CN101648054B - 自发电型缓降器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自发电型缓降器，是将具有一定长度的绳子的其中一端固定于一滚筒的一端，并将该绳子绕在滚筒本体上，绳子的另一端与逃生者相连，逃生时逃生者下降过程中带动滚筒转动，从而保证逃生者下降至地面，还包括设有发电机、多级变速链轮装置及控制电路，发电机装置与多级变速链轮装置连接设置后与滚筒相连，发电机的输出端与控制电路相连；经多级变速链轮装置将滚筒的转速增大后，带动发电机转子转动，驱动控制电路，控制电路根据逃生情况实时控制逃生下降速度，帮助逃生者安全逃生。本发明使逃生者在逃生过程中能够快速、安全的逃生，适合各种人群使用。

Description

自发电型缓降器

技术领域

本发明涉及一种高楼逃生装置，具体是指自发电型缓降器。

背景技术

目前公知缓降器起阻尼作用的是摩擦力，多数是靠液体、气体、固体之间的粘滞性或相互摩擦产生缓降作用。而在实际使用中，有的缓隆器具有变速功能可调快慢，但需要逃生者手动控制逃生过程；也有部分缓降器在逃生过程中能自动控制速度，但其不具有变速功能，因此无法做到快速逃生，且对不同重量的逃生者在逃生时下降速度变化较大。普通人群若没有经过训练，如果其危机处置能力不强，很难以较快速度下降，以较低速度着地，更不能适应老、弱、病、残人群的要求。现有缓降器自身不能发出逃生报警信号，不能提供逃生照明，给夜间的逃生、搜救带来困难。上述现有缓降器使用较不便，使用中也存在一定的安全隐患，因在发生紧急危险情况时，在逃生时人们容易有紧张的心里，当紧张时就不易手动操作逃生用的缓降器。因此，本申请人潜心研究，终于研发出如下本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、快速且具自动控速的自发电型缓降器。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种自发电型缓降器，是将具有一定长度的绳子的其中一端固定于一滚筒的一端，并将该绳子绕在滚筒本体上，绳子的另一端与逃生者相连，逃生时逃生者下降过程中带动滚筒转动，从而保证逃生者下降至地面，还包括设有发电机、多级变速链轮装置及控制电路，发电机装置与多级变速链轮装置连接设置后与滚筒相连，发电机的输出端与控制电路相连；经多级变速链轮装置将滚筒的转速增大后，带动发电机转子转动，驱动控制电路，控制电路根据逃生情况实时控制逃生下降速度，帮助逃生者安全逃生。

所述的多级变速链轮装置为至少二级变速链轮装置。

所述二级变速链轮装置安装固定在一平台上，其设有第一级变速齿轮和第二级变速齿轮，第一级变速齿轮包括小链轮和大链轮，所述小链轮焊接在发电机的转子上，大链轮通过轴承及轴承套安装固定在第一支架上，大链轮与小链轮通过链条连接；第二级变速齿轮亦设有小链轮和大链轮，所述小链轮通过轴承及轴承套安装固定在第一支架上，其与所述的第一级变速齿轮的大链轮同轴固定于同一转轴上，第二级变速齿轮的大链轮与滚筒焊接在同一转轴上，转轴套在轴承里并固定在第二支架上，第二级变速齿轮的大链轮通过链条与小链轮连接。

所述控制电路包括主负载选择电路、负载自动补偿电路、延时控制电路、逃生照明电路、逃生报警电路、及备份电路组成。

所述的主负载选择电路设有选择开关，且设有对应于控制体重为50kg、100kg、150kg的逃生者所需负载。

负载自动补偿电路由R6、R7、R8、R9、R10、C1、双向可控硅、小电灯L3组成，R6为压敏电阻，R7是光敏电阻，其电阻值由小电灯L3的亮度控制，R7与小电灯L3一起装在一封闭的盒子内，R9为起补偿作用的电阻，其大小等于控制体重为50kg的人所需负载电阻值。

