CN101810914A - 自动速度反馈式高楼逃生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的自动速度反馈式高楼逃生器，包括速度反馈机构、制动机构、支撑缓冲机构和回绳机构。速度反馈机构主要由丝杠螺母(1)、丝杠(2)、反馈臂(3)、卷筒(4)、大链轮(5)、支撑臂(6)、小链轮(7)、导杆(8)、链条(25)和钢丝绳(27)组成，其中：丝杠螺母与丝杠配合，大链轮装在卷筒上，小链轮装在丝杠上，钢丝绳一头缠绕在卷筒上、另一头穿过丝杠螺母上的圆孔，通过链轮和链条使卷筒和丝杠联动，卷筒每转一圈丝杠螺母沿丝杠平移一个钢丝绳直径的距离，反馈臂将钢丝绳传来的力反馈到制动机构，从而实现下降速度的自动反馈。本发明可保证人的着地速度低于5m/s，且无需任何操作，避免了因误操作引起的伤害。

Description

自动速度反馈式高楼逃生器

技术领域

本发明涉及逃生装置领域，特别是涉及一种自动速度反馈式高楼逃生器。

背景技术

随着社会的不断发展，高层建筑日趋密集，高层建筑在火灾及其他紧急情况下给救援带来较大的困难。在消防人员及救援人员未赶到或者无法及时救援的情况下，被困人员使用救生缓降器自行脱险，可以改变仅仅依靠救援的被动局面。

就目前的逃生装置而言，有电动逃生器；有利用钢丝绳的逃生器，但需要逃生者在下降过程中，手动调节钢丝绳的夹紧力来达到减速的目的；还有逃生袋。

电动逃生器在断电的情况下，无法使用。需要逃生者自行调节下降速度的逃生器，会因为误操作导致伤害，而这种情况在紧张和恐高情况下极易发生。而逃生袋只能在较低楼层。

鉴于以上述原因，有必要设计一种无需电力、无需逃生者自行调节下降速度、可适应不同高度的新型逃生装置，以便更好地保护逃生者。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需电力，无需逃生者自行调节下降速度，可适应不同高度，可以循环使用，以及能够避开建筑外墙上安装的空调、防盗网等障碍物的自动速度反馈控制式高楼逃生器。该逃生器可以根据下降高度自动进行下降速度反馈控制，确保逃生者安全落地。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括速度反馈机构、制动机构、支撑缓冲机构和回绳机构。速度反馈机构主要由丝杠螺母、丝杠、反馈臂、支撑臂、卷筒、大链轮、小链轮、导杆、链条和和钢丝绳组成，其中：丝杠螺母与丝杠配合组成运动副，大链轮装在卷筒上，小链轮装在丝杠上，反馈臂一端与凸轮相连、另一端与丝杆和导杆相连，支撑臂一端与卷筒轴相连、另一端与丝杆和导杆相连，钢丝绳一头缠绕在卷筒上、另一头穿过丝杠螺母上的圆孔，通过链轮和链条传动使卷筒和丝杆联动，卷筒每旋转一圈丝杠螺母沿丝杠轴线平移一个钢丝绳直径的距离，反馈臂将钢丝绳传来的力反馈到制动机构上，进行制动力矩的调节，从而实现下降速度的自动反馈。

本发明自动速度反馈原理，为保证下降的速度不得超过安全落地速度，同时又要使下降时间较恒加速度少，人体重力通过钢丝绳、丝杠螺母和丝杠传递到反馈臂和支撑臂上，作用在反馈臂和支撑臂上的力随钢丝绳拉出的长度而变化，随着钢丝绳拉出的长度增加，作用在反馈臂上的力也不断增大，凸轮转动的角度增大，制动片与制动轮毂的摩擦力增大，制动力矩增大。当钢丝绳拉出时，滚珠在卷筒摩擦力的带动下楔紧在制动轮毂的楔形部分，使得制动轮毂与卷筒一起旋转，制动片与制动轮毂产生的摩擦力矩通过制动轮毂作用于卷筒上，卷筒旋转加速度减小，钢丝绳下降加速度随之减小，保证落地速度小于5m/s的安全落地速度。

本发明除了在设计的时候首先要保证逃生人员安全落地，同时要极力减少逃生过程中对逃生器的操作外，与现有逃生装置相比还具有以下的主要优点：

其一.使用安全方便：设计了自动速度反馈机构，无需逃生者自行调节下降速度，可自动控制人下降的速度，避免了因误操作导致的伤害。同时也可适用不同高度的建筑。

其二.具有支撑缓冲装置：支撑缓冲装置可以使高楼逃生器摆动伸出一段距离，使人在下降时有效地避开墙外的防盗网、空调等障碍物，避免下降过程中的碰撞，同时避免了逃生器摆动伸出时的冲击。

