座椅，所述逃生座椅上竖立有用于引导逃生索的滑轮架，所述逃生座椅的底部装配有安装架，所述安装架上通过轴承座支撑有中心主轴，所述中心主轴上通过轴承组件同心套接有可收放逃生索的卷筒，在所述中心主轴的一端还通过电磁离合总成连接有传动轴，所述传动轴通过涡轮蜗杆减速传动总成连接有驱动电机；在所述卷筒与所述中心主轴间还设置有卷筒支架和电控摩擦总成；通电状态下，所述电磁离合总成啮合所述中心主轴和所述传动轴，所述驱动电机的动力能够传递至所述中心主轴，所述中心主轴利用所述卷筒支架带动所述卷筒放线，以实现电控匀速缓降；断电状态下，所述电磁离合总成分离所述中心主轴和所述传动轴，所述电控摩擦机构释放以抵触所述卷筒，从而实现摩擦式缓降；在所述安装架上还设置有用于收放辅助牵引绳的收放轮。

更进一步地，所述辅助牵引绳的末端连接有铅坠，靠近所述逃生座椅还设置有铅坠收纳架。

更进一步地，在所述安装架上还设置有配电柜，所述配电柜中设置有用于供电的蓄电池。

更进一步地，所述涡轮蜗杆减速传动总成包括相互啮合的涡轮和蜗杆，所述涡轮的转动轴作为传递扭矩的传动轴，所述蜗杆的转动轴连接在所述驱动电机的输出轴上。

更进一步地，所述卷筒支架包括套接在所述中心主轴上的花键套，所述花键套外围圆周分布有若干支杆，在每根支杆上还安装有减速叶片。

更进一步地，所述电控摩擦总成包括固定套，所述固定套的中心孔中安装用于套接所述中心主轴的中心轴承，在所述固定套的外围圆周分布有若干支臂，每根支臂上均通过弹性元件连接有摩擦片，相对所述摩擦片设置有电磁组件；在断电状态下，所述电磁组件失效，所述弹性元件复位使得所述摩擦片与所述卷筒的筒壁相抵。

更进一步地，所述电磁组件包括设于所述支臂上的电磁铁以及对应设置在所述摩擦片上的永磁体；所述弹性元件包括弹簧，在所述弹簧中设置有伸缩式导向柱。

更进一步地，所述固定套通过安装筒固定在就近的轴承座上，在所述安装筒中布置有所述电磁组件的控制电路。

更进一步地，所述轴承组件包括第一支撑轴承和第二支撑轴承，所述第一支撑轴承设于所述安装筒与所述卷筒之间，所述第二支撑支撑轴承设于所述中心主轴与所述卷筒之间。

更进一步地，在所述座椅上还通过把手架设置有把手控制器，所述把手控制器接入所述驱动电机、所述电磁离合总成及所述电控摩擦总成的控制电路中，并用于分别控制所述驱动电机、所述电磁离合总成及所述电控摩擦总成的动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明可以存放于高层房屋的室内柜体中，在灾情发生后，用户先将逃生索末端固定安装在高层阳台或逃生窗附近预留的锁扣上，然后坐于逃生座椅并随缓降器一同下降逃生，因此在日常状态下并不会影响房屋室内装修美观，也不占用室内活动空间；

2、滑轮架一方面能够引导逃生索的收放方向，有利于保持座椅平衡，减少座椅倾斜，另一方面能够降低逃生索与构件间的摩擦，以减少逃生索磨损，从而降低安全隐患；此外，滑轮架还能方便用户手扶，有利于保持稳定坐姿，且在缓降过程中可避免双手误触逃生索，对用户双手起到保护作用；

3、在灾情发生但高楼并未断电的情况下，涡轮蜗杆减速传动总成一方面可以传递驱动电机运转时的动力，另一方面可以降低转速和增大扭矩，使得卷筒缓慢转动，从而限制逃生索下放速度，使得用户能够缓慢匀速的从高楼下降，适用人群广，即使老人、小孩也能够很方便的使用；

4、在电控下降过程中如突遇断电情况，电磁离合器可切断传动轴与中心主轴间的扭矩传递，从而避免用户在高楼悬停；同时，电控摩擦总成在断电状态下失效，从而抵触卷筒进行摩擦制动，以防止卷筒过快转动，确保用户下降速度处于安全可控范围，以降低安全隐患；

