专利名称：一种高楼救生缓降器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及救生设备，具体地说，本实用新型涉及一种高楼救生缓降器。
背景技术：
随着现代社会高速发展，城市化进程进一步加快，高层建筑越来越多，然而一旦发生地震、火灾等危机情况时，住在高楼上的人们便很难逃脱。尤其是当楼梯、电梯被封锁无法使用，为了争取更多的逃生时间，人们往往会选择从窗户、阳台或屋顶下降到地面逃生。 但由于楼层太高，如果没有合适的逃生装置，反而会造成更大的人员伤亡。所以现需要有一种能够解决住在都市高层建筑的人们当发生地震、火灾等紧急事件时能逃生自救问题的设备。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高楼救生缓降器，用以解决住在都市高层建筑的人们当发生地震、火灾等紧急事件时能逃生自救问题。为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种高楼救生缓降器，包括外壳、下降带、固定设在外壳内部的中轴以及设在外壳内部的并横向支撑在中轴上转动的阻尼部件，外壳在外部通过支撑装置支撑固定在高处，下降带的一端从外壳内伸出绑缚在人体上，另一端卷绕在阻尼部件的阻尼输出端。所述阻尼部件包括圆筒件和固定连接在圆筒件两端的下降带缠绕轴，圆筒件通过下降带缠绕轴支撑在所述中轴上，所述下降带卷绕在下降带缠绕轴上，圆筒件的内部沿轴向被分割成多个圆弧形的气缸，在各气缸的缸壁上设有连通外部气压的多个排气微孔，在各气缸内部有与其配合的排气活塞，各排气活塞连接有环形连杆，各环形连杆的伸出气缸的端部设有止动件，各气缸、排气活塞和环形连杆形成一组作业模块。所述排气微孔设在所述气缸的靠近尾部的缸壁上，在气缸内靠近尾部的位置还设有沿气缸内壁滑动的气压感应阀，气压感应阀通过弹性件与气缸的底端连接，气压感应阀通过其上的侧环与气缸内壁相嵌套，在侧环上设有排气口，在气缸内气压发生变化时，气压感应阀会随之沿气缸内壁滑动，随着气压感应阀滑动到不同的位置，侧环上的排气口会与气缸的缸壁上不同数量的排气微孔重合，使一部分的排气微孔被气压感应阀的侧环遮盖住，其余的排气微孔通过排气口连通外部气压。所述排气微孔在气缸壁上的分布满足如下条件在额定的排气状态气压范围内，气缸内气压变化时处于排气状态的排气微孔数目与参与排气的单个排气微孔排气速度之间成反比；基于处于排气状态的排气微孔数目和参与排气的单个排气微孔排气速度都是气缸内气压的函数，满足所述条件的排气微孔在气缸壁上的分布函数可以通过空气动力学知识和实验数据求得。所述排气微孔在所述气缸的缸壁上的分布根据实验数据进行设定，首先，预设所述下降带的缠绕半径为r，预设下降带的额定下降速度为V，则所述圆筒件的额定转动角速度为m = -(mdrs);预设所述排气活塞在对气缸的一次完整排气中与气缸的缸壁产生相对
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滑动所经历的弧度为w (rad)，排气微孔为孔径为Imm左右的圆形孔；实验用气缸要求尚未开设排气微孔且虽在侧环上开设排气口但先预设排气口在侧环的排气口边界上边线的位置而不预设排气口边界的下边线的位置；具体的实验数据及推导结果通过如下的步骤进行确定第一步在实验用气缸靠近尾部的缸壁上开设一个实验用排气微孔；第二步设定处于排气状态时的实验用气缸内的气压分别为Pi、p2、p3、……、pn时，测量实验用排气微孔在一次完整排气作业中所用排气时间分别对应为ti、t2、t3、……、tn，其中Pi、Pn分别为预设的缓降作业时气缸的最小额定气压和最大额定气压；·第三步设定处于排气状态时的实验用气缸内气压分别为Pl、p2、p3、……、Pn时，测量气压感应阀上的排气口的排气口边界的上边线分别对应的位置，并沿弧线路径以自然坐标法记录排气口边界的上边线的坐标分别为Xl、X2> x3>……、Xn ；第四步根据以上实验数据来确定排气口边界的下边线当气缸内气压为P1时排气口边界的下边线对应的位置坐标应在Xn之下并记其坐标为XN，Xn与Xn之间的气缸的缸壁以恰能布置一排排气微孔为准；由此排气口的上、下边线间的弧长为Xn-X1 ;同时设定排气口边界的上边线距侧环的上边缘的弧长要大于Xn-X1 ；第五步根据以上数据得出气缸的缸壁上应设有排气微孔数目为^，全部
