一种救援设备用的速度控制装置的制作方法

本发明涉及安全救援装置领域，尤其涉及的是一种救援设备用的速度控制装置。

背景技术：

据统计，国内现有高层建筑34.7万栋，200米以上超高建筑超过600栋，其中未设置自动消防设施的占到46.2%。为了解决高楼火灾的人员逃生问题，专利号201620987854.8的发明专利公开了一种安全逃生救援缓降设备，该设备包括一端固定在高处、而另一端固定在低处的绳索；与绳索缠绕连接的缓降盒体；与缓降盒体连接并在重力的作用下自由下垂的载人座；缓降盒体带动载人座沿绳索上下升降。具体的，缓降盒体包括正反转电机、与正反转电机连接的锂电池组（用于在缓降盒体下降时，存储正反转电机产生的电能）和活塞阻尼器（用于提高缓降盒体下降时的阻力）。在救援设备从高处沿着绳索运动到低处时，正反转电机和活塞阻尼器同时对救援设备提供阻力（阻碍其下降），保证救援设备可以在安全的速度下将人从高处送往低处。

实际应用中，由于救援设备每次运输的人（或物体）的重量不同，同时救援设备的不同运动阶段所要求的安全运动速度不同，必须要对正在下降运动过程中的救援装置的运动速度进行实时控制调节，以保证救援设的使用安全性，专利号201620987854.8的发明专利公开的技术方案并不能实现对正在下降运动过程中的救援装置的运动速度进行实时控制调节。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种救援设备用的速度控制装置，旨在解决现有的救援设备在下降过程中不能对其下降速度进行实时调节的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种救援设备用的速度控制装置，其中，包括控制器、监测救援设备运动速度的速度传感器和负载调节电路；

所述速度传感器与所述控制器连接；

所述负载调节电路与救援设备的正反转电机的输出端连接；

所述控制器与所述负载调节电路连接，并根据所述速度传感器的速度信号控制所述负载调节电路，调节所述正反转电机的负载。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述负载调节电路包括多个并联连接的负载和与负载一一对应连接的第一电子开关，所述各第一电子开关分别单独控制各并联连接的负载回路的通断；所述各第一电子开关与所述控制器连接；

所述控制器根据所述速度传感器的速度信号控制所述各第一电子开关，实现控制并联接入正反转电机的负载回路的负载数量，从而调节正反转电机的负载。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述负载调节电路包括与所述正反转电机输出端连接的负载、第二电子开关和占空比控制器；

所述负载通过所述第二电子开关与救援设备的正反转电机的输出端连接；

所述第二电子开关通过所述占空比控制器与所述控制器连接；

所述控制器根据所述速度传感器的速度信号控制所述占空比控制器产生对第二电子开关的控制波形，通过控制第二电子开关的通断时间实现控制所述负载的通电时间。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述负载调节电路包括多个并联连接的负载和与多个负载连接的负载开关，所述各负载的电阻值各不相同；所述负载开关与所述控制器连接；

所述控制器根据所述速度传感器的速度信号控制所述负载开关选择接通不同阻值的负载，实现控制接入正反转电机的负载回路的负载阻值大小。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述负载调节电路包括负载和控制元件；

所述负载通过控制元件与正反转电机的输出端连接；

所述控制元件与所述控制器连接；

所述控制器根据所述速度传感器的速度信号发送控制电压给所述控制元件，所述控制元件改变经过所述负载的电流大小。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，还包括调节救援设备的活塞阻尼器的进出气流流量大小的电动节流阀，所述电动节流阀与所述控制器连接；

所述控制器根据所述速度传感器的速度信号控制电动节流阀对救援设备的活塞阻尼器的进出气流流量大小进行调节。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，还包括对救援设备的锂电池组进行加热的加热电路；

所述加热电路包括电加热器和加热开关，所述电加热器通过所述加热开关与救援设备的正反转电机的输出端连接；

所述加热开关与所述控制器连接。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述加热电路还包括监测救援设备的锂电池组的实时温度的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接；

所述控制器根据所述温度传感器的温度信号控制所述加热开关的通断，从而控制所述电加热器对锂电池组进行温度调节。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述电加热器包括发热丝和/或发热片。

