CN101985060A - 高层建筑自救逃生装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高层建筑自救逃生装置及***，包括两个运行导轨、两个载人舱、联动牵引绳、配重绳、两个传动机构、两个自动控速装置、两个安全状态监控管理终端及两个用于制动载人舱的制动装置，两个运行导轨竖直设置并相互平行，两个载人舱的顶部分别挂在联动牵引绳的两端，两个传动机构的输入端齿轮与两个运行导轨齿条相啮合，每个自动控速装置均包括阻尼机及功耗电阻，阻尼机与传动机构的输出端连接，所述安全状态监控管理终端实时获取所述自动控速装置电阻的阻值，比较实际电阻值和设定电阻值，当实际电阻值大于设定电阻值时，通过设置安全状态监控管理终端，可自动制动装置制动载人舱。

Description

高层建筑自救逃生装置及***

技术领域

本发明是关于一种高层建筑自救逃生装置及***。

背景技术

本发明的申请人在国际公开号为WO 2009/106018A1的专利申请中公开了一种高层建筑逃生装置，该高层建筑逃生装置包括两个运行轨道、两个阻尼器及能够联动的两个载人舱，载人舱在下降过程中与运行轨道齿轮齿条配合，且在下降过程中负载的势能能够被永磁同步阻尼机转换为电能。另外，现有逃生装置的载人舱中一般设置有可以调节下降速度的阻值可调的电阻，选定不同的阻值或不同的阻值档位，即对应不同的下降速度，但是，平时逃生装置良好状态无法实时监控，由于逃生装置下降时，受到运行状况或突发状况影响时，电阻的阻值会发生变化，使电阻的实际阻值和设定值不同，现有的通过电阻来限定速度的方式是一种开环***，不能对这种阻值变化的情况进行实时调整；而且，在逃生状态时，逃生人员会处于恐慌害怕的状况，很难在载人舱突然加速下降时及时调整速度，从而造成生命危险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够实现自救逃生的高层建筑自救逃生装置及***。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种高层建筑自救逃生装置，包括两个运行导轨、两个载人舱、联动牵引绳、配重绳、两个传动机构、两个自动控速装置、两个安全状态监控管理终端及两个用于制动载人舱的制动装置，两个运行导轨竖直设置并相互平行，两个载人舱的顶部分别挂在联动牵引绳的两端，配重绳连接两个载人舱的底部，两个传动机构的输入端分别与两个运行导轨齿轮齿条配合，每个自动控速装置均包括用于实现机械能和电能转换的阻尼机及用于接收电能并将电能转换为热能散发出去的阻值可调的功耗电阻，阻尼机与传动机构的输出端连接，所述安全状态监控管理终端实时获取所述自动控速装置实际的等效电阻值，并比较所述实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，安全状态监控管理终端控制制动装置制动载人舱。

进一步的，所述安全状态监控管理终端包括检测模块、比较模块及执行模块，所述检测模块实时检测所述自动控速装置电阻实际的等效电阻值，所述比较模块比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，所述执行模块控制所述制动装置制动载人舱。

进一步的，所述高层建筑自救逃生装置还包括用于实时显示所述自动控速装置电阻的阻值的显示模块。

进一步的，所述阻尼机为永磁同步电机。

进一步的，所述传动机构为增速机，所述增速机具有低速端和高速端，所述低速端齿轮和运行导轨齿条啮合，所述高速端与永磁同步电机的转子固定。

进一步的，所述运行导轨设有齿条，所述低速端设有传动齿轮，所述传动齿轮和齿条啮合。

进一步的，所述自动控速装置还包括用于接收并储存电能的蓄电装置，所述蓄电装置和所述永磁同步电机连接；同时还与太阳能电源及其它外电源相连接。

进一步的，所述自动控速装置还包括整流器和逆变器，所述蓄电装置和功耗电阻均通过所述整流器与所述永磁同步电机连接，所述蓄电装置的输出通过所述逆变器与所述永磁同步电机连接。

进一步的，所述整流器为三相并联整流桥。

进一步的，所述的高层建筑自救逃生装置还包括配重绳、第一滑轮组和第二滑轮组，两个载人舱的底部通过所述配重绳连接，所述联动牵引绳绕经所述第一滑轮组，所述配重绳绕经所述第二滑轮组，所述第一滑轮组位于两个运行导轨的上方，所述第二滑轮组位于两个运行导轨的下方。

