專利名稱：一種高樓救生緩降器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及救生設備，具體地說，本實用新型涉及一種高樓救生緩降器。
背景技術：
隨著現代社會高速發展，城市化進程進一步加快，高層建筑越來越多，然而一旦發生地震、火災等危機情況時，住在高樓上的人們便很難逃脫。尤其是當樓梯、電梯被封鎖無法使用，為了爭取更多的逃生時間，人們往往會選擇從窗戶、陽臺或屋頂下降到地面逃生。 但由于樓層太高，如果沒有合適的逃生裝置，反而會造成更大的人員傷亡。所以現需要有一種能夠解決住在都市高層建筑的人們當發生地震、火災等緊急事件時能逃生自救問題的設備。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高樓救生緩降器，用以解決住在都市高層建筑的人們當發生地震、火災等緊急事件時能逃生自救問題。為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是一種高樓救生緩降器，包括外殼、下降帶、固定設在外殼內部的中軸以及設在外殼內部的并橫向支撐在中軸上轉動的阻尼部件，外殼在外部通過支撐裝置支撐固定在高處，下降帶的一端從外殼內伸出綁縛在人體上，另一端卷繞在阻尼部件的阻尼輸出端。所述阻尼部件包括圓筒件和固定連接在圓筒件兩端的下降帶纏繞軸，圓筒件通過下降帶纏繞軸支撐在所述中軸上，所述下降帶卷繞在下降帶纏繞軸上，圓筒件的內部沿軸向被分割成多個圓弧形的氣缸，在各氣缸的缸壁上設有連通外部氣壓的多個排氣微孔，在各氣缸內部有與其配合的排氣活塞，各排氣活塞連接有環形連桿，各環形連桿的伸出氣缸的端部設有止動件，各氣缸、排氣活塞和環形連桿形成一組作業模塊。所述排氣微孔設在所述氣缸的靠近尾部的缸壁上，在氣缸內靠近尾部的位置還設有沿氣缸內壁滑動的氣壓感應閥，氣壓感應閥通過彈性件與氣缸的底端連接，氣壓感應閥通過其上的側環與氣缸內壁相嵌套，在側環上設有排氣口，在氣缸內氣壓發生變化時，氣壓感應閥會隨之沿氣缸內壁滑動，隨著氣壓感應閥滑動到不同的位置，側環上的排氣口會與氣缸的缸壁上不同數量的排氣微孔重合，使一部分的排氣微孔被氣壓感應閥的側環遮蓋住，其余的排氣微孔通過排氣口連通外部氣壓。所述排氣微孔在氣缸壁上的分布滿足如下條件在額定的排氣狀態氣壓范圍內，氣缸內氣壓變化時處于排氣狀態的排氣微孔數目與參與排氣的單個排氣微孔排氣速度之間成反比；基于處于排氣狀態的排氣微孔數目和參與排氣的單個排氣微孔排氣速度都是氣缸內氣壓的函數，滿足所述條件的排氣微孔在氣缸壁上的分布函數可以通過空氣動力學知識和實驗數據求得。所述排氣微孔在所述氣缸的缸壁上的分布根據實驗數據進行設定，首先，預設所述下降帶的纏繞半徑為r，預設下降帶的額定下降速度為V，則所述圓筒件的額定轉動角速度為m = -(mdrs);預設所述排氣活塞在對氣缸的一次完整排氣中與氣缸的缸壁產生相對
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滑動所經歷的弧度為w (rad)，排氣微孔為孔徑為Imm左右的圓形孔；實驗用氣缸要求尚未開設排氣微孔且雖在側環上開設排氣口但先預設排氣口在側環的排氣口邊界上邊線的位置而不預設排氣口邊界的下邊線的位置；具體的實驗數據及推導結果通過如下的步驟進行確定第一步在實驗用氣缸靠近尾部的缸壁上開設一個實驗用排氣微孔；第二步設定處于排氣狀態時的實驗用氣缸內的氣壓分別為Pi、p2、p3、……、pn時，測量實驗用排氣微孔在一次完整排氣作業中所用排氣時間分別對應為ti、t2、t3、……、tn，其中Pi、Pn分別為預設的緩降作業時氣缸的最小額定氣壓和最大額定氣壓；·第三步設定處于排氣狀態時的實驗用氣缸內氣壓分別為Pl、p2、p3、……、Pn時，測量氣壓感應閥上的排氣口的排氣口邊界的上邊線分別對應的位置，并沿弧線路徑以自然坐標法記錄排氣口邊界的上邊線的坐標分別為Xl、X2> x3>……、Xn ；第四步根據以上實驗數據來確定排氣口邊界的下邊線當氣缸內氣壓為P1時排氣口邊界的下邊線對應的位置坐標應在Xn之下并記其坐標為XN，Xn與Xn之間的氣缸的缸壁以恰能布置一排排氣微孔為準；由此排氣口的上、下邊線間的弧長為Xn-X1 ;同時設定排氣口邊界的上邊線距側環的上邊緣的弧長要大于Xn-X1 ；第五步根據以上數據得出氣缸的缸壁上應設有排氣微孔數目為^，全部
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處于4和％坐標之間；其中處于4和&坐標之間的排氣微孔數目為，處于
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&和巧坐標之間的排氣微孔的數目為-，處于Xu和Xz坐標之間的排氣微孔的
數目為，u < Z < n，且U、Z取正整數，處于Xn和Xn坐標之間的排氣微孔的數
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目為H·。當實驗時氣缸內氣壓取值次數較多且相臨氣壓間隔較小時，可以較理想地獲得氣缸壁靠近尾部的外層缸壁沿弧線路徑以自然坐標法記錄的排氣微孔坐標分布。在各組所述作業模塊中，所述止動件為沿所述圓筒件的徑向設置的兩個活塞連齒，在所述環形連桿的伸出氣缸的端部連接有一套筒，兩活塞連齒放置在此套筒內，在兩活塞連齒之間還設有彈簧，在所述中軸的外表面上對應該組作業模塊的位置處設有伸出的內層凸齒，在所述外殼的圓形內壁上對應該組作業模塊的位置處設有伸出的外層凸齒，彈簧將兩活塞連齒朝相反方向推動，兩活塞連齒伸出圓筒件并分別抵靠在中軸的外表面上的內層凸齒上和外殼的內壁上的外層凸齒上。所述活塞連齒的伸出的端部為楔形結構，在所述氣缸的端部側壁上設有伸出的兩個圓滑突起，在氣缸排氣作業快結束時，兩個圓滑突起會分別同時觸及兩個活塞連齒上的傾斜面，通過擠壓促使該對活塞連齒回縮直至繞過所述內層凸齒和外層凸齒。所述排氣活塞通過活塞復位彈簧進行復位，活塞復位彈簧一端抵在所述氣缸的底端上，另一端抵在所述套筒上，在所述圓筒件內設有對活塞復位彈簧進行導向的圓弧形的導芯，在排氣活塞上還設有供氣缸在復位中進氣的進氣閥。各組所述作業模塊分別對應有一對所述內層凸齒和一對所述外層凸齒，所述的一對內層凸齒和一對外層凸齒共4個凸齒都位于過所述中軸軸心的沿中軸徑向的一條凸齒線上。 所述作業模塊組數不少于8組，各相鄰作業模塊的所述凸齒線(11)以所述中心軸線(I)為軸心保持同角度的順次錯位，且各相鄰作業模塊的所述凸齒線(11)之間的錯位角度之和為π (rad)，所述排氣活塞(102)在一次排氣作業中與氣缸內壁產生相對滑動的弧度小于(rad)。所述外殼為圓柱體，在外殼上設有連通外殼內部氣壓與外部氣壓的鏤孔。所述下降帶纏繞軸通過軸承支撐在所述中軸上。本實用新型的有益效果是1、體積較小，適合在各種高樓救生環境下使用；2、緩降速度與體重無關，不需區別設置，適應于不同體重的救生人群；3、利用勻速排氣產生阻尼模式安全穩定，不存在依賴滑動摩擦或齒輪咬合等模式而可能產生的打滑、咬合不當或卡死等隱患；4、緩降過程中被救人員不需要做任何操作，簡單實用。