其三.无需用电：采用了全机械式设计，无需电力，因此可以避免火灾或者突发事件时断电而无法使用的情况发生。

其四.可以循环使用：设计了钢丝绳回收机构，可供下一位逃生人员使用。

附图说明

图1为自动速度反馈式高楼逃生器的轴测图。

图2为图1中卷筒的剖视图。

图3为图1中速度反馈机构的俯视图。

图4为图3拆去底盘9后的左视图。

图5为图3拆去支撑臂6的右视图。

图6为自动速度反馈式高楼逃生器非工作状态的左视图。

图中：1.丝杠螺母；2.丝杠；3.反馈臂；4.卷筒；5.大链轮；6.支撑臂；7.小链轮；8.导杆；9.底盘；10.回绳手轮；11.制动蹄；12.制动轮毂；13.滚珠；14.制动片；15.凸轮；16.左悬臂；17.同步杆；18.立杆；19.缓冲器；20.雨棚；21.右悬臂；22.卷筒轴；23.制动轮毂轴承；24.左轴承；25.链条；26.右轴承；27.钢丝绳。

具体实施方式

本发明提供的自动速度反馈式高楼逃生器(简称逃生器)，主要由速度反馈机构，制动机构，支撑缓冲机构，回绳机构组成。

所述速度反馈机构，其结构如图1、图3、图4和图5所示：包括丝杠螺母1、丝杠2、反馈臂3、卷筒4、大链轮5、支撑臂6、小链轮7、导杆8、链条25和钢丝绳27。其中：丝杠螺母与丝杠配合组成运动副，卷筒4通过左轴承24、右轴承26装在卷筒轴22上，大链轮装在卷筒上，小链轮装在丝杠上，反馈臂3一端与凸轮15相连、另一端与丝杆2和导杆8相连，支撑臂6一端与卷筒轴22相连、另一端与丝杆2和导杆8相连，钢丝绳一头缠绕在卷筒上、另一头穿过丝杠螺母上的圆孔，通过链轮和链条使卷筒和丝杆联动，卷筒每旋转一圈丝杠螺母沿丝杠轴线平移一个钢丝绳直径的距离，即缠绕在卷筒上的钢丝绳每拉出或收回一圈，丝杠螺母沿丝杠轴线向左或向右平移一个钢丝绳直径的距离。人体重力通过钢丝绳、丝杠螺母和丝杠传递到反馈臂和支撑臂上，反馈臂再将力反馈到制动机构上，因为丝杠螺母沿丝杠轴线向的移动，作用于反馈臂上的力是随钢丝绳拉出的长度而变化的，随着钢丝绳拉出的长度增加，作用在反馈臂上的力也不断增大，凸轮转动的角度增大，制动片14与制动轮毂12的摩擦力增大，制动力矩增大。当钢丝绳拉出时，滚珠13在卷筒摩擦力的带动下楔紧在制动轮毂的楔形部分，使得制动轮毂与卷筒一起旋转。制动片与制动轮毂产生的摩擦力矩通过制动轮毂作用于卷筒上，卷筒旋转加速度减小，钢丝绳下降加速度随之减小，从而实现下降速度的自动反馈。

本发明采用上述自动速度反馈机构，以达到逐渐减小下降加速度，保证人着地速度低于安全速度5m/s的要求。逃生过程中无需任何操作，使用者无需专门训练，最大限度地避免了因为误操作引起的伤害。

所述制动机构，其结构如图2和图4所示：包括制动轮毂12，凸轮15，底盘9，制动蹄11和制动片14。其中：制动轮毂12通过制动轮毂轴承23装在卷筒轴22上，制动片14安装在制动蹄11上，凸轮15与速度反馈机构的反馈臂3相连，底盘9与左悬臂16固连。反馈臂带动凸轮旋转使制动蹄张开或收拢，制动蹄张开或收拢时，可改变制动蹄上的制动片与制动轮毂摩擦力的大小。制动片与制动轮毂产生的摩擦力矩通过制动轮毂作用于卷筒上。

所述支撑缓冲机构，其结构如图1所示：包括左悬臂16，同步杆17，右悬臂21，两个缓冲器19和两根立杆18。其中：两悬臂的一端通过销轴分别与一根立杆的下端铰接，另一端与卷筒轴连接；两个缓冲器的一端通过销轴分别与一根立杆铰接，另一端通过同步杆与左右悬臂铰接；两根立杆的上端与雨棚20连接。支撑缓冲机构可以使高楼逃生器摆动伸出一段距离，使人在下降过程中有效地避开建筑墙外的防盗网、空调等障碍物，同时避免逃生器摆动伸出时的冲击。雨棚使逃生器处于非工作状态时避免雨淋。

