一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置的制造方法
【专利摘要】一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，包括主刹车体外壳、刹车片滑道套、刹车机构、与主刹车体外壳连接的人体安全带，刹车片滑道套分为上刹车片滑道套、下刹车片滑道套，分别连接在主刹车体外壳上下端；主刹车体外壳的横向端设有人体手握的左右固定手柄，安全带与固定手柄配合使用，维护人体安全；主刹车体外壳设有内锥体孔，主刹车体外壳与刹车片滑道套下方开有可置入索道的一直通槽，以供索道进入或卸出；刹车机构置于刹车片滑道套、主刹车体外壳内，通过刹车机构控制对滑索的摩擦力，控制索道装置的下滑速度，可达到快速安全逃生的效果。
【专利说明】
一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置
技术领域
[0001]本发明涉及消防救援、高山救援、娱乐业的素质拓展训练领域，具体的说是一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置。
【背景技术】
[0002]随着城市经济的发展，高楼的数量与日倶增，火灾事故和隐患也逐日增加。在火灾事故中，有相当部分人员死伤的直接原因是盲目跳楼，我国消防应急救援装备能力与高层建筑的快速发展严重失衡。目前消防应急救援装备的高度限制、机动性差，受周边环境影响严重，已经成为影响高楼有效灭火和救援的致命缺陷。
[0003]—、现有救援装置的缺陷
[0004]1、现有的缓降器有几个特点:一是绳索与缓降器为一体，无法分离，使得一次只能逃生一个人;二是对绳索的顶端固定有特殊要求;三是操作复杂，没有受过训练的人根本不懂得怎样使用；四是必须垂直下降。这些共同点不能解决紧急情况下，多人快速逃生的特殊情况，而且在大火封楼，浓烟和烈火从窗户向外冒出，且墙面环境(如空调，防盗网、晒衣架等)复杂的情况下，不可能垂直下降。
[0005]2、很多产品如消防水罐车、消防云梯车等，体积庞大、成本高、机动性差。它们作业之前还需要支腿和平衡，升降幅度大，升降速度慢，其灵活性、稳定性都有一定的限制，不能满足逃生救援的需要。对于更高的高层建筑火灾来说，只能是“望楼兴叹”。
[0006]在高层建筑的数量迅猛增长的同时，而楼层高度也在不断刷新。随着这些高层建筑的使用年限增长，因电器老化等原因导致火灾的隐患也在增加。超高层居住量大，人流量也大，一旦发生突发灾难，后果不堪设想，短时间内救援大量人群的工作异常困难。
[0007]面对这种情况，传统的登高消防车已经远远不能胜任。消防车的高度越高，自身重量就越大，体积也越大，最高工作时的有效载荷就越小，而且应急救援行动也越不便。因此，直升机因其具有机动性强、动作迅速、不受楼层高度限制等特性，而逐渐成为消防救援最有效的武器。
[0008]二、消防救援的原则及现有直升机直接救援的缺陷
[0009]根据汶川地震救援工作总结一套救援原则，也适应于消防救援领域:
[0010]⑴救援者自身的安全原则
[0011]保全救援力量是确保后续救援工作稳步进行的前提条件。在灾难突发时，各种救援资源显得异常紧张，保存现有救援力量显得尤其重要。
[0012]⑵救援的时效性原则
[0013]高楼火灾与地震等其它灾害不同，一旦发生火灾，处理不及时，便会向更高楼层迅速漫延，温度越来越高，有毒烟气越来越大，对被救都造成越来越大的心理恐慌，因此必须在最短的时间内，转移大量的被救人员。
[0014]⑶投入最小，收获最大的原则