W
处于4和％坐标之间；其中处于4和&坐标之间的排气微孔数目为，处于
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Oxir1 — I)
&和巧坐标之间的排气微孔的数目为-，处于Xu和Xz坐标之间的排气微孔的
数目为，u < Z < n，且U、Z取正整数，处于Xn和Xn坐标之间的排气微孔的数
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目为H·。当实验时气缸内气压取值次数较多且相临气压间隔较小时，可以较理想地获得气缸壁靠近尾部的外层缸壁沿弧线路径以自然坐标法记录的排气微孔坐标分布。在各组所述作业模块中，所述止动件为沿所述圆筒件的径向设置的两个活塞连齿，在所述环形连杆的伸出气缸的端部连接有一套筒，两活塞连齿放置在此套筒内，在两活塞连齿之间还设有弹簧，在所述中轴的外表面上对应该组作业模块的位置处设有伸出的内层凸齿，在所述外壳的圆形内壁上对应该组作业模块的位置处设有伸出的外层凸齿，弹簧将两活塞连齿朝相反方向推动，两活塞连齿伸出圆筒件并分别抵靠在中轴的外表面上的内层凸齿上和外壳的内壁上的外层凸齿上。所述活塞连齿的伸出的端部为楔形结构，在所述气缸的端部侧壁上设有伸出的两个圆滑突起，在气缸排气作业快结束时，两个圆滑突起会分别同时触及两个活塞连齿上的倾斜面，通过挤压促使该对活塞连齿回缩直至绕过所述内层凸齿和外层凸齿。所述排气活塞通过活塞复位弹簧进行复位，活塞复位弹簧一端抵在所述气缸的底端上，另一端抵在所述套筒上，在所述圆筒件内设有对活塞复位弹簧进行导向的圆弧形的导芯，在排气活塞上还设有供气缸在复位中进气的进气阀。各组所述作业模块分别对应有一对所述内层凸齿和一对所述外层凸齿，所述的一对内层凸齿和一对外层凸齿共4个凸齿都位于过所述中轴轴心的沿中轴径向的一条凸齿线上。 所述作业模块组数不少于8组，各相邻作业模块的所述凸齿线(11)以所述中心轴线(I)为轴心保持同角度的顺次错位，且各相邻作业模块的所述凸齿线(11)之间的错位角度之和为π (rad)，所述排气活塞(102)在一次排气作业中与气缸内壁产生相对滑动的弧度小于(rad)。所述外壳为圆柱体，在外壳上设有连通外壳内部气压与外部气压的镂孔。所述下降带缠绕轴通过轴承支撑在所述中轴上。本实用新型的有益效果是1、体积较小，适合在各种高楼救生环境下使用；2、缓降速度与体重无关，不需区别设置，适应于不同体重的救生人群；3、利用匀速排气产生阻尼模式安全稳定，不存在依赖滑动摩擦或齿轮咬合等模式而可能产生的打滑、咬合不当或卡死等隐患；4、缓降过程中被救人员不需要做任何操作，简单实用。
图I是本实用新型的缓降器的外部结构示意图；图2是本实用新型的缓降器的剖视图；图3是图2中缓降器中的A-A剖面图；图4是本实用新型的缓降器各作业模块的凸齿线的分布布置图；图5是本实用新型的缓降器中气缸处于额定的排气状态最小气压时的B-B剖面图；图6是本实用新型的缓降器中气缸内的气压超过额定最小气压时的B-B剖面图；上述图中的标记均为1、中心轴线；2、下降带；3、下降带出口 ；4、镂孔；6、圆筒件、轴承；8、下降带缠绕轴；91、内层凸齿；92、中轴；93、外层凸齿；94、外壳；101、气缸;1011、排气微孔;1012、圆滑突起;102、排气活塞;1021、进气阀;103、环形连杆;1031、连杆导轨;104、活塞连齿;1041、套筒;1042、弹簧;105、活塞复位弹簧;1051、导芯;106、气压感应阀;1061、侧环;10611、排气口 ;10612、排气口边界;10613、上边线;10614、下边线；1062、气压感应阀弹簧；11、凸齿线；1101、第一组作业模块的凸齿线；1102、第二组作业模块的凸齿线；1103、第三组作业模块的凸齿线；1104、第四组作业模块的凸齿线；1105、第五组作业模块的凸齿线；1106、第六组作业模块的凸齿线；1107、第七组作业模块的凸齿线；1108、第八组作业模块的凸齿线；1109、第九组作业模块的凸齿线；1110 :第十组作业模块的凸齿线。