所述的救援设备用的速度控制装置，其中，所述电加热器包裹锂电池组，所述电加热器与锂电池组之间设置有绝缘导热层。

本发明的有益效果：本发明通过在传统的救援设备的基础上增加了负载调节电路和电动节流阀，实现实时根据救援设备的运动速度调节正反转电机和活塞阻尼器对救援设备的阻力，实现实时调节救援设备的运动速度。

附图说明

图1是现有的救援设备的内部结构图。

图2是带有负载调节电路的速度控制装置的结构简图。

图3是负载调节电路的电路示意图。

图4是负载调节电路的另一实施方式的电路示意图。

图5是负载调节电路的另一实施方式的电路示意图。

图6是带有电动节流阀的速度控制装置的结构简图。

图7是电动节流阀和活塞阻尼器的结构简图。

图8是带有加热电路的速度控制装置的结构简图。

图9是电加热器和锂电池组的结构简图。

图10是救援设备使用时的结构简图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示，是专利号201620987854.8的发明专利公开的救援设备的内部结构图，该救援设备包括壳体11，在壳体11内部设置有导向轮20、滚筒30、正反转电机40和活塞阻尼器50，绳索10经过各导向轮20缠绕在两个滚筒30上，滚筒30内部设置有主轴80，该主轴80跟随滚筒30转动而转动；主轴80连接正反转电机40的动力轴，同时主轴80通过单向轴承70和曲轴60连接活塞阻尼器50的活塞杆；正反转电机40的输出端连接有锂电池组（图1中没画出）。工作时，参见图10，将绳索10连接高低两处地方，通过滚筒30缠绕绳索使救援设备1悬挂在绳索上并沿着绳索运动，当救援设备1沿着绳索10向下运动时，为了控制救援设备的下行速度，滚筒30转动带动主轴80转动，从而使正反转电机40和活塞阻尼器50工作产生阻力，降低救援设备的下降速度。正反转电机40转动产生电能，并存储在锂电池组中，当救援设备下降到最低点时，利用锂电池组中存储的电能，驱动正反转电机40反向转动，使救援设备沿着绳索10向上运动至起点。

实际应用中，由于救援设备所搭载的人或物体的重量不同，救援设备沿着绳索下降的速度必然会存在较大的差异；另外根据救援设备的不同运动阶段，所对应的安全运动速度同样存在不同，例如在救援设备初始降落阶段，运动速度应该较小（避免造成使用者精神心理压力），在下降中途，运动速度可以适当加快（提高运输效率），在快要到底低处时，运动速度应该降低。传统的救援设备无法在下降过程中对救援设备的实时下降速度进行调节，因此使用时存在不方便性，同时针对质量差异较大的人使用，存在较大的使用安全隐患。

实施例1

为了解决在下降过程中，对救援设备的速度实时可调的技术问题，本实施例公开了一种安装在救援设备上的速度控制装置。具体参见图2，是带有负载调节电路的速度控制装置的结构简图。

本实施例公开的速度控制装置包括控制器100、监测救援设备运动速度的速度传感器200和负载调节电路300；该速度传感器200与控制器100连接；负载调节电路300与救援设备的正反转电机40的输出端连接；控制器100与负载调节电路300连接。

工作时，控制器100根据速度传感器200的速度信号控制负载调节电路300，调节正反转电机40的负载，通过改变正反转电机40的负载，实现改变正反转电机40的输出电流（即改变了正反转电机40对主轴80产生的阻力），从而实现调节救援设备的下降速度。

具体为，控制器100接收速度传感器200所获取的救援设备的实时下降速度，并将该实时下降速度与预设的安全速度区间进行比较，若实时下降速度大于安全速度区间，则通过负载调节电路300减少正反转电机40的负载，从而增大正反转电机40的输出电流，提高调节正反转电机40对主轴80的阻力，实现降低救援设备的下降速度；若实时下降速度小于安全速度区间，则通过负载调节电路300增大正反转电机40的负载，从而减小正反转电机40的输出电流，降低调节正反转电机40对主轴80的阻力，实现提高救援设备的下降速度。