延时控制电路由R1、K2、R12、电容器C3、三极管BG2、继电器KT2、D6组成，R1为起加速作用的负载电阻，K2是继电器KT2常闭触点，R1与K2并联。

所述的逃生报警电路与讯响器接在经降压、整流的电路中，当电路通电时就会发出报警声音。

所述的备份电路由K3、R5、R13、BG3、KT3、D7组成，K3是继电器KT3常开触点，调节R13的大小，让三极管BG3在当出现逃生速度过大时导致电路电压过大时导通，在其它控制电路正常工作的电压状态下截止。

本发明的工作原理是：逃生者往下跳时，其自身的重力带动发电机转子转动，驱动控制电路工作，电路工作通过改变电路负载状态，可得到不同大小的电流，从而在发电机转子中产生不同大小的安培力，不同大小的安培力对永磁发电机转子转动起不同大小的阻碍作用，因此通过电路负载状态的变化可以改变逃生者的运动状态。当逃生者系上绳子从高处往下跳，随着逃生者下降速度增大，发电机中安培力也随着增大，较短时间内永磁发电机中产生的安培力达到一定值，这时绳子拉力与逃生者重力相等(摩擦力及空气阻力较小)，***处于平衡状态，逃生者下降速度保持不变，发电机输出稳定的电压。根据电磁感应理论、闭合电路欧姆定律、安培力公式计算表明，安培力大小与发电机转速成正比与电路电阻成反比，即平衡状态时逃生速度、逃生者重力、电路负载之间可定量控制。根据逃生者重力并通过控制电路设定与之相适应的负载，可得到所要的逃生速度，控制电路改变电路负载状态，逃生速度随之改变。

本发明的工作过程为：使用时，逃生者在主负载选择电路时选择与其自身体重较接近的负载，负载自动补偿电路根据其所选负载与实际差值，自动修正负载状态，使逃生下降速度符合设计值。延时控制电路在逃生初期让电路处于大电阻状态(小负载)，在靠近地面阶段让电路处于小电阻状态(大负载)，即可实现在高楼逃生初期快速下降，在靠近地面阶段自动转换为低速下降。本发明缓降器设定较快速度为2米/秒，设定较慢速度为1米/秒，电压分别是较高和较低两种状态，在低速下降状态，只用一盏电灯L1，并在额定电压附近；在快速下降状态，逃生照明电路的继电器KT1将自动切换为L1、L2两灯均工作状态。当在电路中若出现故障而导致负载不合理或因逃生者因素导致超载，出现逃生下降速度过大导致电路电压过大，备份电路将自动切换成大负载电路，从而有效控制逃生下降速度。

采用上述方案后，本发明由于在自发电型缓降器中设有多级变速齿轮及控制电路，从而使逃生者在逃生过程中能够快速、安全的逃生，适合合种人群使用。

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

附图说明

图1为本发明的主要结构示意图；

图2为本发明的电路控制图。

图号说明：

1发电机             2二级变速链轮装置

3控制电路           21第一级变速齿轮

22第二级变速齿轮    211、221小链轮

212、222大链轮      41第一支架

42第二支架          51、52链条

31主负载选择电路    32负载自动补偿电路

33延时控制电路      34逃生照明电路

35逃生报警电路      36备份电路

6发电机转子         351讯响器

具体实施方式

一种自发电型缓降器，其是将具有一定长度的绳子的其中一端固定于一滚筒的一端，并将该绳子绕在滚筒本体上，绳子的另一端与逃生者相连，逃生时逃生者下降过程中带动滚筒转动，从而保证逃生者下降至地面，如图1所示，本发明还包括设有发电机1及二级变速链轮装置2及控制电路3，所述发电机1与二级变速链轮装置2连接设置后与滚筒相连，发电机1的输出端与控制电路3相连；经多级变速链轮装置将滚筒的转速增大后，带动发电机转子转动，通过二级变速链轮装置2将滚筒的转速增大后，带动发电机转子6转动，驱动控制电路3，控制电路根据逃生情况实时控制逃生下降速度，帮助逃生者安全逃生。其中，所述的发电机1为永磁发电机。二级变速链轮装置2安装固定在一平台a上(如图1所示)，其设有第一级变速齿轮21和第二级变速齿轮22，第一级变速齿轮21包括小链轮211和大链轮212，所述小链轮211焊接在发电机的转子6上，大链轮212通过轴承及轴承套安装固定在第一支架41上，大链轮212与小链轮211通过链条51连接；第二级变速齿轮22亦设有小链轮221和大链轮222，所述小链轮221通过轴承及轴承套安装固定在第一支架4上，其与所述的第一级变速齿轮21的大链轮212同轴固定于同一转轴上，第二级变速齿轮22的大链轮222与滚筒焊接在同一转轴上，转轴套在轴承里并固定在第二支架42上，第二级变速齿轮22的大链轮222通过链条52与小链轮221连接。