所述回绳机构，其结构如图1、图3和图4所示：包括滚珠13和回绳手轮10，其中，回绳手轮与速度反馈机构的卷筒焊接连接；滚珠活动装在制动机构的制动轮毂的楔形槽中。逃生者通过回绳手轮10旋转卷筒，实现钢丝绳的回收。回收钢丝绳时，滚珠13在卷筒摩擦力的带动下从制动轮毂12的楔形部分脱出，使制动轮毂与卷筒分离，制动轮毂不随卷筒一起旋转，制动片与制动轮毂产生的摩擦力矩不能作用于卷筒上，可轻便回收钢丝绳，回绳机构用于逃生器的循环使用。

本发明提供的逃生器，其使用方法如下：

1.非工作状态下为保持美观、节约空间，缓冲器19处于收缩状态，整个逃生器竖直贴墙。使用时逃生人员戴上安全带，并安全带上的卡扣与钢丝绳卡牢，逃生人员即可下跳逃生。在人的重力作用下，缓冲器19开始逐渐拉出直至最长状态，此时左悬臂16和右悬臂21处于水平位置。使高楼逃生器摆动伸出一段距离，使人在下降过程中有效地避开建筑墙外的防盗网、空调等障碍物，同时避免逃生器摆动伸出时的冲击。

2.逃生人员下降时，在钢丝绳的拉力作用下，卷筒4为主动件绕卷筒轴22旋转。此时滚珠13在卷筒摩擦力的带动下楔紧在制动轮毂12的楔形部分，使得制动轮毂与卷筒一起旋转。制动片14产生的摩擦力矩通过制动轮毂作用于卷筒上，减缓卷筒的转动，保证逃生人员落地安全。

3.当第一个人着地之后，逃生器在缓冲器19收缩力的作用下，回到竖直贴墙的状态。第二个逃生者可以用回绳手轮10将钢丝绳回收，此时滚珠13在卷筒摩擦力的带动下从制动轮毂12的楔形部分脱出，使制动轮毂与卷筒分离，制动轮毂不随卷筒一起旋转，制动片产生的摩擦力矩不能作用于卷筒上，可轻便回收钢丝绳，循环使用逃生器。

Claims (4)

1.一种自动速度反馈式高楼逃生器，包括制动机构、支撑缓冲机构和回绳机构，其特征是设有速度反馈机构，该机构主要由丝杠螺母(1)、丝杠(2)、反馈臂(3)、卷筒(4)、大链轮(5)、支撑臂(6)、小链轮(7)、导杆(8)、链条(25)和钢丝绳(27)组成，其中：丝杠螺母与丝杠配合组成运动副，大链轮装在卷筒上，小链轮装在丝杠上，反馈臂3一端与凸轮15相连、另一端与丝杆2和导杆8相连，支撑臂6一端与卷筒轴22相连、另一端与丝杆2和导杆8相连，钢丝绳一头缠绕在卷筒上、另一头穿过丝杠螺母上的圆孔，通过链轮和链条传动使卷筒和丝杆联动，卷筒每旋转一圈丝杠螺母沿丝杠轴线平移一个钢丝绳直径的距离，反馈臂将钢丝绳上的作用力反馈到制动机构上，进行制动力矩的调节，从而实现下降速度的自动反馈。

2.根据权利要求1所述的自动速度反馈式高楼逃生器，其特征是制动机构包括制动轮毂(12)、凸轮(15)、底盘(9)、制动蹄(11)和制动片(14)，其中：制动轮毂通过制动轮毂轴承装在卷筒轴(22)上；制动片安装在制动蹄上；凸轮安装在底盘上，速度反馈机构的反馈臂(3)与凸轮轴相连，并且带动凸轮旋转使制动蹄张开或收拢。

3.根据权利要求1所述的自动速度反馈式高楼逃生器，其特征是回绳机构包括回绳手轮(10)、滚珠(13)，其中：回绳手轮与速度反馈机构的卷筒焊接连接；滚珠活动装在制动机构的制动轮毂的楔形槽中。

4.根据权利要求1所述的自动速度反馈式高楼逃生器，其特征是支撑缓冲机构包括左悬臂(16)、同步杆(17)、右悬臂(21)、两个缓冲器(19)和两根立杆(18)，其中：两悬臂的一端通过销轴分别与一根立杆的下端铰接，另一端与卷筒轴连接；两个缓冲器的一端通过销轴分别与一根立杆铰接，另一端通过同步杆与左右悬臂铰接。

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