本实施例通过在传统的救援设备上增加负载调节电路300，实现了对救援设备的实施下降速度进行调节，提高救援设备的使用安全性。

实际应用中，负载调节电路300可以采用多种设置方式，以下列举四种负载调节电路300的具体应用方式，以使本方案更加易于理解，当然本发明的负载调节电路300并不限定只保护这四种具体应用方式，凡是可以实现对正反转电机40的负载进行实时调节的电路，均在本方案的保护范围内。

第一种实施方案，参见图3，负载调节电路包括多个并联连接的负载310和与负载310一一对应连接的第一电子开关320，各第一电子开关320分别单独控制各并联连接的负载回路的通断；各第一电子开关320与控制器100连接。使用时，控制器100根据速度传感器200的速度信号控制各第一电子开关320的通断，实现控制并联接入正反转电机40的负载回路的负载310的数量，从而调节正反转电机的负载。实际应用中，各负载310可以采用阻值相同的电阻，例如救援设备正常工作状态时，有三个第一电子开关320接通（即有三个负载310并联接入正反转电机40的负载回路），当救援设备需要降低速度时，需要增大正反转电机40对主轴80的阻力，因此需要增大正反转电机40的输出电流（即减小正反转电机40的负载），此时控制器100控制其中某个或某些第一电子开关320闭合，增加了并联接入正反转电机40回路的阻抗数量（从三个并联增加到五个并联，使整体的阻值变小），达到增大正反转电机40输出电流的目的。

第二种实施方案，参见图4，负载调节电路包括与正反转电机40输出端连接的负载310、第二电子开关330和占空比控制器340；负载310通过第二电子开关330与救援设备的正反转电机40的输出端连接；第二电子开关330通过占空比控制器340与控制器100连接。工作时，控制器100根据速度传感器200的速度信号控制占空比控制器340对第二电子开关330的通断时间进行控制，通过控制第二电子开关330的通断时间实现控制负载310的通电时间。实际应用中，负载310可以采用大功率电阻，当救援设备需要减速时，只需要延长负载310的通电时间（即延长正反转电机40输出大电流的时间），即延长正反转电机40对主轴的阻尼时间，从而实现对救援设备的减速调节；当救援设备需要提高速度时，只需要减少负载310的通电时间，即减少正反转电机40对主轴的阻尼时间，从而实现提高救援设备的速度。实际应用中，占空比控制器功能可以采用单独的电路实现，也可以集成到控制器（芯片）中实现。

第三种实施方案，参见图5，负载调节电路包括多个并联连接的负载310和与多个负载连接的负载开关350，各负载310的电阻值各不相同；负载开关350与控制器100连接。使用时，控制器100根据速度传感器200的速度信号控制负载开关350选择接通不同阻值的负载310，实现控制接入正反转电机40的负载回路的负载阻值大小，实现调节正反转电机40的工作电流，实现调节救援设备的下降速度。例如负载310设置有5个，其电阻值分别为1-5ω，当救援设备需要减速时，控制器100控制负载开关350接通电阻值为1ω的负载；当救援设备需要加速时，控制器100控制负载开关350接通电阻值为5ω的负载。

第四种方案，负载调节电路包括负载和控制元件；负载通过控制元件与正反转电机的输出端连接；控制元件与控制器连接。工作时，控制器根据速度传感器的速度信号发送控制电压给所述控制元件，控制元件改变经过所述负载的电流大小。实际应用中，控制元件可以采用三极管或者场效应管，三极管或者场效应管的控制极与控制器连接，并由控制器输出控制电压信号，三极管或者场效应管根据控制器的控制电压信号，对通过负载的电流大小进行调节（即调节正反转电机工作回路的负载电阻大小）。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进行优化，新增加另一个对救援设备的下降速度进行实时调节的机制，实现了双重调节效果，进一步增加救援设备的下降速度的可控性，提高救援设备的使用安全性。

参见图6，是带有电动节流阀的速度控制装置的结构简图。本实施例的速度控制装置还包括调节救援设备的活塞阻尼器50的进出气流流量大小的电动节流阀400，该电动节流阀400与控制器100连接。

工作时，控制器100根据速度传感器200的速度信号控制电动节流阀400对救援设备的活塞阻尼器50的进出气流流量大小进行调节，通过改变活塞阻尼器50的进出气流流量大小，实现改变活塞阻尼器50对主轴的阻力，从而实现调节救援设备的实时下降速度。