圖I是本實用新型的緩降器的外部結構示意圖；圖2是本實用新型的緩降器的剖視圖；圖3是圖2中緩降器中的A-A剖面圖；圖4是本實用新型的緩降器各作業模塊的凸齒線的分布布置圖；圖5是本實用新型的緩降器中氣缸處于額定的排氣狀態最小氣壓時的B-B剖面圖；圖6是本實用新型的緩降器中氣缸內的氣壓超過額定最小氣壓時的B-B剖面圖；上述圖中的標記均為1、中心軸線；2、下降帶；3、下降帶出口 ；4、鏤孔；6、圓筒件、軸承；8、下降帶纏繞軸；91、內層凸齒；92、中軸；93、外層凸齒；94、外殼；101、氣缸;1011、排氣微孔;1012、圓滑突起;102、排氣活塞;1021、進氣閥;103、環形連桿;1031、連桿導軌;104、活塞連齒;1041、套筒;1042、彈簧;105、活塞復位彈簧;1051、導芯;106、氣壓感應閥;1061、側環;10611、排氣口 ;10612、排氣口邊界;10613、上邊線;10614、下邊線；1062、氣壓感應閥彈簧；11、凸齒線；1101、第一組作業模塊的凸齒線；1102、第二組作業模塊的凸齒線；1103、第三組作業模塊的凸齒線；1104、第四組作業模塊的凸齒線；1105、第五組作業模塊的凸齒線；1106、第六組作業模塊的凸齒線；1107、第七組作業模塊的凸齒線；1108、第八組作業模塊的凸齒線；1109、第九組作業模塊的凸齒線；1110 :第十組作業模塊的凸齒線。
具體實施方式
[0031]如圖I和圖2所示為本實用新型的一種高樓救生緩降器，其包括外殼94、下降帶2、固定設在外殼94內部的中軸92以及設在外殼94內部的并橫向支撐在中軸92上轉動的阻尼部件，外殼94在外部通過支撐裝置支撐固定在高處，下降帶2的一端從外殼94上的下降帶出口 3伸出綁縛在人體上，另一端卷繞在阻尼部件的阻尼輸出端，通過阻尼部件的阻尼作用，確保下降帶2緩慢下降，實現逃生功能。在逃生使用時，可將緩降器固定在配套的空中伸出支撐裝置上與之一并使用，確保緩降作業時該緩降器能夠伸出窗外伸入空中且處于可靠支撐狀態。空中伸出支撐裝置可以固定在窗外墻上，也可以固定在正對窗口的天花板上，在使用時通過滑道部件滑出窗口并懸于空中，但要確保仍處于可靠支撐狀態。下降帶2外部可連接救生服，救生服按連衣短褲式樣設計，兩條下降帶2與救生服的前后上襟相連，在上襟胸部和腰部分別連有能扣緊的安全帶；下降帶2及救生服都由寬而薄但具有較好韌性和較強承重能力、耐火性能良好的柔軟材料制成。緩降前，逃生者穿上與下降帶2相連的救生衣并扣好胸部和腰部的安全帶，然后從窗口跳下即可。采用上述結構的緩降器體積較小，適合在各種高樓救生環境下使用，緩降速度與體重無關，不需區別設置，適應于不同體重的救生人群；利用阻尼部件的阻尼模式，安全穩定，不存在依賴滑動摩擦或齒輪咬合等模式而可能產生的打滑、咬合不當或卡死等隱患；緩降過程中被救人員不需要做任何操作，簡單實用。實施例I阻尼部件作為緩降器實現緩降功能的核心作業部分，如圖2和圖3所示，本實施例的緩降器的阻尼部件可以為如下結構阻尼部件包括圓筒件6和固定連接在圓筒件6兩端的下降帶纏繞軸8，圓筒件6通過下降帶纏繞軸8支撐在中軸92上，下降帶2卷繞在下降帶纏繞軸8上，圓筒件6的內部沿軸向被環形隔壁分割成多個圓弧形的氣缸101，氣缸101大致為半圓弧形，相鄰氣缸101間互不通透，在各氣缸101的缸壁上設有連通外部氣壓的多個排氣微孔1011，在各氣缸101內部有與其配合的排氣活塞102，各排氣活塞102連接有環形連桿103，各環形連桿103的伸出氣缸101的端部設有止動件，各氣缸101、排氣活塞102和環形連桿103形成一組作業模塊。