CN205698931U - 一种高层逃生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高层逃生装置，该高层逃生装置包括：载荷***、差速***以及控制***；其中，所述载荷***包括：卷筒，所述卷筒的一端设置有驱动齿轮，还包括缠绕在所述卷筒上的钢丝绳，且所述钢丝绳的两端分别连接有桥厢；所述差速***包括：差速器；回路齿轮分别与所述差速器的两个输入轴连接；所述控制***包括：与所述差速器的输出轴连接的齿轮组，以及与所述齿轮组连接的擒纵机构。本实用新型无需外接动力，结构简单；加工制造简单，构件材料普通，易于取得；有效载重大，集体逃生救援效率高；寿命长且维护较低。

Description

一种高层逃生装置

技术领域

本实用新型涉及到高层逃生的技术领域，尤其涉及到一种高层逃生装置。

背景技术

近年来，随着中国经济实力的增长，髙层建筑如雨后春笋发展，据统计中国有22万栋左右的高层建筑，一般把高度在24米～150米范围内称为高层建筑，150米以上的为超高层建筑，其中超高层建筑的比重只有不到1％，也就是说绝大多数的城市人是工作和生活在24米到150米之间的高层建筑之中。所以研究出合理高效的针对这个范围的高层建筑发生火灾时的救援和逃生设备及方案是迫切需求和拥有巨大的市场前景。

现阶段国内外主要的高层火灾逃生措施有以下几种：

1.个人缓降器

缓降器作为一种往复避难自救逃生器械，主要由绳索和安全带或防护套组成，无需其他动力，通过制动机构控制缓降绳索的下降速度，保证使用者依靠自重始终保持一定速度平衡、安全地缓降至地面，是目前市场上应用最广泛的辅助安全疏散产品。工作时，往返式缓降器通过绳索带动传动齿轮，传动齿轮带动制动毂高速转动，将制动毂轮槽的摩擦块甩出，摩擦块与外壳之间形成摩擦力，控制下滑速度并保持均匀，保证使用者安全缓降至地面。

2.缩放式逃生滑道

采用耐磨、阻燃的尼龙材料和高强度金属圈骨架制作成可缩放式的滑道，平时折叠存放在高层建筑的顶楼或其他楼层，火灾时打开释放到地面，并将末端固定在地面事先确定的锚固点，被困人员依次进入后滑降到地面。其原理是靠人体与滑道的摩擦力保持人在下降过程中的匀速运动，实现安全到达地面。

3.室外疏散救生舱

由平时折叠存放在屋顶的一个或多个逃生救援舱和外墙安装的齿轨两部分组成。火灾时专业人员用屋顶安装的绞车将展开后的逃生救援舱引入建筑外墙安装的滑轨，逃生救援舱可以同时与多个楼层走道的窗口对接，将高层建筑内的被困人员送到地面，在上升时又可将消防队员等应急救援人员送到建筑内。这类设施远比前两类产品复杂，一次性投资较大，需要由受过专门训练的人员使用和控制，而且需要定期维护、保养和检查，而且作为其动力的屋顶绞车必须有可靠的动力保障。其优点是每往复运行一次可以疏散多人，尤其适于疏散乘坐轮椅的残疾人和其他行动不便的人员，而且在向下运行将被困人员送到地面后，还可以在向上运行时将救援人员输送到上部。

4.高层缓降设备

高层缓降设备也是一种适用于高层集体逃生的缓降装置，其原理是利用载重的轿厢在下降过程中产生的动力，驱动安装在楼顶或者避难层的支撑体内的控制装置，控制装置通过某种作用产生阻止机构运动的方向作用力，使得整个***达到一种平衡状态，实现匀速缓降到地面。这种缓降设备的主要特点是无需外接动力，机构***在运行中自动实现匀速运动的平衡状态，且下降速度在规定范围内。

目前，现有的做出样机的高层缓降设备有两种，一种是靠绳轮间的摩擦实现缓降，一种是利用空气阻尼限速原理。

但是在上述方案中：

1、个人缓降器针对个人使用，但是没有外部保护，容易有恐惧心理，考虑到心里因素和高空风力影响，不适用老弱病残者，只适用于10层以下等比较低的楼层；并且不能通过灾难区。

