專利名稱：自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逃生裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高層建筑日趨密集，高層建筑在火災(zāi)及其他緊急情況下給 救援帶來較大的困難。在消防人員及救援人員未趕到或者無法及時(shí)救援的情況下，被困人 員使用救生緩降器自行脫險(xiǎn)，可以改變僅僅依靠救援的被動(dòng)局面。就目前的逃生裝置而言，有電動(dòng)逃生器；有利用鋼絲繩的逃生器，但需要逃生者在 下降過程中，手動(dòng)調(diào)節(jié)鋼絲繩的夾緊力來達(dá)到減速的目的；還有逃生袋。電動(dòng)逃生器在斷電的情況下，無法使用。需要逃生者自行調(diào)節(jié)下降速度的逃生器， 會(huì)因?yàn)檎`操作導(dǎo)致傷害，而這種情況在緊張和恐高情況下極易發(fā)生。而逃生袋只能在較低 樓層。鑒于以上述原因，有必要設(shè)計(jì)一種無需電力、無需逃生者自行調(diào)節(jié)下降速度、可適 應(yīng)不同高度的新型逃生裝置，以便更好地保護(hù)逃生者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無需電力，無需逃生者自行調(diào)節(jié)下降速 度，可適應(yīng)不同高度，可以循環(huán)使用，以及能夠避開建筑外墻上安裝的空調(diào)、防盜網(wǎng)等障礙 物的自動(dòng)速度反饋控制式高樓逃生器。該逃生器可以根據(jù)下降高度自動(dòng)進(jìn)行下降速度反饋 控制，確保逃生者安全落地。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是包括速度反饋機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐緩 沖機(jī)構(gòu)和回繩機(jī)構(gòu)。速度反饋機(jī)構(gòu)主要由絲杠螺母、絲杠、反饋臂、支撐臂、卷筒、大鏈輪、小 鏈輪、導(dǎo)桿、鏈條和和鋼絲繩組成，其中絲杠螺母與絲杠配合組成運(yùn)動(dòng)副，大鏈輪裝在卷筒 上，小鏈輪裝在絲杠上，反饋臂一端與凸輪相連、另一端與絲桿和導(dǎo)桿相連，支撐臂一端與 卷筒軸相連、另一端與絲桿和導(dǎo)桿相連，鋼絲繩一頭纏繞在卷筒上、另一頭穿過絲杠螺母上 的圓孔，通過鏈輪和鏈條傳動(dòng)使卷筒和絲桿聯(lián)動(dòng)，卷筒每旋轉(zhuǎn)一圈絲杠螺母沿絲杠軸線平 移一個(gè)鋼絲繩直徑的距離，反饋臂將鋼絲繩傳來的力反饋到制動(dòng)機(jī)構(gòu)上，進(jìn)行制動(dòng)力矩的 調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)下降速度的自動(dòng)反饋。本發(fā)明自動(dòng)速度反饋原理，為保證下降的速度不得超過安全落地速度，同時(shí)又要 使下降時(shí)間較恒加速度少，人體重力通過鋼絲繩、絲杠螺母和絲杠傳遞到反饋臂和支撐臂 上，作用在反饋臂和支撐臂上的力隨鋼絲繩拉出的長度而變化，隨著鋼絲繩拉出的長度增 力口，作用在反饋臂上的力也不斷增大，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大，制動(dòng)片與制動(dòng)輪轂的摩擦力增 大，制動(dòng)力矩增大。當(dāng)鋼絲繩拉出時(shí)，滾珠在卷筒摩擦力的帶動(dòng)下楔緊在制動(dòng)輪轂的楔形部 分，使得制動(dòng)輪轂與卷筒一起旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)片與制動(dòng)輪轂產(chǎn)生的摩擦力矩通過制動(dòng)輪轂作用 于卷筒上，卷筒旋轉(zhuǎn)加速度減小，鋼絲繩下降加速度隨之減小，保證落地速度小于5m/s的 安全落地速度。