配合图2所示，控制电路3包括主负载选择电路31、负载自动补偿电路32、延时控制电路33、逃生照明电路34、逃生报警电路35、及备份电路36组成。所述的主负载选择电路31由K4、R2、R3、R4组成，K4为选择开关，R2、R3、R4分别对应于控制体重为50kg、100kg、150kg的逃生者所需负载。负载自动补偿电路32由R6、R7、R8、R9、R10、C1、双向可控硅、小电灯L3组成，R6为压敏电阻，R7是光敏电阻，其电阻值由小电灯L3的亮度控制，R7与小电灯L3一起装在一封闭的盒子内，R9为起补偿作用的电阻，其大小等于控制体重为50kg的人所需负载电阻值。当逃生者选择的负载比其自身体重小时，下降速度比设定值大，小电灯L3较亮，R7的电阻值变小引起通过R9电流变大，安培力的阻碍作用较大，逃生时下降速度将变小。当逃生者选择的负载比其体重大，下降速度比设定值小，小电灯L3较暗，通过R9电流减小，安培力的阻碍作用减小，逃生时下降速度将增大。因此光敏电阻R7控制的电阻触发双向可控硅调压电路，能根据所选负载与实际负载差别自动修正负载状态，使逃生速度稳定在一定范围内。延时控制电路33由R1、K2、R12、电容器C3、三极管BG2、继电器KT2、D6组成。R1为起加速作用的负载电阻，K2是继电器常闭触点，R1与K2并联。在发电机1产生的电能驱动控制电路3时，电容器C3开始充电，三极管BG2导通，继电器KT2线圈有电流通过，继电器常闭触点K2断开，R1接入电路，此时电路的电阻值较大，电流较小，安培力的阻碍作用较小，此时可实现在高楼逃生初期以较快速度下降；当电容器C3充电完成，三极管BG2截止，继电器KT2线圈无电流通过，继电器常闭触点K2闭合，R1被短路，此时电路的电阻值较小，电流较大，安培力的阻碍作用较大，因此可实现在靠近地面阶段自动转换为较低速度。R12和电容器C3决定延时的时间长短。逃生照明电路34由L1、L2、K1、R11、BG1、KT1、D5组成。L1与L2规格相同，K1为继电器KT1的常闭触点，L2与K1并联。当调节R11的大小，让三极管BG1在电压较高导通和在电压较低截止。低速下降状态时电压较低，三极管BG1截止，继电器KT1线圈无电流通过，继电器KT1的常闭触点K1处于闭合状态，L2被短路，电路中只有L1工作。在较快速度下降状态下，电压较高，三极管BG1导通，继电器KT1线圈有电流通过，继电器KT1的常闭触点K1断开，L2接入电路，电路自动切换为两电灯串联的工作状态。本发明无论电压是较高还是较低，逃生照明电路34都能稳定工作。

所述的逃生报警电路35由讯响器351接在经降压、整流的电路中，当电路通电时就会发出报警声音。

所述的备份电路36由K3、R5、R13、BG3、KT3、D7组成，调节R13的大小，让三极管BG3在当出现逃生速度过大时导致电路电压过大时导通，在其它控制电路正常工作的电压状态下截止。K3为继电器KT3的常开触点，R5是大负载电阻，速度过大，三极管BG3导通，继电器KT3线圈有电流通过，K3闭合，R5接入电路，电路电流显著增加，安培力的阻碍作用显著增加，从而控制逃生下降速度。