由于在紧急情况发生后，用户至少能够通过电控缓降的方式下降一定行程，因此可减小长行程连续使用摩擦制动时产生的热衰减，从而提升使用的安全性；

6、由于涡轮蜗杆减速传动总成具有自锁功能，因此即使出现未断电但电机失效的情况，也能紧急锁止中心主轴，以避免发生安全事故；

7、在前一人缓降完成后，也可利用电机驱动卷筒回收逃生索，以便下一人使用；此外，在紧急情况下同样能利用电机驱动卷筒回收逃生索将救援人员提升至预定楼层，使用方便灵活；

8、考虑到用户自身体重的差异，摩擦式缓降阻尼一般要求设计得足够大，导致用户下降过程中需要不断蹬踢外墙才能达到合适的缓降效果，对于未受过训练的普通人特别是老人和小孩而言，操作具有一定难度，因此可设置辅助牵引绳克服着一难题，在断电后用户可以抛下辅助牵引绳，由地面救援人员牵拉辅助牵引绳来克服摩擦阻尼，从而达到平缓下降的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例一中随动式缓降装置的立体图(一)；

图2为实施例一中随动式缓降装置的立体图(二)；

图3为实施例一中随动式缓降装置的立体图(三)；

图4为实施例一中主要部件的立体图(一)；

图5为实施例一中主要部件的立体图(二)；

图6为实施例一中主要部件的半剖图；

图7为为图6中A部的局部放大图；

图8为实施例一中卷筒的内部结构示意图；

图9为实施例一中卷筒的爆炸结构示意图；

图中标记：1-逃生座椅、2-滑轮架、3-安装架、4-轴承座、5-中心主轴、6-轴承组件、7-卷筒、8-电磁离合总成、9-涡轮蜗杆减速总成、10-驱动电机、11-卷筒支架、12-电控摩擦总成、13-传动轴、14-逃生索、15-配电柜、16-把手架、17-把手控制器、18-辅助牵引绳、19-收放轮、20-铅坠、21-铅坠收纳架、22-声光报警器、901-涡轮、902-蜗杆、1101-花键套、1102-支杆、1103-减速叶片、1201-固定套、1202-中心轴承、1203-支臂、1204-弹性元件、1205-摩擦片、1206-电磁组件、1207-安装筒、601-第一支撑轴承、602-第二支撑轴承。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1至图9示出了本发明的第一种实施例：一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，包括逃生座椅1，所述逃生座椅1上竖立有用于引导逃生索14的滑轮架2，所述逃生座椅1的底部装配有安装架3，所述安装架3上通过轴承座4支撑有中心主轴5，所述中心主轴5上通过轴承组件6同心套接有可收放逃生索14的卷筒7，在所述中心主轴5的一端还通过电磁离合总成8连接有传动轴13，所述传动轴13通过涡轮蜗杆减速传动总成9连接有驱动电机10；在所述卷筒7与所述中心主轴5间还设置有卷筒支架11和电控摩擦总成12；通电状态下，所述电磁离合总成8啮合所述中心主轴5和所述传动轴13，所述驱动电机10的动力能够传递至所述中心主轴5，所述中心主轴5利用所述卷筒支架11带动所述卷筒7放线，以实现电控匀速缓降；断电状态下，所述电磁离合总成8分离所述中心主轴5和所述传动轴13，所述电控摩擦机构12释放以抵触所述卷筒7，从而实现摩擦式缓降；在所述安装架3上还设置有用于收放辅助牵引绳18的收放轮19。

如图1本实施方式中，为了方便用户下抛辅助牵引绳18，所述辅助牵引绳18的末端连接有铅坠20；具体地，靠近所述逃生座椅1还设置有铅坠收纳架21。作为优选，可在所述安装架上设置声光报警器22，以提示地面救援人员注意。

请参阅图2和图3，具体实施时，在所述安装架3上还设置有配电柜15，所述配电柜中设置有用于供电的蓄电池。作为优选，配电柜上设置有可开合的柜门，蓄电池可以从柜门拆卸，以方便用户对蓄电池进行充电或更换备用蓄电池。

如图4和图5所示，所述涡轮蜗杆减速传动总成9包括相互啮合的涡轮901和蜗杆902，所述涡轮901的转动轴作为传递扭矩的传动轴13，所述蜗杆902的转动轴连接在所述驱动电机10的输出轴上。