[0015]众所周知，发现火灾越早，投入消防的资源越多，火灾越易控制，损失越小。直升机作为高楼消防救援的稀缺资源，应尽可能将其用于消防的关键环节，减少不必要的占用，提高利用效率。消防人员作为消防中最重要的有生力量，也应尽可能的投入到火势的控制中去，减少不必要的占用。总之，应以尽可能少投入获得尽可能大的回报。
【发明内容】
[0016]针对上述问题，本发明提供一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，以解决上述问题的至少一个方面。
[0017]—种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，包括主刹车体外壳、刹车片滑道套、刹车机构、与主刹车体外壳连接的人体安全带，刹车片滑道套分为上刹车片滑道套、下刹车片滑道套，分别连接在主刹车体外壳上下端;主刹车体外壳的横向端设有人体手握的左右固定手柄，安全带与固定手柄配合使用，维护人体安全;主刹车体外壳设有内锥体孔，主刹车体外壳与刹车片滑道套下方开有可置入索道的一直通槽，以供索道进入或卸出；刹车机构置于刹车片滑道套、主刹车体外壳内，通过刹车机构控制对滑索的摩擦力，控制索道装置的下滑速度。
[0018]所述刹车片滑道套上设有控制刹车机构滑动与卡合索道的“L”形导滑道。
[0019]进一步，本发明还包括在滑索上引导滚动的导轮组件，导轮组件与刹车片滑道套连接。导轮组件分为上端导轮组件、下端导轮组件，下方均开有可置入滑索的直槽，上端导轮组件连接在上刹车片滑道套的另一端，下端导轮组件连接在下刹车片滑道套另一端，导轮的滚轮面与滑索接触，在斜拉索道上滚动，两导轮组件的两点确定一条直线，以确保滑索位于装置中间部段严格处于主刹车体外壳轴心线处。
[0020]所述刹车机构设有两组，对称布置在主刹车体外壳两侧，刹车机构包括刹车片、刹车控制线、活动控制柄及固定螺栓组件;活动控制柄固定在主刹车体外壳两侧的固定手柄上，通过两根刹车控制线与两个刹车片相连，两根刹车控制线与两块刹车片之间有两根受压弹簧，受压弹簧一端顶在下端导轮组件上，另一端顶在刹车片的大端，对刹车片提供向小端运动的预压力。
[0021]固定螺栓组件设在刹车片上，包括固定螺栓、穿过螺栓的垫圈、弹簧及未端固定弹簧的螺母，每块刹车片两端分别外伸有两个固定螺栓，固定螺栓可在刹车片滑道套中的“L”形导滑道中上下滑动，螺栓上的弹簧一端置于刹车片滑道套外圆表面，与垫圈接触，另一端被螺母固定在螺柱上。
[0022]由此，两刹车片向上旋转合拢时，其下部会出现与主刹车体外壳下方直通槽对应的开口，装置可以直接放在索道上或从索道上取下，完成装卸操作;两刹车片向下旋转到工作位置时，两侧的锲紧力对称绕在索道两侧，索道便不能与装置分离，完成装卡动作;活动控制柄上未施加力时，靠刹车片大端受压弹簧力和下滑运动时索道对刹车片向上的摩擦力，使得上述锥体配合向小端运动，装置越锲越紧，从而起到缓降的作用；活动控制柄上施加力时，锥体配合向大端运动，使得两刹车片松开中心索道，同时刹车片在外伸的固定螺栓组件上受压弹簧力作用下，向外贴紧主刹车体外壳的内锥表面，装置可下滑运动。下滑速度由活动控制柄来调节。
[0023]进一步，安全带圈绕卡固在主刹车体外壳表面，位于主刹车体外壳下端外表面的凸出加强筋与固定手柄之间。装置装卡入索道前或使用完毕从索道上卸下前，必须先将卡固的柔性安全带卸下；装置装卡入索道或从索道上卸下后，必须将柔性安全带圈绕卡固在主刹车体外壳外表面，柔性安全带另一端与穿戴有市面上通用的安全套服相连，传递被救者全部自重由此安全带传递于主刹车体外壳外表面，主刹车体外壳外表面再通过两个导轮组件将被救者的垂直向下重力传递到钢索上。