本發(fā)明除了在設(shè)計(jì)的時(shí)候首先要保證逃生人員安全落地，同時(shí)要極力減少逃生過 程中對逃生器的操作外，與現(xiàn)有逃生裝置相比還具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)其一.使用安全方便設(shè)計(jì)了自動(dòng)速度反饋機(jī)構(gòu)，無需逃生者自行調(diào)節(jié)下降速度， 可自動(dòng)控制人下降的速度，避免了因誤操作導(dǎo)致的傷害。同時(shí)也可適用不同高度的建筑。其二 .具有支撐緩沖裝置支撐緩沖裝置可以使高樓逃生器擺動(dòng)伸出一段距離， 使人在下降時(shí)有效地避開墻外的防盜網(wǎng)、空調(diào)等障礙物，避免下降過程中的碰撞，同時(shí)避免 了逃生器擺動(dòng)伸出時(shí)的沖擊。其三.無需用電采用了全機(jī)械式設(shè)計(jì)，無需電力，因此可以避免火災(zāi)或者突發(fā)事 件時(shí)斷電而無法使用的情況發(fā)生。其四.可以循環(huán)使用設(shè)計(jì)了鋼絲繩回收機(jī)構(gòu)，可供下一位逃生人員使用。


圖1為自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器的軸測圖。圖2為圖1中卷筒的剖視圖。圖3為圖1中速度反饋機(jī)構(gòu)的俯視圖。圖4為圖3拆去底盤9后的左視圖。圖5為圖3拆去支撐臂6的右視圖。圖6為自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器非工作狀態(tài)的左視圖。圖中1.絲杠螺母；2.絲杠；3.反饋臂；4.卷筒；5.大鏈輪；6.支撐臂；7.小鏈 輪；8.導(dǎo)桿；9.底盤；10.回繩手輪；11.制動(dòng)蹄；12.制動(dòng)輪轂；13.滾珠；14.制動(dòng)片； 15.凸輪；16.左懸臂；17.同步桿；18.立桿；19.緩沖器；20.雨棚；21.右懸臂；22.卷筒 軸；23.制動(dòng)輪轂軸承；24.左軸承；25.鏈條；26.右軸承；27.鋼絲繩。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器(簡稱逃生器)，主要由速度反饋機(jī)構(gòu)，制動(dòng)機(jī)構(gòu)，支撐緩沖機(jī)構(gòu)，回繩機(jī)構(gòu)組成。所述速度反饋機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖3、圖4和圖5所示包括絲杠螺母1、絲杠 2、反饋臂3、卷筒4、大鏈輪5、支撐臂6、小鏈輪7、導(dǎo)桿8、鏈條25和鋼絲繩27。其中絲杠 螺母與絲杠配合組成運(yùn)動(dòng)副，卷筒4通過左軸承24、右軸承26裝在卷筒軸22上，大鏈輪裝 在卷筒上，小鏈輪裝在絲杠上，反饋臂3 —端與凸輪15相連、另一端與絲桿2和導(dǎo)桿8相 連，支撐臂6 —端與卷筒軸22相連、另一端與絲桿2和導(dǎo)桿8相連，鋼絲繩一頭纏繞在卷筒 上、另一頭穿過絲杠螺母上的圓孔，通過鏈輪和鏈條使卷筒和絲桿聯(lián)動(dòng)，卷筒每旋轉(zhuǎn)一圈絲 杠螺母沿絲杠軸線平移一個(gè)鋼絲繩直徑的距離，即纏繞在卷筒上的鋼絲繩每拉出或收回一 圈，絲杠螺母沿絲杠軸線向左或向右平移一個(gè)鋼絲繩直徑的距離。人體重力通過鋼絲繩、絲 杠螺母和絲杠傳遞到反饋臂和支撐臂上，反饋臂再將力反饋到制動(dòng)機(jī)構(gòu)上，因?yàn)榻z杠螺母 沿絲杠軸線向的移動(dòng)，作用于反饋臂上的力是隨鋼絲繩拉出的長度而變化的，隨著鋼絲繩 拉出的長度增加，作用在反饋臂上的力也不斷增大，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大，制動(dòng)片14與制 動(dòng)輪轂12的摩擦力增大，制動(dòng)力矩增大。當(dāng)鋼絲繩拉出時(shí)，滾珠13在卷筒摩擦力的帶動(dòng)下 楔緊在制動(dòng)輪轂的楔形部分，使得制動(dòng)輪轂與卷筒一起旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)片與制動(dòng)輪轂產(chǎn)生的摩擦力矩通過制動(dòng)輪轂作用于卷筒上，卷筒旋轉(zhuǎn)加速度減小，鋼絲繩下降加速度隨之減小，從而實(shí)現(xiàn)下降速度的自動(dòng)反饋。本發(fā)明采用上述自動(dòng)速度反饋機(jī)構(gòu)，以達(dá)到逐漸減小下降加速度，保證人著地速度低于安全速度5m/s的要求。逃生過程中無需任何操作，使用者無需專門訓(xùn)練，最大限度 地避免了因?yàn)檎`操作引起的傷害。