高层建筑火灾逃生器的制造方法
【专利摘要】本发明的高层建筑火灾逃生器，包括上壳体和下壳体，特征在于：上壳体上设置有钢丝轮、制动电机和离心式摩擦器，下壳体内设置有制动机构，中心实轴上固定有第一齿轮；与制动电机相连接的减速器的上固定有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，离心式摩擦器的转动轴上固定有第五齿轮；中轴的中间部位设置有曲柄，中轴的两端固定有分别与第二齿轮、第五齿轮相啮合的第三齿轮和第四齿轮；制动机构包括制动滑块、摩擦片和驱动机构。本发明的火灾逃生器，通过制动电机和离心式摩擦器的双保险制动，有效地降低并控制了负重状态下钢丝轮的旋转速度，当火灾发生时，使用者可以借助其平稳地从高层建筑上匀速落下，逃离火灾现场，最大限度地保证人身安全。
【专利说明】高层建筑火灾逃生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高层建筑火灾逃生器，更具体的说，尤其涉及一种采用制动电机和离心式摩擦器进行双保险制动并可进行紧急制动的高层建筑火灾逃生器。
【背景技术】
[0002]随着高层建筑的逐年增多，以及人们对生命财产安全的重视，在火灾时如何能最大限度地降低损失，成为人们越来越关心的问题。生命安全是第一位的，火灾发生现场的人员如何能及时、顺利、安全地逃离火灾现场，是最为主要的。但对于发生在高层建筑上的火灾来说，如果楼梯、电梯、安全通道被大火封堵，那么处于火灾上方的人们将不能通过正常的通道逃离，由于高度原因又不能从窗外跳下。
[0003]如果有一种工具，能够将高层建筑上被困于火灾中的人员安全送达地面，那么将会大大降低人员伤亡。但是现在还没有一种存放、使用方便的工具可将处于高层建筑上的人员送达至地面。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种采用制动电机和离心式摩擦器进行双保险制动并可进行紧急制动的高层建筑火灾逃生器。
[0005]本发明的高层建筑火灾逃生器，包括起固定和支撑作用的上壳体和下壳体，其特别之处在于:所述的上壳体上设置有钢丝轮、用于限制钢丝轮转动的两制动电机和两离心式摩擦器，所述下壳体内设置有用于控制钢丝轮停止转动的制动机构，钢丝轮通过联轴器固定于中心实轴上，中心实轴上固定有第一齿轮；制动电机的输出端连接有减速器，减速器的输出轴上固定有与第一齿轮相哨合的第二齿轮，离心式摩擦器的转动轴上固定有第五齿轮；上壳体内设置有中轴，中轴的中间部位设置有曲柄，中轴的两端固定有分别与第二齿轮、第五齿轮相啮合的第三齿轮和第四齿轮；所述制动机构包括制动滑块、位于制动滑块两侧的两摩擦片以及驱使两摩擦片朝向制动滑块运动的驱动机构，制动滑块通过连杆与曲柄相连接；所述下壳体内设置有便于手臂进入的空腔和供手掌握持的手柄，钢丝轮上缠绕有起悬挂作用的钢丝绳。
[0006]上壳体和下壳体起固定和支撑作用，其可采用一体结构，也可采用分体结构。钢丝绳置于钢丝轮上，离心式摩擦缓降器使钢丝绳轮匀速转动，制动电机和制动机构联合实现对钢丝绳轮的制动停止。在整个火灾逃生器负重时可有效降低和控制下降的速度，确保人员安全。制动电机所产生的扭矩，经第二齿轮与第一齿轮的啮合进行传递；离心式摩擦器所产生的力矩经第五齿轮与第四齿轮的啮合、第三齿轮与第二齿轮的啮合进行传递；这样，即可实现对钢丝轮的有效制动作用。中轴上的曲柄通过连杆与制动滑块相连接，这样就把中轴的旋转运动转化为了制动滑块的往复直线运动，通过驱动机构使两摩擦片压向制动滑块，可控制中轴停止转动，进而使得钢丝轮停止转动。