进一步的，所述安全状态监控管理终端包括控速闭环电路状态监测模块、监测数据计算编码模块、监测数据编码发射器模块、状态解码模块、状态执行模块及设备关启执行模块，所述自动控速装置的实际的等效电阻值由电阻变化监视器实时监测，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，控速闭环电路状态监测模块则可立即收到来自电阻变化监视器传来的讯号，并经过监测数据计算编码模块计算，传至监测数据编码发射器模块进行发射，再传至状态解码模块进行解码，通过状态执行模块给设备关启执行模块发出指令，设备关启执行模块控制制动装置制动载人舱。通过设置状态解码模块和监测数据编码发射器模块，可利用卫星中转实现多个安全状态监控管理终端的联网控制。

一种高层建筑自救逃生装置及***，包括接收装置及至少一个所述的高层建筑自救逃生装置，所述接收装置接收所述高层建筑自救逃生装置的安全状态监控管理终端发送的信息。

一种自动控速装置，用于控制由制动装置制动的载人舱，包括用于实现机械能和电能转换的阻尼机，还包括安全状态监控管理终端，所述自动控速装置还包括用于接收电能并将电能转换为热能散发出去的阻值可调的功耗电阻，所述安全状态监控管理终端实时获取所述自动控速装置实际的等效电阻值，并比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，安全状态监控管理终端通过控制制动装置制动载人舱。

一种自动控速装置的控速方法，用于控制由制动装置制动的载人舱，包括如下步骤：

a)实时获取所述自动控速装置的实际的等效电阻值；

b)比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值；

c)当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，通过控制制动装置制动载人舱。

本发明的有益效果是：

1)两个载人舱在自动控速装置的控制下，相互联动，使两个载人舱互为保险，即使联动牵引绳裂断，两个自动控速装置可以独立工作将载人舱安全降落至地面；若其中一个自动控速装置失效，另一个自动控速装置也可以可独自将载人舱安全降落至地面；通过设置安全状态监控管理终端，平时或载人舱下降自动控速装置的实际的等效电阻值若大于设定的等效电阻值时，可以控制制动装置制动载人舱，即使逃生装置构成一个闭环控制***，可以根据实际的等效电阻值来控制制动装置对载人舱进行减速或制动停止使用，以保证载人舱内乘员的安全。

2)通过设置阻尼机，自动控制负荷载人舱按额定速度下降，将势能转变成电能并由蓄电装置储存起来，可供整个自救逃生装置的控制***和城市建筑自救逃生安全保障体系的用电；在断电情况下，蓄电装置通过逆变器向阻尼机供电，将电能转换为机械能，使载人舱可以沿着运行导轨上行，从而能够将物业管理或消防救援人员带上顶楼，可以协助被困人员快速逃生。

3)通过设置能够相互通信的安全状态监控管理终端和安全状态监控管理服务器***，通过卫星中转，可建立高层建筑自救逃生安全保障体系。

附图说明

图1是本实施方式高层建筑自救逃生装置的结构示意图；

图2是本实施方式高层建筑自救逃生装置与建筑的结合示意图；

图3是本实施方式的自动控速装置的电路框图；

图4是本实施方式的安全状态监控管理终端进行控制时的流程图；

图5是本实施方式高层建筑自救逃生装置与建筑结合时的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图5所示，本实施方式高层建筑自救逃生装置主要用在高层建筑火灾发生时，供受困人员利用所述救生装置，从高层建筑内迅速下降至地面进行自救逃生。

高层建筑自救逃生装置包括用于防止联动牵引绳跳动的第一滑轮组1；由钢丝绳组成的联动牵引绳2；两个控速舱3；两个载人舱4；固定在舱运行轨道上的齿条5；标准节组成的舱运行轨道6；钢丝绳组成的配重绳7；用于防止配重绳跳动的第二滑轮组8；地面停靠站9；建筑物外墙面10；建筑物窗户11；建筑物外墙井道壁12；载人舱舱门13；阻尼机14；逆变器15；三相电源外接口16；照明电器17；安全状态监控管理终端18；蓄电装置19；电阻变化监视器20；蓄电装置太阳能或其它电源接口21；整流器22；功耗电阻23；散热风扇24；运行导轨25；齿轮26；增速机27；井道观光玻璃壁28；齿轮定位辊架29；舱门开启控制***30；标准节附墙架31；自动控速装置32；载人舱运行专用井道33。