所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖2和圖4所示包括制動(dòng)輪轂12，凸輪15，底盤9，制動(dòng)蹄11和制動(dòng)片14。其中制動(dòng)輪轂12通過制動(dòng)輪轂軸承23裝在卷筒軸22上，制動(dòng)片14 安裝在制動(dòng)蹄11上，凸輪15與速度反饋機(jī)構(gòu)的反饋臂3相連，底盤9與左懸臂16固連。 反饋臂帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)使制動(dòng)蹄張開或收攏，制動(dòng)蹄張開或收攏時(shí)，可改變制動(dòng)蹄上的制動(dòng) 片與制動(dòng)輪轂?zāi)Σ亮Φ拇笮?。制?dòng)片與制動(dòng)輪轂產(chǎn)生的摩擦力矩通過制動(dòng)輪轂作用于卷筒 上。所述支撐緩沖機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示包括左懸臂16，同步桿17，右懸臂21，兩 個(gè)緩沖器19和兩根立桿18。其中兩懸臂的一端通過銷軸分別與一根立桿的下端鉸接，另 一端與卷筒軸連接；兩個(gè)緩沖器的一端通過銷軸分別與一根立桿鉸接，另一端通過同步桿 與左右懸臂鉸接；兩根立桿的上端與雨棚20連接。支撐緩沖機(jī)構(gòu)可以使高樓逃生器擺動(dòng)伸 出一段距離，使人在下降過程中有效地避開建筑墻外的防盜網(wǎng)、空調(diào)等障礙物，同時(shí)避免逃 生器擺動(dòng)伸出時(shí)的沖擊。雨棚使逃生器處于非工作狀態(tài)時(shí)避免雨淋。所述回繩機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖3和圖4所示包括滾珠13和回繩手輪10，其中， 回繩手輪與速度反饋機(jī)構(gòu)的卷筒焊接連接；滾珠活動(dòng)裝在制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)輪轂的楔形槽 中。逃生者通過回繩手輪10旋轉(zhuǎn)卷筒，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的回收。回收鋼絲繩時(shí)，滾珠13在卷筒 摩擦力的帶動(dòng)下從制動(dòng)輪轂12的楔形部分脫出，使制動(dòng)輪轂與卷筒分離，制動(dòng)輪轂不隨卷 筒一起旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)片與制動(dòng)輪轂產(chǎn)生的摩擦力矩不能作用于卷筒上，可輕便回收鋼絲繩，回 繩機(jī)構(gòu)用于逃生器的循環(huán)使用。本發(fā)明提供的逃生器，其使用方法如下1.非工作狀態(tài)下為保持美觀、節(jié)約空間，緩沖器19處于收縮狀態(tài)，整個(gè)逃生器豎 直貼墻。使用時(shí)逃生人員戴上安全帶，并安全帶上的卡扣與鋼絲繩卡牢，逃生人員即可下跳 逃生。在人的重力作用下，緩沖器19開始逐漸拉出直至最長狀態(tài)，此時(shí)左懸臂16和右懸臂 21處于水平位置。使高樓逃生器擺動(dòng)伸出一段距離，使人在下降過程中有效地避開建筑墻 外的防盜網(wǎng)、空調(diào)等障礙物，同時(shí)避免逃生器擺動(dòng)伸出時(shí)的沖擊。2.逃生人員下降時(shí)，在鋼絲繩的拉力作用下，卷筒4為主動(dòng)件繞卷筒軸22旋轉(zhuǎn)。 此時(shí)滾珠13在卷筒摩擦力的帶動(dòng)下楔緊在制動(dòng)輪轂12的楔形部分，使得制動(dòng)輪轂與卷筒 一起旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)片14產(chǎn)生的摩擦力矩通過制動(dòng)輪轂作用于卷筒上，減緩卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證 逃生人員落地安全。3.當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人著地之后，逃生器在緩沖器19收縮力的作用下，回到豎直貼墻的狀 態(tài)。第二個(gè)逃生者可以用回繩手輪10將鋼絲繩回收，此時(shí)滾珠13在卷筒摩擦力的帶動(dòng)下 從制動(dòng)輪轂12的楔形部分脫出，使制動(dòng)輪轂與卷筒分離，制動(dòng)輪轂不隨卷筒一起旋轉(zhuǎn)，制 動(dòng)片產(chǎn)生的摩擦力矩不能作用于卷筒上，可輕便回收鋼絲繩，循環(huán)使用逃生器。