[0007]本发明的高层建筑火灾逃生器，所述驱动机构包括第一活动臂、第一拉力杆、第二活动臂、活动杆和操纵杆；第一活动臂、第二活动臂的一端分别与下壳体和摩擦片转动连接，第一活动臂、第二活动臂的另一端均与第一拉力杆的一端转动连接；第一拉力杆的另一端固定于活动杆上，操纵杆与活动杆相固定；下壳体上设置有导向块，导向块上开设有对摩擦片导向的导向槽；活动杆上固定有两个连杆，连杆上设置有迫使摩擦片远离制动滑块的回位弹簧。
[0008]在对操纵杆进行施力时，活动杆就会跟着运动，与活动杆相连接的第一拉力杆就会驱使第一活动臂和第二活动臂进行运动，第二活动臂会在导向槽的导向方向上驱使摩擦片压向制动滑块，在两摩擦片对制动滑块的共同摩擦作用下，可有效降低中轴的转速或者令中轴停止转动。这样，火灾逃生器的使用者通过控制操纵杆，可停留在适当的高度和位置。
[0009]本发明的高层建筑火灾逃生器，所述中心实轴通过两轴承固定于上壳体上，中心实轴通过联轴器与可沿中心实轴轴线方向运动的外空心轴相连接，外空心轴上设置有与钢丝轮相配合的空腔；联轴器包括多个支撑弹簧，支撑弹簧内设置有支撑轴。外空心轴和联轴器实现了钢丝轮与中心实轴的可拆卸式连接，便于根据高层建筑的实际高度来更换具有不同钢丝绳长度的钢丝轮，有利于本装置的多次使用。
[0010]本发明的高层建筑火灾逃生器，所述离心式摩擦器包括摩擦器壳体、阶梯轴、转盘和环形摩擦带，阶梯轴形成离心式摩擦器的转动轴，阶梯轴通过轴承固定于上壳体上，转盘、第五齿轮均固定于阶梯轴上；环形摩擦带固定于摩擦器壳体的内部空腔中，转盘上设置有多个与其通过弹簧相连接的摩擦片。由于摩擦片通过弹簧固定于转盘上，转盘上摩擦片的旋转速度越快，摩擦片压向环形摩擦带的力就会越大，离心式摩擦器所产生的制动力也就会越大。
[0011]本发明的高层建筑火灾逃生器，所述两制动电机的线圈通过控制电阻相连接，控制电阻形成电位器；活动杆上固定有第二拉力杆，第二拉力杆与电位器的控制端相连接。当操纵活动杆进行移动时，第二拉力杆会使电位器接入两制动电机线圈之间的电阻变小，使得制动电机中的制动电流增大，进一步增加了电动机的反馈制动力。
[0012]本发明的高层建筑火灾逃生器，所述减速器的传动比为21: 1，第一齿轮与第三齿轮的传动比为1:2。
[0013]本发明的高层建筑火灾逃生器，所述下壳体的末端设置有卡圈，下壳体的内部设置有海绵垫。卡圈实现对海绵垫的限位作用，海绵垫实现对使用者手臂的限位和保护作用。
[0014]本发明的有益效果是:本发明的高层建筑火灾逃生器，通过设置缠绕不同长度钢丝绳的钢丝轮、对钢丝轮进行制动的两制动电机和两离心式摩擦器，有效地降低了火灾逃生器负重状态(即使用者的重力牵引)下钢丝轮的旋转速度，当火灾发生时，使用者可以借助其平稳地从高层建筑上落下，逃离火灾现场，最大限度地保证人身安全。通过设置由操纵杆、制动滑块、摩擦片组成的制动杆机构，当使用者拉动操纵杆时，通过摩擦片与制动滑块之间的摩擦力，可迫使钢丝轮停止转动，便于使用者停留在适宜的高度位置。