2、逃生滑道集体连续依次使用，不同体型和重量的人很难保证速度统一，容易发生碰撞、***件、不适用于医院与老人；长时间与外界接触、材料寿命要求高；不能通过灾难区。

3、室外救生舱和逃生电梯需要外接动力，而一般火灾发生时都是停电状态；如果采用非电力动力装置(比如柴油机)，则整个***又非常复杂而且很难保证实时能够正常工作。

4、高层缓降装置现在国内的高层缓降装置类产品，通过型式试验、通过验证、进而形成产品同时又在推广到市场的只有北京诺安舟应急缓降机械装置有限公司研发生产的高层旋翼式缓降逃生舱，其缺点是载荷小，效率低，需要固定安装在楼顶或避难层、人员集中疏散；设备复杂、传动精密；设备昂贵(200w/台)；

现在的高层建筑逃生技术中并没有一个同时兼顾集体逃生、楼层高度、逃生效率、价格易于接受的逃生设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种高层逃生装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种高层逃生装置，该高层逃生装置包括：载荷***、差速***以及控制***；其中，

所述载荷***包括：卷筒，所述卷筒的一端设置有第一齿轮，还包括缠绕在所述卷筒上的钢丝绳，且所述钢丝绳的两端分别连接有桥厢；

所述差速***包括：差速器；回路齿轮，所述回路齿轮包括：通过转轴连接的第四齿轮、第五齿轮及第六齿轮，通过惰性齿轮与所述第五齿轮连接的第八齿轮；与所述第六齿轮连接的第七齿轮，且所述第八齿轮和所述第七齿轮分别与所述差速器的两个输入轴连接；所述差速器与所述回路齿轮连接形成差速闭合回路；

所述控制***包括：与所述差速器的输出轴连接的齿轮组，以及与所述齿轮组连接的擒纵机构，且擒纵机构为返回力矩擒纵机构或无返回力矩擒纵机构。

优选的，在满足条件i₁＝Z₆/Z₇,i₂＝Z₅/Z₈,且i₁≠i₂时，所述差速器通过所述齿轮组带动所述擒纵机构运动；其中，Z5为第五齿轮，Z6为第六齿轮，Z7为第七齿轮，Z8为第八齿轮i1为Z6和Z7之间的传动比，i2为Z5和Z8之间的传动比。

优选的，还包括通过转轴连接的第二齿轮和第三齿轮，其中，所述第二齿轮和所述第一齿轮连接，所述第三齿轮与所述第四齿轮连接。

优选的，所述齿轮组包括：通过转轴连接的第十齿轮和第十一齿轮；

所述差速器的输出轴上连接有第九齿轮，所述第九齿轮与所述第十齿轮啮合；

所述擒纵轮同轴连接有第十二齿轮，所述第十二齿轮与所述第十一齿轮啮合。

优选的，擒纵机构为无返回力矩擒纵机构，所述擒纵机构包括：卡摆以及擒纵轮；其中，所述擒纵轮与所述齿轮组连接。

优选的，所述卡摆为卡瓦式卡摆或销钉式卡摆。

本实用新型的有益效果是：无外接动力；结构简单；加工制造简单，构件材料普通，易于取得；有效载重大，集体逃生救援效率高；寿命长且维护较低。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的高层逃生装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的回路齿轮的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的差速器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的擒纵机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1是本实用新型提供的高层逃生装置的结构示意图。

本实用新型实施例提供了一种高层逃生装置，该高层逃生装置包括：载荷***1、差速***2以及控制***3；其中，

所述载荷***1包括：卷筒11，所述卷筒11的一端设置有第一齿轮Z1，还包括缠绕在所述卷筒11上的钢丝绳，且所述钢丝绳的两端分别连接有桥厢；

所述差速***2包括：差速器22；回路齿轮21，所述回路齿轮21包括：通过转轴连接的第四齿轮Z4、第五齿轮Z5及第六齿轮Z6，通过惰性齿轮与所述第五齿轮Z5连接的第八齿轮Z8；与所述第六齿轮Z6连接的第七齿轮Z7，且所述第八齿轮Z8和所述第七齿轮Z7分别与所述差速器22的两个输入轴连接；所述差速器22与所述回路齿轮21连接形成差速闭合回路；

所述控制***3包括：与所述差速器22的输出轴连接的齿轮组31，以及与所述齿轮组31连接的擒纵机构32，且擒纵机构32为返回力矩擒纵机构32或无返回力矩擒纵机构32。