在緩降器工作時，下降帶2下拉給予圓筒件6 —旋轉驅動力，止動件在一端阻止環形連桿103運動，從而使排氣活塞102保持不動，氣缸101作為主動件使排氣活塞102對氣缸101內氣體進行擠壓，氣體通過排氣微孔1011排出，在排氣過程中會產生相反的阻尼作用力，從而能減緩下降帶2的下降速度，使逃生者能夠安全緩慢下降，氣缸101的排氣速度決定著圓筒件6的轉動角速度，也決定著緩降器的緩降速度。緩降器的各作業模塊包含的氣缸101剛性連接且在垂直中心軸線I的平面投影上相重合。實施例2如圖3、圖4和圖5所示，實施例I中阻尼部件的排氣微孔1011設在氣缸101的靠近尾部的外層缸壁上，此處接近氣缸101的最末端，排氣微孔1011設在此位置使氣缸101的排氣行程最大。在氣缸101內靠近尾部的位置還設有沿氣缸101內壁滑動的氣壓感應閥106，氣壓感應閥106通過氣壓感應閥彈簧1062與氣缸101的底端連接(排氣活塞102插入端為氣缸101的頭端，與頭端相對的另一端為氣缸101的底端)，氣壓感應閥106通過其上的側環1061嵌套在氣缸101的內壁上，側環1061為氣壓感應閥106上的與氣缸101的內壁緊密貼合的圓弧形側壁，側環1061使氣壓感應閥106與氣缸101的內壁緊密貼合并可沿氣缸101內壁滑動，并可沿氣缸101內壁滑動，在側環1061上還開有排氣口 10611。在緩降器工作時，氣缸101內氣壓會發生變化，氣壓感應閥106會隨著氣缸101內氣壓的變化由壓力推動擠壓氣壓感應閥彈簧1062，使氣壓感應閥106沿氣缸101內壁滑動，隨著氣壓感應閥106滑動到不同的位置，氣壓感應閥106的側環1061上的排氣口 10611會與氣缸101的缸壁上不同數量的排氣微孔1011重合，使一部分的排氣微孔1011被氣壓感應閥106的側環1061遮蓋住，其余的排氣微孔1011通過排氣口 10611連通外部氣壓，即如圖5和圖6所示，圖5所示為氣缸101處于額定的排氣狀態最小氣壓時的剖面圖，此時的排氣微孔1011全部參與排氣工作，圖6所示為氣缸101內的氣壓超過額定最小氣壓時剖面圖，此時僅有與排氣口 10611重合的一小部分排氣微孔1011參與排氣工作。在氣缸101內氣壓變化時，氣壓感應閥106的側環1061上的排氣口 10611與氣缸101壁上不同范圍內的排氣微孔1011重合，即氣壓感應閥106的側環1061上的排氣口 10611位置決定參與排氣作業排氣微孔1011數量；通過科學方法決定排氣微孔1011數目在氣缸101壁上沿排氣口 10611滑動方向上的合理分布，能夠實現氣缸101內氣壓在額定范圍內變化時參與排氣作業的排氣微孔1011數目與單個排氣微孔1011排氣速度之間成反比，以保持氣缸101的排氣速度恒定不變；這樣就使得圓筒件6的轉動角速度不受緩降器的外部驅動力變化而保持恒定，達到緩降器勻速緩 降的目的，使逃生者能平穩的降落。為了實現排氣時氣缸101的排氣速度不隨氣缸101內氣壓變化而保持恒定，就要合理確定排氣微孔1011在氣缸101的缸壁上的數目分布。所述排氣微孔1011在所述氣缸101的缸壁上的分布根據實驗數據進行設定，首先，預設下降帶2的纏繞半徑為r，預設下降