具体实施方式
[0031]如图I和图2所示为本实用新型的一种高楼救生缓降器，其包括外壳94、下降带2、固定设在外壳94内部的中轴92以及设在外壳94内部的并横向支撑在中轴92上转动的阻尼部件，外壳94在外部通过支撑装置支撑固定在高处，下降带2的一端从外壳94上的下降带出口 3伸出绑缚在人体上，另一端卷绕在阻尼部件的阻尼输出端，通过阻尼部件的阻尼作用，确保下降带2缓慢下降，实现逃生功能。在逃生使用时，可将缓降器固定在配套的空中伸出支撑装置上与之一并使用，确保缓降作业时该缓降器能够伸出窗外伸入空中且处于可靠支撑状态。空中伸出支撑装置可以固定在窗外墙上，也可以固定在正对窗口的天花板上，在使用时通过滑道部件滑出窗口并悬于空中，但要确保仍处于可靠支撑状态。下降带2外部可连接救生服，救生服按连衣短裤式样设计，两条下降带2与救生服的前后上襟相连，在上襟胸部和腰部分别连有能扣紧的安全带；下降带2及救生服都由宽而薄但具有较好韧性和较强承重能力、耐火性能良好的柔软材料制成。缓降前，逃生者穿上与下降带2相连的救生衣并扣好胸部和腰部的安全带，然后从窗口跳下即可。采用上述结构的缓降器体积较小，适合在各种高楼救生环境下使用，缓降速度与体重无关，不需区别设置，适应于不同体重的救生人群；利用阻尼部件的阻尼模式，安全稳定，不存在依赖滑动摩擦或齿轮咬合等模式而可能产生的打滑、咬合不当或卡死等隐患；缓降过程中被救人员不需要做任何操作，简单实用。实施例I阻尼部件作为缓降器实现缓降功能的核心作业部分，如图2和图3所示，本实施例的缓降器的阻尼部件可以为如下结构阻尼部件包括圆筒件6和固定连接在圆筒件6两端的下降带缠绕轴8，圆筒件6通过下降带缠绕轴8支撑在中轴92上，下降带2卷绕在下降带缠绕轴8上，圆筒件6的内部沿轴向被环形隔壁分割成多个圆弧形的气缸101，气缸101大致为半圆弧形，相邻气缸101间互不通透，在各气缸101的缸壁上设有连通外部气压的多个排气微孔1011，在各气缸101内部有与其配合的排气活塞102，各排气活塞102连接有环形连杆103，各环形连杆103的伸出气缸101的端部设有止动件，各气缸101、排气活塞102和环形连杆103形成一组作业模块。在缓降器工作时，下降带2下拉给予圆筒件6 —旋转驱动力，止动件在一端阻止环形连杆103运动，从而使排气活塞102保持不动，气缸101作为主动件使排气活塞102对气缸101内气体进行挤压，气体通过排气微孔1011排出，在排气过程中会产生相反的阻尼作用力，从而能减缓下降带2的下降速度，使逃生者能够安全缓慢下降，气缸101的排气速度决定着圆筒件6的转动角速度，也决定着缓降器的缓降速度。缓降器的各作业模块包含的气缸101刚性连接且在垂直中心轴线I的平面投影上相重合。实施例2如图3、图4和图5所示，实施例I中阻尼部件的排气微孔1011设在气缸101的靠近尾部的外层缸壁上，此处接近气缸101的最末端，排气微孔1011设在此位置使气缸101的排气行程最大。在气缸101内靠近尾部的位置还设有沿气缸101内壁滑动的气压感应阀106，气压感应阀106通过气压感应阀弹簧1062与气缸101的底端连接(排气活塞102插入端为气缸101的头端，与头端相对的另一端为气缸101的底端)，气压感应阀106通过其上的侧环1061嵌套在气缸101的内壁上，侧环1061为气压感应阀106上的与气缸101的内壁紧密贴合的圆弧形侧壁，侧环1061使气压感应阀106与气缸101的内壁紧密贴合并可沿气缸101内壁滑动，并可沿气缸101内壁滑动，在侧环1061上还开有排气口 10611。