上述实施例提供的高层逃生装置结构简单；加工制造简单，构件材料普通，易于取得(旋翼式的旋翼都需要特殊的昂贵材料)；有效载重大，集体逃生救援效率高；寿命长且维护较低。且能够实现多人或单人的逃生。

为了方便理解本实施例提供的高层逃生装置的结构以及工作原理，下面结合具体的实施例对其进行详细的说明。

整个***在结构上分为三个部分(传动简图如图1所示)，第一部分为载荷轿厢到第三齿轮Z3作为整个***的能量输入部分，第二部分为差速***2部分，即图中的第四齿轮Z4到第九齿轮Z9之间的环节，第三部分控制***3为第九齿轮Z9到擒纵机构32之间的环节。

其中，

(1)载荷***1

载荷***1是由卷筒11、钢丝绳和两个轿厢组成，这几部分的连接方式如图1中所示，钢丝绳缠绕到卷筒11上，且钢丝绳的两端分别连接了两个桥厢，分别为第一桥厢12和第二桥厢13，当一边的第一轿厢在上方时，另一边的第二轿厢处在地面的位置；第一轿厢下降时，第二轿厢同时同速开始上升；当第一轿厢下降到地面时，第二轿厢上升到顶部停止。第一轿厢和第二轿厢二者的形状、质量和体积完全相同，驱动卷筒11转动的动力完全来自于两个轿厢中载荷的差值。其中，卷筒11的一端设置了第一齿轮Z1，还包括通过转轴连接的第二齿轮Z2和第三齿轮Z3，其中，所述第二齿轮Z2和所述第一齿轮Z1连接，所述第三齿轮Z3与所述第四齿轮Z4连接。即第一齿轮Z1通过第二齿轮Z2和第三齿轮Z3与差速器22中的封闭回路连接。

差速***2

从结构上来讲，差速***2指的是有一系列齿轮传动组成的封闭回路。如图1、图2及图3所示，封闭回路由差速器22及回路齿轮21，回路齿轮21包括：通过转轴连接的第四齿轮Z4、第五齿轮Z5及第三齿轮Z6，通过惰性齿轮Z_惰与所述第五齿轮Z5连接的第八齿轮Z8；与所述第三齿轮Z6连接的第七齿轮Z7，且所述第八齿轮Z8和所述第七齿轮Z7分别与所述差速器22的两个输入轴连接；即回路齿轮21由Z6、Z7、Z8、Z13和Z5组成，回路齿轮21的一侧一定要有一个惰性齿轮Z_惰存在，其中差速器22同时起到了差速闭合回路及往外输出运动的作用。即对差速器22来讲，是两半轴输入，差速器22输出。

动力从齿轮Z4传入，驱动整个差速***2运动，并且由于两边的速比是不一样大的，即

i₁＝Z₆/Z₇,i₂＝Z₅/Z₈,且i₁≠i₂

这种结构下，差速器22的齿轮Z9就会运动。

控制***3

控制***3是由擒纵机构32和一系列齿轮传动组成，具体的，该控制***3包括齿轮组31及差速器22，其中，所述齿轮组31包括：通过转轴连接的第十齿轮Z10和第十一齿轮Z11；所述差速器22的输出轴上第九齿轮Z9，所述第九齿轮Z9与所述第十齿轮Z10啮合；所述擒纵轮322同轴连接有第十二齿轮Z12，所述第十二齿轮Z12与所述第十一齿轮Z11啮合。即这些齿轮最终与差速***2的差速器22上的第九齿轮Z9相啮合传动。

擒纵机构32是一种机械能量传递的开关装置，是根据擒纵原理研发设计的速度控制机构。擒纵机构32为有返回力矩擒纵机构32或无返回力矩擒纵机构32，在本实施例中，擒纵机构32为无返回力矩擒纵机构32，如图4所示，所述擒纵机构32包括：卡摆3以及擒纵轮322；其中，所述擒纵轮322与所述齿轮组31连接。

无返回力矩擒纵机构32的原理模型只有卡摆3和擒纵轮322两个零件，卡摆3有卡瓦式和销钉式两种结构(图4所示)，卡瓦式摆是将被冲击部分做成进、出两个瓦，而销钉式卡摆3则是在平衡摆上铆以两个销钉，齿轮对两个销钉进行碰撞。