实际应用中，参见图7，是电动节流阀和活塞阻尼器的结构简图；活塞阻尼器的活塞缸51上设置有气流流通的通孔（图中没有画出），电动节流阀400设置在通孔中，用于调节通孔打开的孔径大小（即调节气流流量的大小），从而调节活塞运动的阻力大小。当然，通孔也可以设置在活塞推板52上，本发明并不限定活塞阻尼器的结构和电动节流阀的设置方式，只要是可以实现通过电动节流阀调节活塞阻尼器的阻力大小的相关方案，均在本申请的保护范围内。

具体的，电动节流阀可以采用市售的电动节流阀结构，当然也可以根据市售的电动节流阀的工作原理，针对具体的救援设备的需求定制合适的电动节流阀。

本实施例通过在实施例1的基础上再次增加电动节流阀，作为对救援设备实时下降速度的第二重调节机制，进一步提高了救援设备实时下降速度的可控性，极大的提高了救援设备的使用安全性。

实施例3

本实施例是对实施例1的优化，主要是考虑到救援设备可能在寒冷的环境中使用，过低的温度会影响锂电池组的充放电性能，从而影响锂电池组的工作状态，使救援设备存储较大使用安全隐患。因此本实施例增加加热电路，用于对救援设备的锂电池组进行加热。

参见图8，是带有加热电路的速度控制装置的结构简图。本实施例公开的速度控制装置还包括对救援设备的锂电池组进行加热的加热电路；该加热电路包括电加热器510、加热开关520和温度传感器530，电加热器510通过加热开关520与救援设备的正反转电机40的输出端连接；加热开关520与控制器400连接；温度传感器530与控制器100连接。

使用时，温度传感器530监测救援设备的锂电池组的实时温度，并将温度信号发送给控制器100；控制器100根据温度传感器530的温度信号控制加热开关520的通断，从而控制电加热器510对锂电池组进行温度调节。

实际应用中，温度传感器530对锂电池组的实时温度进行监测，并将锂电池组的温度信号发送给控制器100，控制器100内部可以设置一个比较器，用于将锂电池组的实时温度信号与预设的温度值进行比较，若将锂电池组的实时温度信号低于预设的温度值，控制器100发送控制信号给加热开关520，使正反转电机40的输出端与电加热器510连通，使电加热器510工作对锂电池组加热。并且，温度传感器530持续对锂电池组的实时温度进行监测，当锂电池组的实时温度恢复高于预设温度值时，控制器100发送控制信号给加热开关520，使正反转电机40的输出端与电加热器510断开，电加热器510停止对锂电池组加热。

具体的，控制器可以采用单片机等控制电路实现，或者采用可编程的控制芯片实现；加热开关可以采用现有的可以根据控制信号进行通断操作的开关产品或电路即可。

具体的，参见图9，是电加热器和锂电池组的结构简图，电加热器510可以采用发热片，利用发热片包裹锂电池组90，并在电加热器510和锂电池组90之间设置绝缘导热层600，防止在工作时，电加热器510对锂电池组90造成影响。当然，电加热器也可以采用发热丝结构，将发热丝缠绕锂电池组90，同样在发热丝和锂电池组90之间设置有绝缘导热层进行隔离。在另外的实施方式中，电加热器也可以不与锂电池组接触，例如可以将锂电池组置于一个空腔中，空腔的内壁上贴有发热片，发热片对空腔的内部空间加热，从而使锂电池组可以在正常的温度下工作。

具体的，绝缘导热层600可以采用已知的具有绝缘导热性能的材料制作即可，例如绝缘纸或者导热塑料等。

本实施例通过在传统的救援设备上增加对锂电池组进行温度控制的加热电路，使救援设备即使在寒冷的环境下工作仍然具有高度的安全可靠性。

另外，该电加热器510同样也可以作为调节正反转电机40的回路负载的一个变化因素。例如，当需要对救援设备进行减速时，并且此时的锂电池组的实时温度低于正常工作温度，则可以优先接通加热电路，电加热器通电对锂电池组进行加热，同时电加热器接通后，并联进入正反转电机40的回路，使正反转电机40的回路负载的电阻值降低，实现对救援设备进行减速。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。