载人舱4可以供被困人员搭乘，两个载人舱4的顶部通过联动牵引绳2连接，为了对联动牵引绳2进行定位导向及防止牵引绳2跳动，舱运行轨道6的顶部设有第一滑轮组1，联动牵引绳2的中部挂在该第一滑轮组1上，两个载人舱4则分别挂在该联动牵引绳2的两端。两个载人舱4的底部则通过配重绳7连接，为了对配重绳7进行定位导向及防止配重绳7跳动，地面停靠站9设有第二滑轮组8，配重绳7的中部绕在该第二滑轮组8上。两个控速舱3分别固定在两个载人舱4的顶部。由于两个载人舱4通过联动牵引绳2连接，从而可以组成左右舱联动***，使两个载人舱往复上下运行，将建筑物内的被困人员运送至地面避难逃生。

舱运行轨道6竖直放置，其左右两侧均具有供载人舱4升降的运行导轨25，运行导轨25上设有齿条5。增速机27具有低速端和高速端，该低速端设有传动齿轮26，该传动齿轮26与齿条5啮合，该高速端与阻尼机14的转子轴固定连接，高速端的转速大于低速端的转速。为了保证传动齿轮26与齿条5啮合而不产生水平位移，在舱运行轨道6的左右两侧还设有齿轮定位辊架29。

舱运行轨道6可以由建筑施工升降机用的标准节构成。两个载人舱4分别在两个相互独立的载人舱运行专用井道33内运行，每个载人舱运行专用井道33均可以由建筑物外墙井道壁12、井道观光玻璃壁28和地面停靠站9组成，保证整个自救逃生装置不受风雨侵袭和平时观光的需要。另外，由标准节制成的舱运行轨道6可以通过标准节附墙架31与建筑物外墙面10结为一体。

两个控速箱3分别固定在两个载人舱4的顶部，该两个控速箱用于放置自动控速装置、安全状态监控管理终端等用于对载人舱进行检测、控制的电路装置。自动控速装置能够实现闭环控制，从而能够将载人舱下降速度控制在额定的范围内。

载人舱4下降时，通过固定在增速机27低速端上的与齿条5啮合的传动齿轮26，带动与增速机27高速端相连接的阻尼机14的转子旋转，该阻尼机14产生与负载重力矩方向相反的磁力矩，以消除载人舱4的重力加速度，使载人舱4在设定的下降速度范围内匀速下降至地面，同时阻尼机14能够产生电流。

自动控速装置32包括阻尼机14、功耗电阻23、蓄电装置19、散热风扇24、电阻变化监视器20及整流器22。载人舱4负载下降时，阻尼机14能够实现机械能和电能之间的转换，蓄电装置19首先接收阻尼机14输出的电能并能将电能储存起来；当储满后，电流自动流向功耗电阻23，转变成热能通过辐射和气流散失在大气中。电阻变化监视器20则是实时监测自动控速装置的等效电阻值(即实时监测自动控速装置实际的等效电阻值)，并由安全状态监控管理终端根据该实际的等效电阻值和设定的等效电阻值进行比较，实时控制装置及***的安全状态。自动控速装置的等效电阻值指永磁同步阻尼机输出的三相电流整流成的直流电所流经的电路回路的等效电阻值，该等效电阻值可以包括功耗电阻的电阻值、自动控速装置其他电路部分的电阻值、电路部分之间的电路接头的电阻值等。实时监测到的等效电阻值为自动控速装置的实际的等效电阻值。预先设定好的等效电阻值为自动控速装置的设定的等效电阻值。该蓄电装置19通过逆变装置15给阻尼机14供电。阻尼机14可以为永磁同步阻尼机，如永磁同步电机。

当载人舱4下降带动永磁同步阻尼机14的转子旋转时，负载的势能通过永磁同步阻尼机14转换成三相电流，再通过整流器22变成直流电送至蓄电装置19储存起来备用，多余部分通过功耗电阻23变成热量消失在大气中；一部分直接用于驱动散热风扇24旋转，给功耗电阻23散热，以保持自动控速装置32的热平衡和功耗电阻23的温升保持在额定值以下。