[0015]钢丝轮通过外空心轴与中心实轴可拆卸地相连接，便于根据使用场合距离地面的高度来配置具有不同长度钢丝绳的钢丝轮。离心式摩擦器的转盘上设置与其通过弹簧相连接的多个摩擦片，转盘的转动速度越高，摩擦片的离心力就会越大，摩擦片与环形摩擦带之间的摩擦力就会越大，产生的制动力就会越大。两制动电机的线圈通过控制电阻相连接，控制电阻又形成了通过移动操作杆可改变其接入电路中阻值大小的电位器，有效地增加了停止火灾逃生器时的反馈制动力。
[0016]本发明的高层建筑火灾逃生器，是一种体积小、便于放置的大众化民用火灾自救装置，用于高层建筑发生火灾时，将其套在手上，另一端固定在窗户、阳台等稳固处，把逃生器套在手臂上，手握逃生器操作手柄即可安全滑下，从而逃生。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的火灾逃生器的立体结构示意图；
图2为本发明的火灾逃生器主视图的局部剖视图；
图3为本发明的火灾逃生器立体图的局部剖视图；
图4为本发明的火灾逃生器的内部结构图；
图5为本发明中钢丝轮与中心实轴部分的结构原理图；
图6为本发明中离心式摩擦器的结构原理图。
[0018]图中:I下壳体，2上壳体，3钢丝轮，4钢丝绳，5联轴器，6中心实轴，7第一齿轮，8制动电机，9减速器，10第二齿轮，11第三齿轮，12中轴，13第四齿轮，14第五齿轮，15离心式摩擦器，16曲柄，17连杆，18制动滑块，19第一活动臂，20第一拉力杆，21第二活动臂，22摩擦片，23活动杆，24操纵杆，25导向块，26导向槽，27回位弹簧，28电位器，29第二拉力杆，30卡圈，31空腔，32海绵垫，33手柄，34扣环，35隔离片，36活动壳体，37轴承，38连杆，39外空心轴，40轴承，41支撑弹簧，42阶梯轴，43轴承，44外挡片，45转盘，46摩擦片，47环形摩擦带，48内挡片，49摩擦器壳体。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0020]如图1所示，给出了本发明的火灾逃生器外部的立体结构示意图，其包括上壳体
2、下壳体1、钢丝轮3和钢丝绳4，上壳体2和下壳体I起固定和支撑作用，下壳体上设置有活动壳体36，在使用时活动壳体36可打开。钢丝轮3为可拆卸的形式，以便根据使用场所距离地面的高度来配置不同长度的钢丝绳4;使用时，钢丝绳4的末端用于固定在牢固物体上。
[0021]如图2、图3和图4所示分别给出了本发明的火灾逃生器的主视图、立体图的局部剖视图，以及内部结构图，所示的上壳体2的内部空腔中设置有两个中心实轴6、两个制动电机、两个离心式摩擦器15以及中轴12，两个中心实轴6分别位于钢丝轮3的两侧且同轴线设置，钢丝轮3的两端通过外空心轴39和联轴器5与中心实轴6相固定，中心实轴6上固定有第一齿轮7。
[0022]两制动电机8的输出端均连接有减速器9，减速器9的输出轴上固定有第二齿轮10，第二齿轮10与第二齿轮相啮合，减速器9的输出轴的轴线与中心实轴6的轴线相平行。两制动电机8的线圈反向连接，组成对钢丝轮3的反馈制动。这样，在火灾逃生器负重而使钢丝轮4转动的过程中，通过中心实轴6、第一齿轮7、第二齿轮10和减速器9的传动作用，制动电机8中的线圈会克服磁力而产生电流，将机械能转化为电能由制动电机彼此消耗。