此方案中擒纵机构32控制***3中的擒纵机构32核心部件就是采用销钉所述定级数的齿轮增速驱动擒纵轮322轴转动，带动擒纵轮322转动，擒纵轮322对卡摆3上的销钉进行来回往复的碰撞，使卡摆3产生一个无固定周期的突发性他激振动。振动的周期与擒纵轮322上的力矩大小有关，力矩越大，振动周期越短。也就是说擒纵轮322在撞击卡摆3来回振动的过程中，卡摆3通过销钉给擒纵轮322一个阻止擒纵轮322转动的反向作用力矩。这个反向作用力矩与第十二齿轮Z12一侧传递到擒纵轮322上的作用力矩大小相等，方向相反。从而通过传动轮系控制Z12等驱动件的转动速度。同时在每次擒纵轮322对卡摆3碰撞的过程总，擒纵轮322都要消耗一部分能量。

在具体使用时，当出现火灾时，人们通过第一桥厢12和第二桥厢13逃离楼层，当第一桥厢12下降时，第二桥厢13上升，同时带动差速***运动，并且，在差速器***运动过程中，当满足条件i₁＝Z₆/Z₇,i₂＝Z₅/Z₈,且i₁≠i₂时(其中，Z5为第五齿轮，Z6为第六齿轮，Z7为第七齿轮，Z8为第八齿轮i1为Z6和Z7之间的传动比，i2为Z5和Z8之间的传动比)，此时，第一桥厢达到设定的运行速度，差速器开始通过齿轮组带动擒纵机构运动，消耗能量。

具体的，运动从轿厢带动卷筒11通过第四齿轮Z4输入差速***2，基于核心部件差速传动装置的特殊结构，在差速***2中自然形成了一个闭合运动回路；这个闭合回路的中间连接一个差速器22，差速器22的外壳与由擒纵机构32形成的控制***3相连接。

***达到设计的运行速度之后，就会达到平衡状态实现缓降。

通过上述描述可以看出，本实施例提供的逃生装置无需外力，且结构简单；加工制造简单，构件材料普通，易于取得；有效载重大，集体逃生救援效率高；寿命长且维护较低。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高层逃生装置，该装置包括：载荷***、差速***以及控制***；其特征在于：

所述载荷***包括：卷筒，所述卷筒的一端设置有第一齿轮，还包括缠绕在所述卷筒上的钢丝绳，且所述钢丝绳的两端分别连接有桥厢；

所述差速***包括：差速器；回路齿轮，所述回路齿轮包括：通过转轴连接的第四齿轮、第五齿轮及第六齿轮，通过惰性齿轮与所述第五齿轮连接的第八齿轮；与所述第六齿轮连接的第七齿轮，且所述第八齿轮和所述第七齿轮分别与所述差速器的两个输入轴连接；所述差速器与所述回路齿轮连接形成差速闭合回路；

所述控制***包括：与所述差速器的输出轴连接的齿轮组，以及与所述齿轮组连接的擒纵机构，且擒纵机构为返回力矩擒纵机构或无返回力矩擒纵机构。

2.根据权利要求1所述的高层逃生装置，其特征在于，在满足条件i₁＝Z₆/Z₇,i₂＝Z₅/Z₈,且i₁≠i₂时，所述差速器通过所述齿轮组带动所述擒纵机构运动；其中，Z5为第五齿轮，Z6为第六齿轮，Z7为第七齿轮，Z8为第八齿轮i1为Z6和Z7之间的传动比，i2为Z5和Z8之间的传动比。

3.根据权利要求1或2所述的高层逃生装置，其特征在于，还包括通过转轴连接的第二齿轮和第三齿轮，其中，所述第二齿轮和所述第一齿轮连接，所述第三齿轮与所述第四齿轮连接。

4.根据权利要求3所述的高层逃生装置，其特征在于，所述齿轮组包括：通过转轴连接的第十齿轮和第十一齿轮；

所述差速器的输出轴上连接有第九齿轮，所述第九齿轮与所述第十齿轮啮合；

所述擒纵轮同轴连接有第十二齿轮，所述第十二齿轮与所述第十一齿轮啮合。

5.根据权利要求1所述的高层逃生装置，其特征在于，擒纵机构为无返回力矩擒纵机构，所述擒纵机构包括：卡摆以及擒纵轮；其中，所述擒纵轮与所述齿轮组连接。

6.根据权利要求5所述的高层逃生装置，其特征在于，所述卡摆为卡瓦式卡摆或销钉式卡摆。