蓄电装置19中储存的电能的来源，一方面来自负载下降时的势能，另一方面可以来自太阳能，如蓄电装置19可以具有用于连接太阳能装置的太阳能接口21。蓄电装置19中储存的电能，可满足照明电器17的照明和现有的用于开启电梯门的舱门开启控制***30，可以在下降时，使载人舱的舱门在设定的楼层任意停靠开启关闭。自动控速装置还可以包括逆变器15，蓄电装置19中储存的电能，可以通过逆变器15，将直流电变成交流电，驱动永磁同步阻尼机14的转子旋转，可将进入地面的空载人舱4内的救援人员提升至建筑上，协助被困人员有序快速自救逃生；逆变器15具有三相电源外接口16，可通过备用发电机供电，也可在附近有源建筑临时接一电源线供电，将进入地面的空载人舱4内的救援人员提升至建筑上。

蓄电装置19中储存的电能能够直接给电阻变化监视器20供电，以监测自动控速装置电阻的变化，并及时传给安全状态监控管理终端18。

蓄电装置19中储存的电能可以直接给安全状态监控管理终端18供电，接受电路电阻变化监视器20传给安全状态监控管理终端18的实际的等效电阻值。当实际的等效电阻大于设定的等效电阻值时，自动关闭该自动控速装置32所在位置的制动装置187。

安全状态监控管理终端18主要用于实时监测自动控速装置实际的等效电阻值变化情况，其包括控速闭环电路状态监测模块181、监测数据计算编码模块182、监测数据编码发射器模块183、电路安全状态监控显示屏184、状态解码模块185、状态执行模块186及设备关启执行模块187。不管设备运行与否，只要实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值，控速闭环电路状态监测模块181则可立即收到来自电阻变化监视器20传来的讯号，并经过监测数据计算编码模块182计算，传至监测数据编码发射器模块183进行发射，分别发射至安全状态监控管理中心模块188和逃生装置自身配置的电路安全状态监控显示屏184上，传至状态解码模块185进行解码，通过状态执行模块186给设备关启执行模块187的制动装置(如电控锁)发出指令，实现载人舱的制动，以防止次生灾害的发生。该制动装置可以为现有电梯或高层救生设备的载人舱的制动装置，通过该制动装置可以实现完全制动停用或减速。

对于安全状态监控管理终端18，其通过控速闭环电路状态监测模块181监测自动控速装置电阻变化，经监测数据计算编码模块182进行编码，若监测到的实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值，则通过监测数据编码发射器模块183，在发射到电路安全状态监控显示屏184的同时、利用现有的通讯网络(如卫星讯道)，自动发射到安全状态监控管理中心模块188报警，并将该逃生设备所在位置、编号及购买安装时间等信息显示在安全状态监控管理中心模块188的显示屏上，以便及时关闭该逃生设备和迅速进入维修设备的临战状态，从而避免次生灾害伤亡事故的发生。

通过将载人舱限制在由建筑施工及标准节两侧封闭的井道内运行，两舱联动运行互不干涉，可安全到达地面或顶楼。利用建筑施工及标准节组成载人舱运行轨道，与高层建筑物固定在一起，使往复式联动载人舱设置高度可达200米以上。利用与联动牵引绳相匹配的配重绳，组成了载人舱闭环运行***(左舱重量+左段联动牵引绳+左段配重绳＝右舱重量+右段联动牵引绳+右段配重绳，即左段联动牵引绳+左段配重绳＝右段联动牵引绳+右段配重绳)，从而解决了两舱***重量(两舱只在同一高度时，左舱重量+左段联动牵引绳＝右舱重量+右段联动牵引绳)不均，使舱载6人以下在高层建筑上难以启动运行的难题，该左舱、右舱包括固定一体的载人舱和控速舱。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种高层建筑自救逃生装置，包括两个运行导轨、两个载人舱、联动牵引绳、配重绳、两个具有第一端和第二端的传动机构、两个自动控速装置及两套用于制动载人舱的制动装置，两个运行导轨竖直设置并相互平行，两个载人舱的顶部分别挂在联动牵引绳的两端，配重绳连接两个载人舱的底部，两个传动机构的齿轮端分别与两个运行导轨齿条相啮合，每个自动控速装置均包括用于实现机械能和电能转换的阻尼机，阻尼机与传动机构的第二端连接，其特征在于：还包括两个安全状态监控管理终端，每个自动控速装置还包括用于接收电能并将电能转换为热能散发出去的阻值可调的功耗电阻，所述安全状态监控管理终端实时获取所述自动控速装置实际的等效电阻值，并比较所述实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，安全状态监控管理终端控制制动装置制动载人舱。