[0023]中轴12固定于上壳体2的内部空腔中，其方向与减速器9输出轴所在的方向相平行。中轴12通过四个轴承37进行固定，中轴12的中间部位设置有曲柄16。两离心式摩擦器15位于钢丝轮3的两侧，离心式摩擦器15的转动轴所在的方向与中轴12所在的方向相平行，离心式摩擦器15的转动轴上固定有第五齿轮14，中轴12的两端均设置有分别与第二齿轮10、第五齿轮14相啮合的第三齿轮11和第四齿轮13。这样由于钢丝轮3的转动而产生的力矩会通过第一齿轮7与第二齿轮10的啮合、第二齿轮10与第三齿轮11的啮合、第四齿轮13与第五齿轮14的啮合传递到离心式摩擦器15上，同时，由于离心式摩擦器15中摩擦片46与环形摩擦带47的摩擦作用，又会限制钢丝轮3的转动。这样，离心式摩擦器15会将机械能通过摩擦转化为内能而消耗。
[0024]所示的下壳体I内设置有使得钢丝轮3停止转动的制动机构,所示的制动机构包括制动滑块18、第一活动臂19、第一拉力杆20、第二活动臂21、两个摩擦片22、活动杆23、操纵杆24、导向块25、回位弹簧27 ;所示的制动滑块18通过连杆17连接于曲柄16上，这样就把中轴12的旋转运动转化为了制动滑块18的直线运动。制动滑块18的两侧面为粗糙的摩擦面，两摩擦片22位于制动滑块18的两侧，并处于导向块25的导向槽26内，以保证两摩擦片22在导向槽26的方向压向制动滑块18。
[0025]所不的第一活动臂19的一端转动固定于下壳体I上，另一端与第二活动臂21和第一拉力杆20的一端均相固定；第二活动臂21的另一端与摩擦片22相固定,第一拉力杆20的另一端与活动杆23相固定。活动杆23上固定有两个连杆38，连杆38的顶端设置有迫使摩擦片22远离制动滑块18的回位弹簧27，操纵杆24与活动杆23相连接。这样，在使用的过程中，通过用手指向下拉动操纵杆24，可驱使摩擦片22压向制动滑块18，通过摩擦片22与制动滑块18之间的摩擦力来降低中轴12的转速或迫使中轴12停止转动，以便使用者停止在合适的位置高度。
[0026]如图3所示，下壳体I的下部开设有于人体手臂相配合的空腔31，下壳体I的底端设置有卡圈30，下壳体I的内部空腔中设置有海绵垫32，海绵垫32的中央为便于人手穿过的空腔，海绵垫32的上部为用于人手把持的手柄33。为了实现对联轴器5的限位，在钢丝轮3的两端还设置有扣环34和隔离片35。
[0027]如图5所示，给出了本发明中钢丝轮与中心实轴部分的结构原理图，所示的中心实轴6通过两个轴承40转动固定，所示的外空心轴39通过联轴器5固定于中心实轴上，联轴器由支撑弹簧41和位于支撑弹簧41内的支撑轴组成，以保证外空心轴39可沿中心实轴6的轴线方向运动。外空心轴39上开设有与中线实轴6和钢丝轮3相配合的空腔，既实现了钢丝轮3的可拆卸固定，又实现了钢丝轮3与中心实轴6的刚性连接。
[0028]如图6所示，给出了本发明中离心式摩擦器15的结构示意图，其包括阶梯轴42、轴承43、外挡片44、转盘45、摩擦片46、环形摩擦带47、内挡片48以及摩擦器壳体49 ;阶梯轴即离心式摩擦器15的转动轴。所示多个(例如3个)摩擦片46通过弹簧均匀固定于转盘45上，转盘45位于环形摩擦带47之中，外挡片44和内挡片48分别位于环形摩擦带47的两侧，转盘45和第五齿轮14均固定于阶梯轴42上。转盘45在阶梯轴42的作用下进行转动，摩擦片46在转动的过程中由于离心作用而与环形摩擦带47相接触，实现制动作用。