从图6至图8可以看出，所述卷筒支架11包括套接在所述中心主轴5上的花键套1101，所述花键套1101外围圆周分布有若干支杆1102，在每根支杆1102上还安装有减速叶片1103。通过减速叶片1103能够在卷筒7旋转的过程中产生反向的气动阻尼，从而起到一定的减速效果，使得卷筒7运行更加平缓。

如图6所示，所述电控摩擦总成12包括固定套1201，所述固定套1201的中心孔中安装用于套接所述中心主轴5的中心轴承1202，在所述固定套1201的外围圆周分布有若干支臂1203，每根支臂1203上均通过弹性元件1204连接有摩擦片1205，相对所述摩擦片1205设置有电磁组件1206；在断电状态下，所述电磁组件1206失效，所述弹性元件1204复位使得所述摩擦片1205与所述卷筒5的筒壁相抵。中心轴承1202一方面可以将固定套1201支撑在中心主轴3上，另一方面可避免固定套1201与中心主轴3间产生扭矩。具体地，所述电磁组件1206包括设于所述支臂1203上的电磁铁以及对应设置在所述摩擦片1205上的永磁体。所述弹性元件1204包括弹簧，在所述弹簧中设置有伸缩式导向柱。

参照图7至图9，为了方便电磁组件1206的电路布置，同时确保电磁组件1206稳定安装，所述固定套1201通过安装筒1207固定在就近的轴承座4上，在所述安装筒1207中布置有所述电磁组件1206的控制电路。

如图8和图9所示，为了确保卷筒7稳定转动，所述轴承组件6包括第一支撑轴承601和第二支撑轴承602，所述第一支撑轴承601设于所述安装筒1207与所述卷筒7之间，所述第二支撑支撑轴承设于所述中心主轴5与所述卷筒7之间。

作为优选的实施方式，在所述座椅上还通过把手架16设置有把手控制器17，所述把手控制器17接入所述驱动电机10、所述电磁离合总成8及所述电控摩擦总成12的控制电路中，并用于分别控制所述驱动电机10、所述电磁离合总成8及所述电控摩擦总成12的动作。具体地，所述把手控制器17包括转速握把、转向切换按钮和电控解除按钮，所述转速握把能够根据用户扭转的角位移调整驱动电机10转速，从而调节下降速度，即转速握把的拧转角位移越大，驱动电机10的转速越快，反之驱动电机10转速减慢；所述转向切换按钮可以切换驱动电机10转向，例如用户需要下降时可以通过转向切换按钮切换至驱动电机10正向转动，同理，当救援人员需要乘坐该装置上升至预定楼层时，则可通过转向切换按钮切换至驱动电机10反向转动；所述电控解除按钮用于在未断电但驱动电机10故障导致装置悬停的情况下，控制电磁离合总成8和电控摩擦总成12动作，即当用户按触该按钮时电控摩擦总成10先释放，而后电磁离合总成6再分离。

综上所述，本发明可以存放于高层房屋的室内柜体中，在灾情发生后，用户先将逃生索14末端固定安装在高层阳台或逃生窗附近预留的锁扣上，然后坐于逃生座椅1并随缓降器一同下降逃生，因此在日常状态下并不会影响房屋室内装修美观，也不占用室内活动空间；滑轮架2一方面能够引导逃生索14的收放方向，有利于保持座椅平衡，减少座椅倾斜，另一方面能够降低逃生索14与构件间的摩擦，以减少逃生索磨损，从而降低安全隐患；此外，滑轮架2还能方便用户手扶，有利于保持稳定坐姿，且在缓降过程中可避免双手误触逃生索14，对用户双手起到保护作用；在灾情发生但高楼并未断电的情况下，涡轮蜗杆减速传动总成9一方面可以传递驱动电机10运转时的动力，另一方面可以降低转速和增大扭矩，使得卷筒7缓慢转动，从而限制逃生索14下放速度，使得用户能够缓慢匀速的从高楼下降，适用人群广，即使老人、小孩也能够很方便的使用；在电控下降过程中如突遇断电情况，电磁离合器可切断传动轴13与中心主轴5间的扭矩传递，从而避免用户在高楼悬停；同时，电控摩擦总成12在断电状态下失效，从而抵触卷筒7进行摩擦制动，以防止卷筒7过快转动，确保用户下降速度处于安全可控范围，以降低安全隐患；由于在紧急情况发生后，用户至少能够通过电控缓降的方式下降一定行程，因此可减小长行程连续使用摩擦制动时产生的热衰减，从而提升使用的安全性；由于涡轮蜗杆减速传动总成9具有自锁功能，因此即使出现未断电但电机失效的情况，也能紧急锁止中心主轴5，以避免发生安全事故；在前一人缓降完成后，也可利用电机驱动卷筒7回收逃生索14，以便下一人使用；此外，在紧急情况下同样能利用电机驱动卷筒7回收逃生索14将救援人员提升至预定楼层，使用方便灵活；考虑到用户自身体重的差异，摩擦式缓降阻尼一般要求设计得足够大，导致用户下降过程中需要不断蹬踢外墙才能达到合适的缓降效果，对于未受过训练的普通人特别是老人和小孩而言，操作具有一定难度，因此可设置辅助牵引绳18克服着一难题，在断电后用户可以抛下辅助牵引绳18，由地面救援人员牵拉辅助牵引绳18来克服摩擦阻尼，从而达到平缓下降的技术效果。