在缓降器工作时，气缸101内气压会发生变化，气压感应阀106会随着气缸101内气压的变化由压力推动挤压气压感应阀弹簧1062，使气压感应阀106沿气缸101内壁滑动，随着气压感应阀106滑动到不同的位置，气压感应阀106的侧环1061上的排气口 10611会与气缸101的缸壁上不同数量的排气微孔1011重合，使一部分的排气微孔1011被气压感应阀106的侧环1061遮盖住，其余的排气微孔1011通过排气口 10611连通外部气压，即如图5和图6所示，图5所示为气缸101处于额定的排气状态最小气压时的剖面图，此时的排气微孔1011全部参与排气工作，图6所示为气缸101内的气压超过额定最小气压时剖面图，此时仅有与排气口 10611重合的一小部分排气微孔1011参与排气工作。在气缸101内气压变化时，气压感应阀106的侧环1061上的排气口 10611与气缸101壁上不同范围内的排气微孔1011重合，即气压感应阀106的侧环1061上的排气口 10611位置决定参与排气作业排气微孔1011数量；通过科学方法决定排气微孔1011数目在气缸101壁上沿排气口 10611滑动方向上的合理分布，能够实现气缸101内气压在额定范围内变化时参与排气作业的排气微孔1011数目与单个排气微孔1011排气速度之间成反比，以保持气缸101的排气速度恒定不变；这样就使得圆筒件6的转动角速度不受缓降器的外部驱动力变化而保持恒定，达到缓降器匀速缓 降的目的，使逃生者能平稳的降落。为了实现排气时气缸101的排气速度不随气缸101内气压变化而保持恒定，就要合理确定排气微孔1011在气缸101的缸壁上的数目分布。所述排气微孔1011在所述气缸101的缸壁上的分布根据实验数据进行设定，首先，预设下降带2的缠绕半径为r，预设下降
带2的额定下降速度为V，则所述圆筒件6的额定转动角速度为=;预设所述
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排气活塞102在对气缸101的一次完整排气中与气缸101的缸壁产生相对滑动所经历的弧度为w (rad),排气微孔1011为孔径为Imm左右的圆形孔；除下述要求外,实验用气缸与本缓降器的气缸101 —致实验用气缸要求尚未开设排气微孔1011且虽在气压感应阀106上开设排气口但先预设排气口 10611在气压感应阀侧环1061的上边线10613的位置而不预设排气口 10611的下边线10614的位置；然后具体的实验数据及推导结果通过如下的步骤进行确定第一步在所述实验用气缸靠近尾部的缸壁上开设一个实验用排气微孔；第二步设定处于排气状态时的实验用气缸内的气压分别为Pi、P2、P3、……、pn时，测量实验用排气微孔在一次完整排气作业中所用排气时间分别对应为h、t2、t3、……、tn，其中Pi、Pn分别为预设的缓降作业时实验用气缸的最小额定气压和最大额定气压；第三步设定处于排气状态时的实验用气缸内气压分别为Pl、p2、p3、……、Pn时，测量气压感应阀106上的排气口 10611的排气口边界10612的上边线10613分别对应的位置，并沿弧线路径以自然坐标法记录排气口边界10612的上边线10613的坐标为Xl、x权利要求1.一种高楼救生缓降器，其特征在于所述缓降器包括外壳(94)、下降带(2)、固定设在外壳(94)内部的中轴(92)以及设在外壳(94)内部的并横向支撑在中轴(92)上转动的阻尼部件，外壳(94)在外部通过支撑装置支撑固定在高处，下降带(2)的一端从外壳(94)内伸出绑缚在人体上，另一端卷绕在阻尼部件的阻尼输出端。
2.根据权利要求I所述的高楼救生缓降器，其特征在于所述阻尼部件包括圆筒件(6)和固定连接在圆筒件(6)两端的下降带缠绕轴(8)，圆筒件(6)通过下降带缠绕轴(8)支撑在所述中轴(92)上，所述下降带(2)卷绕在下降带缠绕轴(8)上，圆筒件(6)的内部沿轴向被分割成多个圆弧形的气缸(101)，在各气缸(101)的缸壁上设有连通外部气压的多个排气微孔(1011 )，在各气缸(101)内部有与其配合的排气活塞(102)，各排气活塞(102)连接有环形连杆(103)，各环形连杆(103)的伸出气缸(101)的端部设有止动件，各气缸(101)、排气活塞(102)和环形连杆(103)形成一组作业模块。