帶2的額定下降速度為V，則所述圓筒件6的額定轉動角速度為=;預設所述
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排氣活塞102在對氣缸101的一次完整排氣中與氣缸101的缸壁產生相對滑動所經歷的弧度為w (rad),排氣微孔1011為孔徑為Imm左右的圓形孔；除下述要求外,實驗用氣缸與本緩降器的氣缸101 —致實驗用氣缸要求尚未開設排氣微孔1011且雖在氣壓感應閥106上開設排氣口但先預設排氣口 10611在氣壓感應閥側環1061的上邊線10613的位置而不預設排氣口 10611的下邊線10614的位置；然后具體的實驗數據及推導結果通過如下的步驟進行確定第一步在所述實驗用氣缸靠近尾部的缸壁上開設一個實驗用排氣微孔；第二步設定處于排氣狀態時的實驗用氣缸內的氣壓分別為Pi、P2、P3、……、pn時，測量實驗用排氣微孔在一次完整排氣作業中所用排氣時間分別對應為h、t2、t3、……、tn，其中Pi、Pn分別為預設的緩降作業時實驗用氣缸的最小額定氣壓和最大額定氣壓；第三步設定處于排氣狀態時的實驗用氣缸內氣壓分別為Pl、p2、p3、……、Pn時，測量氣壓感應閥106上的排氣口 10611的排氣口邊界10612的上邊線10613分別對應的位置，并沿弧線路徑以自然坐標法記錄排氣口邊界10612的上邊線10613的坐標為Xl、x權利要求1.一種高樓救生緩降器，其特征在于所述緩降器包括外殼(94)、下降帶(2)、固定設在外殼(94)內部的中軸(92)以及設在外殼(94)內部的并橫向支撐在中軸(92)上轉動的阻尼部件，外殼(94)在外部通過支撐裝置支撐固定在高處，下降帶(2)的一端從外殼(94)內伸出綁縛在人體上，另一端卷繞在阻尼部件的阻尼輸出端。
2.根據權利要求I所述的高樓救生緩降器，其特征在于所述阻尼部件包括圓筒件(6)和固定連接在圓筒件(6)兩端的下降帶纏繞軸(8)，圓筒件(6)通過下降帶纏繞軸(8)支撐在所述中軸(92)上，所述下降帶(2)卷繞在下降帶纏繞軸(8)上，圓筒件(6)的內部沿軸向被分割成多個圓弧形的氣缸(101)，在各氣缸(101)的缸壁上設有連通外部氣壓的多個排氣微孔(1011 )，在各氣缸(101)內部有與其配合的排氣活塞(102)，各排氣活塞(102)連接有環形連桿(103)，各環形連桿(103)的伸出氣缸(101)的端部設有止動件，各氣缸(101)、排氣活塞(102)和環形連桿(103)形成一組作業模塊。
3.根據權利要求2所述的高樓救生緩降器，其特征在于所述排氣微孔(1011)設在所述氣缸(101)的靠近尾部的缸壁上，在氣缸(101)內靠近尾部的位置還設有沿氣缸(101)內壁滑動的氣壓感應閥(106)，氣壓感應閥(106)通過彈性件與氣缸(101)的底端連接，氣壓感應閥(106)通過其上的側環(10611)與氣缸內壁相嵌套，在側環(1061)上設有排氣口(10611)，在氣缸(101)內氣壓發生變化時，氣壓感應閥(106)會隨之沿氣缸(101)內壁滑動，隨著氣壓感應閥(106)滑動到不同的位置，側環(1061)上的排氣口(10611)會與氣缸(101)的缸壁上不同數量的排氣微孔(1011)重合，使一部分的排氣微孔(1011)被氣壓感應閥(106)的側環(1061)遮蓋住，其余的排氣微孔(1011)通過排氣口( 10611)連通外部氣壓。