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器，包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐緩沖機(jī)構(gòu)和回繩機(jī)構(gòu)，其特征是設(shè)有速度反饋機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要由絲杠螺母(1)、絲杠(2)、反饋臂(3)、卷筒(4)、大鏈輪(5)、支撐臂(6)、小鏈輪(7)、導(dǎo)桿(8)、鏈條(25)和鋼絲繩(27)組成，其中絲杠螺母與絲杠配合組成運(yùn)動(dòng)副，大鏈輪裝在卷筒上，小鏈輪裝在絲杠上，反饋臂3一端與凸輪15相連、另一端與絲桿2和導(dǎo)桿8相連，支撐臂6一端與卷筒軸22相連、另一端與絲桿2和導(dǎo)桿8相連，鋼絲繩一頭纏繞在卷筒上、另一頭穿過絲杠螺母上的圓孔，通過鏈輪和鏈條傳動(dòng)使卷筒和絲桿聯(lián)動(dòng)，卷筒每旋轉(zhuǎn)一圈絲杠螺母沿絲杠軸線平移一個(gè)鋼絲繩直徑的距離，反饋臂將鋼絲繩上的作用力反饋到制動(dòng)機(jī)構(gòu)上，進(jìn)行制動(dòng)力矩的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)下降速度的自動(dòng)反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器，其特征是制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括制動(dòng)輪 轂(12)、凸輪(15)、底盤(9)、制動(dòng)蹄(11)和制動(dòng)片(14)，其中制動(dòng)輪轂通過制動(dòng)輪轂軸 承裝在卷筒軸(22)上；制動(dòng)片安裝在制動(dòng)蹄上；凸輪安裝在底盤上，速度反饋機(jī)構(gòu)的反饋 臂(3)與凸輪軸相連，并且?guī)?dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)使制動(dòng)蹄張開或收攏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器，其特征是回繩機(jī)構(gòu)包括回繩手 輪(10)、滾珠(13)，其中回繩手輪與速度反饋機(jī)構(gòu)的卷筒焊接連接；滾珠活動(dòng)裝在制動(dòng)機(jī) 構(gòu)的制動(dòng)輪轂的楔形槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器，其特征是支撐緩沖機(jī)構(gòu)包括左 懸臂(16)、同步桿(17)、右懸臂(21)、兩個(gè)緩沖器(19)和兩根立桿(18)，其中兩懸臂的一 端通過銷軸分別與一根立桿的下端鉸接，另一端與卷筒軸連接；兩個(gè)緩沖器的一端通過銷 軸分別與一根立桿鉸接，另一端通過同步桿與左右懸臂鉸接。
全文摘要
本發(fā)明提供的自動(dòng)速度反饋式高樓逃生器，包括速度反饋機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐緩沖機(jī)構(gòu)和回繩機(jī)構(gòu)。速度反饋機(jī)構(gòu)主要由絲杠螺母(1)、絲杠(2)、反饋臂(3)、卷筒(4)、大鏈輪(5)、支撐臂(6)、小鏈輪(7)、導(dǎo)桿(8)、鏈條(25)和鋼絲繩(27)組成，其中絲杠螺母與絲杠配合，大鏈輪裝在卷筒上，小鏈輪裝在絲杠上，鋼絲繩一頭纏繞在卷筒上、另一頭穿過絲杠螺母上的圓孔，通過鏈輪和鏈條使卷筒和絲杠聯(lián)動(dòng)，卷筒每轉(zhuǎn)一圈絲杠螺母沿絲杠平移一個(gè)鋼絲繩直徑的距離，反饋臂將鋼絲繩傳來的力反饋到制動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)下降速度的自動(dòng)反饋。本發(fā)明可保證人的著地速度低于5m/s，且無需任何操作，避免了因誤操作引起的傷害。
文檔編號A62B1/10GK101810914SQ20101013750
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者梅斌, 王曉光, 陳永偉 申請人:武漢理工大學(xué)