3.根据权利要求2所述的高楼救生缓降器，其特征在于所述排气微孔(1011)设在所述气缸(101)的靠近尾部的缸壁上，在气缸(101)内靠近尾部的位置还设有沿气缸(101)内壁滑动的气压感应阀(106)，气压感应阀(106)通过弹性件与气缸(101)的底端连接，气压感应阀(106)通过其上的侧环(10611)与气缸内壁相嵌套，在侧环(1061)上设有排气口(10611)，在气缸(101)内气压发生变化时，气压感应阀(106)会随之沿气缸(101)内壁滑动，随着气压感应阀(106)滑动到不同的位置，侧环(1061)上的排气口(10611)会与气缸(101)的缸壁上不同数量的排气微孔(1011)重合，使一部分的排气微孔(1011)被气压感应阀(106)的侧环(1061)遮盖住，其余的排气微孔(1011)通过排气口( 10611)连通外部气压。
4.根据权利要求3所述的高楼救生缓降器，其特征在于在各组所述作业模块中，所述止动件为沿所述圆筒件(6)的径向设置的两个活塞连齿(104)，在所述环形连杆(103)的伸出气缸(101)的端部连接有一套筒(1041 )，两活塞连齿(104)放置在此套筒(1041)内，在两活塞连齿(104)之间还设有弹簧(1042)，在所述中轴(92)的外表面上对应该组作业模块的位置处设有伸出的内层凸齿(91)，在所述外壳(94)的圆形内壁上对应该组作业模块的位置处设有伸出的外层凸齿(93)，弹簧(1042)将两活塞连齿(104)朝相反方向推动，两活塞连齿(104)伸出圆筒件(6)并分别抵靠在中轴(92)的外表面上的内层凸齿(91)上和外壳(94)的内壁上的外层凸齿(93)上。
5.根据权利要求4所述的高楼救生缓降器，其特征在于所述活塞连齿(104)的伸出的端部为楔形结构，在所述气缸(101)的端部侧壁上设有伸出的两个圆滑突起(1012)，在气缸(101)排气作业快结束时，两个圆滑突起(1012)会分别同时触及两个活塞连齿(104)上的倾斜面，通过挤压促使该对活塞连齿(104)回缩直至绕过所述内层凸齿(91)和外层凸齿(93)。
6.根据权利要求5所述的高楼救生缓降器，其特征在于所述排气活塞(102)通过活塞复位弹簧(105)进行复位，活塞复位弹簧(105) 一端抵在所述气缸(101)的底端上，另一端抵在所述套筒(1041)上，在所述圆筒件(6)内设有对活塞复位弹簧(105)进行导向的圆弧形的导芯(1051)，在排气活塞(102)上还设有供气缸(101)在复位中进气的进气阀(1021)。
7.根据权利要求6所述的高楼救生缓降器，其特征在于各组所述作业模块分别对应有一对所述内层凸齿(91)和一对所述外层凸齿(93)，所述的一对内层凸齿(91)和一对外层凸齿(93)共4个凸齿都位于过所述中轴(92)轴心的沿中轴(92)径向的一条凸齿线(11)上。
8.根据权利要求7所述的高楼救生缓降器，其特征在于所述作业模块组数不少于8组，各相邻作业模块的所述凸齿线(11)以所述中心轴线(I)为轴心保持同角度的顺次错位，且各相邻作业模块的所述凸齿线(11)之间的错位角度之和为n (rad);所述排气活塞(102)在一次排气作业中与气缸内壁产生相对滑动的弧度小于(rad)。
9.根据权利要求8所述的高楼救生缓降器，其特征在于所述外壳(94)为圆柱体，在外壳(94)上设有连通外壳(94)内部气压与外部气压的镂孔(4);所述下降带缠绕轴(8)通过轴承(7)支撑在所述中轴(92)上。
专利摘要本实用新型公开了一种高楼救生缓降器，包括外壳、下降带、固定设在外壳内部的中轴以及设在外壳内部的并横向支撑在中轴上转动的阻尼部件，外壳在外部通过支撑装置支撑固定在高处，下降带的一端从外壳内伸出绑缚在人体上，另一端卷绕在阻尼部件的阻尼输出端。与现有技术相比，本缓降器体积较小，适合在各种高楼救生环境下使用；缓降速度与体重无关，不需区别设置，适应于不同体重的救生人群；利用匀速排气产生阻尼模式安全稳定，不存在依赖滑动摩擦或齿轮咬合等模式而可能产生的打滑、咬合不当或卡死等隐患；缓降过程中被救人员不需要做任何操作，简单实用。
文档编号A62B1/08GK202740660SQ20122023195
公开日2013年2月20日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者安国强, 龚本刚, 朱协彬, 汪玲珑 申请人:安徽工程大学