4.根據權利要求3所述的高樓救生緩降器，其特征在于在各組所述作業模塊中，所述止動件為沿所述圓筒件(6)的徑向設置的兩個活塞連齒(104)，在所述環形連桿(103)的伸出氣缸(101)的端部連接有一套筒(1041 )，兩活塞連齒(104)放置在此套筒(1041)內，在兩活塞連齒(104)之間還設有彈簧(1042)，在所述中軸(92)的外表面上對應該組作業模塊的位置處設有伸出的內層凸齒(91)，在所述外殼(94)的圓形內壁上對應該組作業模塊的位置處設有伸出的外層凸齒(93)，彈簧(1042)將兩活塞連齒(104)朝相反方向推動，兩活塞連齒(104)伸出圓筒件(6)并分別抵靠在中軸(92)的外表面上的內層凸齒(91)上和外殼(94)的內壁上的外層凸齒(93)上。
5.根據權利要求4所述的高樓救生緩降器，其特征在于所述活塞連齒(104)的伸出的端部為楔形結構，在所述氣缸(101)的端部側壁上設有伸出的兩個圓滑突起(1012)，在氣缸(101)排氣作業快結束時，兩個圓滑突起(1012)會分別同時觸及兩個活塞連齒(104)上的傾斜面，通過擠壓促使該對活塞連齒(104)回縮直至繞過所述內層凸齒(91)和外層凸齒(93)。
6.根據權利要求5所述的高樓救生緩降器，其特征在于所述排氣活塞(102)通過活塞復位彈簧(105)進行復位，活塞復位彈簧(105) 一端抵在所述氣缸(101)的底端上，另一端抵在所述套筒(1041)上，在所述圓筒件(6)內設有對活塞復位彈簧(105)進行導向的圓弧形的導芯(1051)，在排氣活塞(102)上還設有供氣缸(101)在復位中進氣的進氣閥(1021)。
7.根據權利要求6所述的高樓救生緩降器，其特征在于各組所述作業模塊分別對應有一對所述內層凸齒(91)和一對所述外層凸齒(93)，所述的一對內層凸齒(91)和一對外層凸齒(93)共4個凸齒都位于過所述中軸(92)軸心的沿中軸(92)徑向的一條凸齒線(11)上。
8.根據權利要求7所述的高樓救生緩降器，其特征在于所述作業模塊組數不少于8組，各相鄰作業模塊的所述凸齒線(11)以所述中心軸線(I)為軸心保持同角度的順次錯位，且各相鄰作業模塊的所述凸齒線(11)之間的錯位角度之和為n (rad);所述排氣活塞(102)在一次排氣作業中與氣缸內壁產生相對滑動的弧度小于(rad)。
9.根據權利要求8所述的高樓救生緩降器，其特征在于所述外殼(94)為圓柱體，在外殼(94)上設有連通外殼(94)內部氣壓與外部氣壓的鏤孔(4);所述下降帶纏繞軸(8)通過軸承(7)支撐在所述中軸(92)上。
專利摘要本實用新型公開了一種高樓救生緩降器，包括外殼、下降帶、固定設在外殼內部的中軸以及設在外殼內部的并橫向支撐在中軸上轉動的阻尼部件，外殼在外部通過支撐裝置支撐固定在高處，下降帶的一端從外殼內伸出綁縛在人體上，另一端卷繞在阻尼部件的阻尼輸出端。與現有技術相比，本緩降器體積較小，適合在各種高樓救生環境下使用；緩降速度與體重無關，不需區別設置，適應于不同體重的救生人群；利用勻速排氣產生阻尼模式安全穩定，不存在依賴滑動摩擦或齒輪咬合等模式而可能產生的打滑、咬合不當或卡死等隱患；緩降過程中被救人員不需要做任何操作，簡單實用。
文檔編號A62B1/08GK202740660SQ20122023195
公開日2013年2月20日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者安國強, 龔本剛, 朱協彬, 汪玲瓏 申請人:安徽工程大學