此外，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：包括逃生座椅，所述逃生座椅上竖立有用于引导逃生索的滑轮架，所述逃生座椅的底部装配有安装架，所述安装架上通过轴承座支撑有中心主轴，所述中心主轴上通过轴承组件同心套接有可收放逃生索的卷筒，在所述中心主轴的一端还通过电磁离合总成连接有传动轴，所述传动轴通过涡轮蜗杆减速传动总成连接有驱动电机；在所述卷筒与所述中心主轴间还设置有卷筒支架和电控摩擦总成；通电状态下，所述电磁离合总成啮合所述中心主轴和所述传动轴，所述驱动电机的动力能够传递至所述中心主轴，所述中心主轴利用所述卷筒支架带动所述卷筒放线，以实现电控匀速缓降；断电状态下，所述电磁离合总成分离所述中心主轴和所述传动轴，所述电控摩擦机构释放以抵触所述卷筒，从而实现摩擦式缓降；在所述安装架上还设置有用于收放辅助牵引绳的收放轮。

2.根据权利要求1所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述辅助牵引绳的末端连接有铅坠，靠近所述逃生座椅还设置有铅坠收纳架。

3.根据权利要求2所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：在所述安装架上还设置有配电柜，所述配电柜中设置有用于供电的蓄电池。

4.根据权利要求1或3所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述涡轮蜗杆减速传动总成包括相互啮合的涡轮和蜗杆，所述涡轮的转动轴作为传递扭矩的传动轴，所述蜗杆的转动轴连接在所述驱动电机的输出轴上。

5.根据权利要求4所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述卷筒支架包括套接在所述中心主轴上的花键套，所述花键套外围圆周分布有若干支杆，在每根支杆上还安装有减速叶片。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述电控摩擦总成包括固定套，所述固定套的中心孔中安装用于套接所述中心主轴的中心轴承，在所述固定套的外围圆周分布有若干支臂，每根支臂上均通过弹性元件连接有摩擦片，相对所述摩擦片设置有电磁组件；在断电状态下，所述电磁组件失效，所述弹性元件复位使得所述摩擦片与所述卷筒的筒壁相抵。

7.根据权利要求6所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述电磁组件包括设于所述支臂上的电磁铁以及对应设置在所述摩擦片上的永磁体；所述弹性元件包括弹簧，在所述弹簧中设置有伸缩式导向柱。

8.根据权利要求7所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述固定套通过安装筒固定在就近的轴承座上，在所述安装筒中布置有所述电磁组件的控制电路。

9.根据权利要求8所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：所述轴承组件包括第一支撑轴承和第二支撑轴承，所述第一支撑轴承设于所述安装筒与所述卷筒之间，所述第二支撑支撑轴承设于所述中心主轴与所述卷筒之间。

10.根据权利要求1或5或9所述的应用于高空自救逃生的随动式缓降装置，其特征在于：在所述座椅上还通过把手架设置有把手控制器，所述把手控制器接入所述驱动电机、所述电磁离合总成及所述电控摩擦总成的控制电路中，并用于分别控制所述驱动电机、所述电磁离合总成及所述电控摩擦总成的动作。