[0024]被救者下滑过程中，两手紧握两侧的固定手柄，两侧的固定手柄并不传递其自身重力，只是防止被救者绕中间的安全带旋转，同时通过固定手柄上的活动控制柄来调节下滑速度。
[0025]本发明的有益效果是:
[0026]1、安全性更高，使用更可靠。
[0027]I)通过改进夹紧方式，直接而有效将被救者的制动力传递到绳索上，它的失效直接导致装置的失效。因为钢索柔韧性差，所以它不能被夹紧成弯曲状态，本装置夹紧后仍应保持直线状态。
[0028]2)改进绳轮咬合绳索的结构，适应钢索的摩擦系数小的缺陷。钢索的摩擦系数比尼龙绳索小得多，涂上防锈润滑油后摩擦系数更小，而摩擦阻力是决定本缓降装置成败的关键，因此必须想办法增加摩擦系数，提高摩擦阻力。
[0029]3)通过直接锲紧，避免旧装置经过多个环节才将力传递到绳索上的缺陷，中间环节越多，任何一环节出差错，都会影响整体的安全性，故本装置安全性更高。
[0030]4)钢索比普通尼龙绳索更适合于火灾特殊救援工况，遇到火灾时，大火会使尼龙绳索熔断，而钢索的熔点高，承载能力更强，因而安全性更高。
[0031]2、重量轻:本装置经过优化，采用铝材的话，其总重量，其重量估计在1.5kg左右，使用更轻。
[0032]3、结构更简单、制造装配更简单、成本更低:本装置各类零件的总数在20个左右，结构简单，因而制造更简单、装配更容易，故相应的成本也会更低，估计批量生产后，单件成本在100 — 200元之间。
[0033]4、救援效率更高:改进设计，提高逃生救援运输能力。通过装卡，实现缓降装置与索道分离，可实现多人同时共用一条索道下滑，装卡简单，通流量大，提高救援效率，速度快而且可以控制，正常循环运转后，粗略估计10秒可降一人。本装置使其适应更多人同时共用同一条索道，无须手工夹紧装置，只要钢索能承受多少人，就能允许多少人同时共用该索道，大大提升救援效率。
[0034]5、操作更方便，缓降效果更显著:由于本装置使用过程中，不需要过多用手工张开装置和夹紧装置，只需往索道上一靠即可，因而操作过程更方便，效率更高，模仿电动自行车、摩托车的驾驶原理，操作方便，无须培训即可使用。。
[0035]6、不受楼层高度限制，无论楼层有多高，通过增长绳索的长度，都可到达地面。
[0036]7、对索道两端固定无特殊要求，采用斜拉索道下降，可临时机动根据场地要求，搭建速降逃生索道。
[0037]8、循环使用，社会成本低:本装置放于消防部门，通过遥控飞机送至楼顶，实现循环使用，大大降低了装置的数量。
【附图说明】
[0038]图1是本发明的立体图及分解视图；
[0039]图2是本发明刹车片装卡绳索时外部及内部结构示意图；
[0040]图3是本发明装卡绳索后至正常下滑运行时外部及内部结构示意图；
[0041 ]图4是本发明主刹车体外壳组件；
[0042]图5是本发明下、上端导轮组件的结构；
[0043 ]图6是本发明上、下端滑道套组件；
[0044]图7是本发明圈卡安全带后，下部直通槽变化情况。
[0045]1-钢索；2-下端导轮组件；3-下刹车片滑道套;4-刹车控制线；5-刹车片；6-安全带;7-活动控制柄;8-固定手柄;9-上刹车片滑道套；10-上端导轮组件；11-固定螺栓组件；12-主刹车体外壳。
【具体实施方式】
[0046]下面结合【附图说明】和实施例对本发明作进一步说明。
[0047]如图1-图7，一种基于各类钢索的速降逃生救援索道装置，包括主刹车体外壳12、刹车机构、刹车片滑道套及安全带6。主刹车体外壳两侧对称布置两个固定手柄，主刹车体外壳有内锥体孔，下方开有可置入滑索的直通槽。
[0048]刹车片滑道套分为上刹车片滑道套9、下刹车片滑道套3，分别连接在主刹车体外壳12上下端，每个刹车片滑道套上对称设有两个“L”形导滑道，且下方均开有可置入滑索的直通槽。