本发明的工作过程为：使用时，逃生者在主负载选择电路31选择与其自身体重较接近的负载，负载自动补偿电路32根据其所选负载与实际差值，自动修正负载状态，使逃生下降速度符合设计值。延时控制电路33在逃生初期让电路处于大电阻状态，在靠近地面阶段自动转换为低速下降。这里需要说明的是，本发明发电型缓降器设定较快速度为2米/秒，设定较慢速度为1米/秒，电压分别是较高和较低两种状态，在低速下降状态，只用一盏电灯L1，并在额定电压附近；在快速下降状态，逃生照明电路34的继电器KT1将自动切换为L1、L2均工作状态。如此不但逃生过程的照明亮度足够，而且快速下降时照明灯继续工作，且在逃生过程中，逃生报警电路35由讯响器自动发出报警声。而当在电路中若出现故障而导致负载不合理或因逃生者因素导致超载，出现逃生下降速度过大导致电路电压过大，备份电路36将自动切换成大负载电路，从而有效控制逃生下降速度。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (7)

1.一种自发电型缓降器，是将具有一定长度的绳子的其中一端固定于一滚筒的一端，并将该绳子绕在滚筒本体上，绳子的另一端与逃生者相连，逃生时逃生者下降过程中带动滚筒转动，从而保证逃生者下降至地面，其特征在于：还包括设有发电机、多级变速链轮装置及控制电路，发电机装置与多级变速链轮装置连接设置后与滚筒相连，发电机的输出端与控制电路相连；经多级变速链轮装置将滚筒的转速增大后，带动发电机转子转动，驱动控制电路，控制电路根据逃生情况实时控制逃生下降速度，帮助逃生者安全逃生；所述控制电路包括主负载选择电路、负载自动补偿电路，逃生者在主负载选择电路时选择与其自身体重较接近的负载，并在负载自动补偿电路根据其所选负载与实际差值，自动修正负载状态，使逃生下降速度符合设计值；其中，所述的主负载选择电路由K4、R2、R3、R4组成，K4为选择开关，R2、R3、R4分别对应于控制体重为50kg、100kg、150kg的逃生者所需负载；所述的负载自动补偿电路由R6、R7、R8、R9、R10、C1、双向可控硅、小电灯L3组成，R6为压敏电阻，R7是光敏电阻，其电阻值由小电灯L3的亮度控制，R7与小电灯L3一起装在一封闭的盒子内，R9为起补偿作用的电阻，其大小等于控制体重为50kg的人所需负载电阻值。

2.如权利要求1所述的自发电型缓降器，其特征在于：所述的多级变速链轮装置为至少二级变速链轮装置。

3.如权利要求2所述的自发电型缓降器，其特征在于：所述二级变速链轮装置安装固定在一平台上，其设有第一级变速齿轮和第二级变速齿轮，第一级变速齿轮包括小链轮和大链轮，所述小链轮焊接在发电机的转子上，大链轮通过轴承及轴承套安装固定在第一支架上，大链轮与小链轮通过链条连接；第二级变速齿轮亦设有小链轮和大链轮，所述小链轮通过轴承及轴承套安装固定在第一支架上，其与所述的第一级变速齿轮的大链轮同轴固定于同一转轴上，第二级变速齿轮的大链轮与滚筒焊接在同一转轴上，转轴套在轴承里并固定在第二支架上，第二级变速齿轮的大链轮通过链条与小链轮连接。

4.如权利要求1所述的自发电型缓降器，其特征在于：所述控制电路还包括延时控制电路，其由R1、K2、R12、电容器C3、三极管BG2、继电器KT2、D6组成，R1为起加速作用的负载电阻，K2是继电器常闭触点，R1与K2并联。

5.如权利要求1所述的自发电型缓降器，其特征在于：所述的控制电路还包括逃生报警电路，其与讯响器接在经降压、整流的电路中，当电路通电时就会发出报警声音。

6.如权利要求1所述的自发电型缓降器，其特征在于：所述的控制电路还包括备份电路，其由K3、R5、R13、BG3、继电器KT3、D7组成，K3是继电器KT3常开触点，调节R13的大小，让三极管BG3在当出现逃生速度过大时导致电路电压过大时导通，在其它控制电路正常工作的电压状态下截止。

7.如权利要求1所述的自发电型缓降器，其特征在于：所述发电机为永磁发电机。