2.如权利要求1所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述安全状态监控管理终端包括检测模块、比较模块及执行模块，所述检测模块实时检测所述自动控速装置的实际的等效电阻值，所述比较模块比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，所述执行模块控制所述制动装置制动载人舱。

3.如权利要求2所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：还包括用于实时显示所述自动控速装置阻值的显示模块。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述阻尼机为永磁同步电机。

5.如权利要求4所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述传动机构为增速机，所述增速机具有低速端和高速端，所述低速端齿轮和运行导轨齿条啮合，所述高速端与永磁同步电机的转子轴固定。

6.如权利要求5所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述运行导轨设有齿条，所述低速端设有传动齿轮，所述传动齿轮和齿条啮合。

7.如权利要求4所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述自动控速装置还包括用于接收并储存电能的蓄电装置，所述蓄电装置和所述永磁同步电机连接。

8.如权利要求7所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述自动控速装置还包括整流器和逆变器，所述永磁同步电机通过所述整流器与所述蓄电装置和功耗电阻连接，所述蓄电装置的输出通过所述逆变器与所述永磁同步电机连接。

9.如权利要求8所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述整流器为三相并联整流桥。

10.如权利要求1所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：还包括配重绳、第一滑轮组和第二滑轮组，两个载人舱的底部通过所述配重绳连接，所述联动牵引绳绕经所述第一滑轮组，所述配重绳绕经所述第二滑轮组，所述第一滑轮组位于两个运行导轨的上方，所述第二滑轮组位于两个运行导轨的下方。

11.如权利要求1所述的高层建筑自救逃生装置，其特征在于：所述安全状态监控管理终端包括控速闭环电路状态监测模块、监测数据计算编码模块、监测数据编码发射器模块、状态解码模块、状态执行模块及设备关启执行模块，所述自动控速装置的实际的等效电阻值由电阻变化监视器实时监测，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，控速闭环电路状态监测模块则可立即收到来自电阻变化监视器传来的讯号，并经过监测数据计算编码模块计算，传至监测数据编码发射器模块进行发射，再传至状态解码模块进行解码，通过状态执行模块给设备关启执行模块发出指令，设备关启执行模块控制制动装置制动载人舱。

12.一种高层建筑自救逃生***，其特征在于：包括接收装置及至少一个权利要求11所述的高层建筑自救逃生装置，所述接收装置接收所述高层建筑自救逃生装置的安全状态监控管理终端发送的信息。

13.一种自动控速装置，用于控制由制动装置制动的载人舱，包括用于实现机械能和电能转换的阻尼机，其特征在于：还包括安全状态监控管理终端，所述自动控速装置还包括用于接收电能并将电能转换为热能散发出去的阻值可调的功耗电阻，所述安全状态监控管理终端实时获取所述自动控速装置的实际的等效电阻值，并比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，安全状态监控管理终端通过控制制动装置制动载人舱。

14.如权利要求13所述的自动控速装置，其特征在于：所述安全状态监控管理终端包括检测模块、比较模块及执行模块，所述检测模块实时检测所述自动控速装置的实际的等效电阻值，所述比较模块比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值，当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，所述执行模块控制所述制动装置制动载人舱。

15.如权利要求13或14所述的自动控速装置，其特征在于：所述阻尼机为永磁同步电机。

16.一种自动控速装置的控速方法，用于控制由制动装置制动的载人舱，其特征在于：包括如下步骤：

a)实时获取所述自动控速装置的实际的等效电阻值；

b)比较实际的等效电阻值和设定的等效电阻值；

c)当实际的等效电阻值大于设定的等效电阻值时，通过控制制动装置制动载人舱。

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