[0049]在本实施例中，导轮组件分为上端导轮组件10、下端导轮组件2，下方均开有可置入滑索的直槽，上端导轮组件10连接在上刹车片滑道套9的另一端，下端导轮组件2连接在下刹车片滑道套3另一端，导轮的滚轮面与滑索接触，在斜拉索道上滚动，两导轮组件的两点确定一条直线，以确保滑索I位于装置中间部段严格处于主刹车体外壳轴心线处。
[0050]在主刹车体外壳外圆柱表面上有一柔性安全带6，位于主刹车体外壳12下端外表面的凸出加强筋与固定手柄8之间。在装置装卡索道时，柔性安全带6未圈绕在主刹车体外壳12上；当装置装卡于索道完毕后，安全带6—端通过卡头圈绕固定在主刹车体外壳12上，另一端与穿带有安全套装置(市面上通常的高楼作业安全服套)的被救者相连，被救者的体重通过安全带6传递到主刹车体外壳上，主刹车体外壳再将重力通过上、下两导轮组件(2，10)的导轮传递钢索I上，上、下两导轮组件(2，10)既将被救者的垂直向下重力传递到钢索I上，同时又为装置的下滑起导向作用。
[0051]本发明装卡钢索I前与装卡钢索I后装置外观及刹车片所处状态如2所示，装卡前装置下方的直通槽是贯通的，两块刹车片向上并拢(如图2中的)，此时刹车片上伸出刹车片滑道套的立柱处于“L”形导滑道索道上端，两块刹车片处于上端贴紧状态，索道可从下方直通槽进入装置或从装置中卸下;装卡后装置下方的直通槽被圈绕在主刹车体外壳的柔性安全带6阻断，同时两刹车片对称夹紧索道两侧，此时刹车片上伸出刹车片滑道套的固定螺栓处于“L”形导滑道索道下端，索道不能与装置分开。
[0052]刹车机构包括两个活动控制柄7、两根刹车控制线4、两块刹车片5及固定螺栓组件11，结构左右完全对称，对称布置在主刹车体外壳12两侧；固定螺栓组件11包括固定螺栓、穿过螺栓的垫圈、弹簧及未端固定弹簧的螺母，固定螺栓设在每块刹车片的两端，两个固定螺栓分别在上刹车片滑道套9、下刹车片滑道套3—侧的两个“L”形导滑道上下滑动，两固定螺栓伸出刹车片滑道套的部分安装垫圈和两根受压弹簧;螺栓上的弹簧一端置于刹车片滑道套外圆表面，与垫圈接触，另一端被螺母固定在螺柱上，每个刹车片上有上、下两组这样外伸的固定螺栓组件，该弹簧受压。两根受压弹簧一端通过垫圈压紧在刹车片滑道套外表面上，另一端通过立柱上的螺母作用在刹车片上，在两受压弹簧的弹力作用下，刹车片向外紧贴主刹车体外壳的内锥体孔表面，综上:每块刹车片在三根受压弹簧弹力作用下，既有向小端运动锲紧索道的趋势(大锥端部受压弹簧作用)，也有向轴线外侧运动(伸出刹车片滑道套立柱端部的两根受压弹簧作用)，紧贴主刹车体外壳内锥孔松开锲紧纲索的趋势。
[0053]其中活动控制柄7固定在主刹车体外壳12两侧的两个固定手柄8上，通过两根刹车控制线4(刹车控制线4结构与自行车刹车线一样)与两个刹车片5的大圆锥端相连，两根刹车控制线4与两块刹车片5大圆锥端之间有两根受压弹簧，受压弹簧一端顶在下端导轮组件2上，另一端顶在在刹车片的大端，对刹车片提供向小端运动的预压力，两块刹车片置于刹车片滑道套、主刹车体外壳内。
[0054]如图2，所述刹车片5由两块均为120°左右的扇形块组成，两刹车片5外部有锥体，与主刹车体外壳12的内锥孔配合，两个圆锥面均为下端粗大，上端细小;两刹车片5内部有圆柱形孔，对称夹紧在滑索上;刹车片上还设有外伸的固定螺栓，固定螺栓可在“L”形导滑道中上下滑动;刹车控制线4 一端连接刹车片的大端，另一端连接活动控制柄7。
[0055]具体操作过程如下:
[0056]1.当火灾发生时，通过多功能遥控直升机迅速赶到救援现场(此现场常常是救援人员不能到达，也无法快速到达的)，抛下本救援设备及钢索I，在高楼上有避雷针、水泥柱等固定物上固定好钢索I 一端，抛下钢索I另一端(或由多功能遥控飞机斜拉钢索I至较矮楼房的楼顶)，由另一端人员快速固定，临时建立快速逃生索道。娱乐业的素质拓展训练领域中有现成的索道，可以不必架设。
[0057]2.被救人员穿好安全带6，此时柔性安全带6未固定在主刹车体外壳表面，如图2左上图所示，将刹车片伸出刹车片滑道套的立柱定位在“L”形滑道下部上端，打开本设备，此时装置内部刹车片位置如左下图所示，两块刹车片的上端处于贴紧状态，两块刹车片的下端有一空隙，整个装置下方有一直通槽如右上图所示，可供索道装入或从索道上卸下。
[0058]装入索道后外部和内部结构如图3左图，将刹车片伸出刹车片滑道套的立柱向“L”形滑道下部拔动，此时刹车片会在大端部受压弹簧的作用下，向小端运动，此时刹车片伸出刹车片滑道套的立柱由左上图变至中上图，其内部结构也由左下图变为中下图；将被救者穿戴好安全套的另一端圈绕固定在主刹车体外壳表面，即可迅速从高空上安全跳下；
[0059]跳下时，由于索道给装置的摩擦力向上，它带动刹车片相对于主刹车体外壳向上运动，装置自动锲紧，被救者处于固定不动状态，装置的外部图形及内部结构如图3中图位置，刹车片锲紧滑索。注意此时两刹车片不再相互接触，而只从滑索的两侧对称夹紧滑索。
[0060]双手通过捏紧两侧刹车手柄，通过两刹车线带动两刹车片向大端运动，此时装置的外形和内部结构如图3的右图所示，此时，在立柱外端的预压弹簧的作用下，向主刹车体外壳的外侧贴紧，两刹车片松开中间的索道，装置及被救者加速下滑。
[0061]在下滑过程中根据骑自行车、电动车等的经验，调整运动速度，有所不同的是:不捏紧刹车手柄时，装置静止;捏紧刹车手柄时，装置开始运动。
[0062]3.到达安全地点后，取下装置，通过多功能遥控飞机将其运往待救现场，以实现循环使用。
[0063]刹车机构关键结构为活动刹车片与主刹车体外壳的配合锥面，其锥度的大小影响锲紧和调速功能。
[0064]所述滑索它不仅适合于钢索I，也适合于尼龙钢索I或者其他类型的高韧性钢索I。
[0065]本实施例中，主刹车体外壳12上固定槽，用于连接安全带6，使用时，使用者带上安全带6，使用者握紧固定手柄8，下滑速度由活动控制柄7来调节。两刹车片向上旋转合拢时，其下部会出现与主刹车体外壳下方直通槽对应的开口，装置可以直接放在索道上或从索道上取下，完成装卸操作；两刹车片向下旋转到工作位置时，两侧的锲紧力对称绕在索道两侧，索道便不能与装置分离，完成装卡动作;活动控制柄7上未施加力时，靠弹簧力和下滑运动时索道对刹车片的摩擦力，使得上述锥体配合向小端运动，装置越锲越紧，从而起到缓降的作用;活动控制柄7上施加力时，锥体配合向大端运动，使得两刹车片松开中心索道，装置可下滑运动。
[0066]圈绕卡固安全带前后下方直通槽变化情况如图7，取下安全带后下方直通槽与外界是贯穿的如左图，装上安全带后下方直通槽与外界是不贯穿的如右图。
[0067]以上仅为本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可进行若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:包括主刹车体外壳、刹车片滑道套、刹车机构、与主刹车体外壳连接的人体安全带，刹车片滑道套分为上刹车片滑道套、下刹车片滑道套，分别连接在主刹车体外壳上下端;主刹车体外壳的横向端设有人体手握的左右固定手柄，安全带与固定手柄配合使用，维护人体安全与平衡;主刹车体外壳设有内锥体孔，主刹车体外壳与刹车片滑道套下方开有可置入索道的一直通槽，以供索道进入或卸出；刹车机构置于刹车片滑道套、主刹车体外壳内，通过刹车机构控制对滑索的摩擦力，控制索道装置的下滑速度。2.根据权利要求1所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:刹车片滑道套上设有控制刹车机构滑动与卡合索道的“L”形导滑道。3.根据权利要求1所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:还包括两组导轮组件，导轮组件分为上端导轮组件、下端导轮组件，下方均开有可置入滑索的直槽，上端导轮组件连接在上刹车片滑道套的另一端，下端导轮组件连接在下刹车片滑道套另一端，导轮的滚轮面与滑索接触，在斜拉索道上滚动，两导轮组件的两点确定一条直线，以确保钢索位于装置中部段处于主刹车体外壳轴心线处。4.根据权利要求1所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:刹车机构设有两组，对称布置在主刹车体外壳两侧，刹车机构包括刹车片、刹车控制线、活动控制柄及固定螺栓组件;活动控制柄固定在主刹车体外壳两侧的固定手柄上，通过两根刹车控制线与两个刹车片相连，两根刹车控制线与两块刹车片之间有两根受压弹簧，受压弹簧一端顶在下端导轮组件上，另一端顶在刹车片的大端，对刹车片提供向小端运动的预压力。5.根据权利要求4所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:固定螺栓组件设在刹车片上，包括固定螺栓、穿过螺栓的垫圈、弹簧及未端固定弹簧的螺母，每块刹车片两端分别外伸有两个固定螺栓，固定螺栓可在刹车片滑道套中的“L”形导滑道中上下滑动，螺栓上的弹簧一端置于刹车片滑道套外圆表面，与垫圈接触，另一端被螺母固定在螺柱上。6.根据权利要求2或5所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:固定螺栓分别在上刹车片滑道套、下刹车片滑道套一侧的两个“L”形导滑道上滑动，两固定螺栓伸出刹车片滑道套的部分分别设有垫圈和两根受压弹簧，两根受压弹簧一端通过垫圈压紧在刹车片滑道套外表面上，另一端通过固定螺栓上的螺母作用在刹车片上，在两受压弹簧的弹力作用下，刹车片向外紧贴主刹车体外壳的内锥体孔表面。7.根据权利要求4所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:刹车片由两块均为120°的扇形块组成，外部有锥体，与主刹车体外壳的内锥孔配合，两个圆锥面均为下端粗大，上端细小;两刹车片内表面共同构成圆柱形，对称夹紧在滑索上。8.根据权利要求1所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:安全带位于主刹车体外壳下端外表面的凸出加强筋与固定手柄之间。9.根据权利要求1或4所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:两块刹车片向上并拢时，刹车片伸出刹车片滑道套的固定螺栓处于“L”形导滑道索道上端，两块刹车片处于上端贴紧状态，索道可从下方直通槽进入装置或从装置中卸下。10.根据权利要求1或4所述的一种基于各类绳索的速降逃生救援索道装置，其特征在于:两刹车片向下旋转时，刹车片伸出刹车片滑道套的固定螺栓处于“L”形导滑道下端，两侧的锲紧力对称绕在索道两侧，索道不能与装置分离，完成装卡动作。
【文档编号】A62B1/14GK106075751SQ201610559970
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月16日
【发明人】陶表达
【申请人】湖北第二师范学院