[0029]本发明的高层建筑火灾逃生器的使用方法为:将钢丝绳4的末端固定于建筑物的牢固位置处，旋转拧下卡圈30，取下活动壳体36，将内部的海绵垫32取出并套在人体的手臂上，然后用手握住手柄33，扣好下活动壳体36并上紧卡圈30。即可在消防救援未到达或救援难以实施的情况下使用其进行自行安全逃生，在下降的过程中，通过用手拉动活动杆23，可使人体在下降时能及时根据周围环境调整下降速度或停止，最大限度的减少了火灾发生时的生命财产损失。
【权利要求】
1.一种高层建筑火灾逃生器，包括起固定和支撑作用的上壳体(2)和下壳体(I )，其特征在于:所述的上壳体上设置有钢丝轮(3)、用于限制钢丝轮转动的两制动电机(8)和两离心式摩擦器(15)，所述下壳体内设置有用于控制钢丝轮停止转动的制动机构，钢丝轮通过联轴器(5)固定于中心实轴(6)上，中心实轴上固定有第一齿轮(7);制动电机的输出端连接有减速器(9)，减速器的输出轴上固定有与第一齿轮相啮合的第二齿轮(10)，离心式摩擦器(15)的转动轴上固定有第五齿轮(14);上壳体内设置有中轴(12)，中轴的中间部位设置有曲柄(16),中轴的两端固定有分别与第二齿轮、第五齿轮相啮合的第三齿轮(11)和第四齿轮(13);所述制动机构包括制动滑块(18)、位于制动滑块两侧的两摩擦片(22)以及驱使两摩擦片朝向制动滑块运动的驱动机构，制动滑块通过连杆(17)与曲柄相连接；所述下壳体内设置有便于手臂进入的空腔(31)和供手掌握持的手柄(33)，钢丝轮上缠绕有起悬挂作用的钢丝绳(4)。
2.根据权利要求1所述的高层建筑火灾逃生器，其特征在于:所述驱动机构包括第一活动臂(19)、第一拉力杆(20)、第二活动臂(21)、活动杆(23)和操纵杆(24);第一活动臂、第二活动臂的一端分别与下壳体(I)和摩擦片(22)转动连接，第一活动臂、第二活动臂的另一端均与第一拉力杆(20)的一端转动连接；第一拉力杆的另一端固定于活动杆(23)上，操纵杆与活动杆相固定；下壳体上设置有导向块(25)，导向块上开设有对摩擦片(22)导向的导向槽(26);活动杆上固定有两个连杆(38)，连杆上设置有迫使摩擦片(22)远离制动滑块(18)的回位弹簧(27)。
3.根据权利要求1或2所述的高层建筑火灾逃生器，其特征在于:所述中心实轴(6)通过两轴承(40)固定于上壳体(I)上，中心实轴通过联轴器(5)与可沿中心实轴轴线方向运动的外空心轴(39)相连接，外空心轴上设置有与钢丝轮(3)相配合的空腔；联轴器包括多个支撑弹簧(41 )，支撑弹簧内设置有支撑轴。
4.根据权利要求1或2所述的高层建筑火灾逃生器，其特征在于:所述离心式摩擦器(15)包括摩擦器壳体(49)、阶梯轴(42)、转盘(45)和环形摩擦带(47)，阶梯轴形成离心式摩擦器的转动轴，阶梯轴通过轴承(43)固定于上壳体上，转盘、第五齿轮均固定于阶梯轴上；环形摩擦带固定于摩擦器壳体的内部空腔中，转盘上设置有多个与其通过弹簧相连接的摩擦片(46)。
5.根据权利要求2所述的高层建筑火灾逃生器，其特征在于:所述两制动电机(8)的线圈通过控制电阻相连接，控制电阻形成电位器(28);活动杆(23)上固定有第二拉力杆(29)，第二拉力杆与电位器的控制端相连接。
6.根据权利要求1或2所述的高层建筑火灾逃生器，其特征在于:所述减速器(9)的传动比为21:1,第一齿轮(10)与第三齿轮(11)的传动比为1:2。
7.根据权利要求1或2所述的高层建筑火灾逃生器，其特征在于:所述下壳体(I)的末端设置有卡圈(30 )，下壳体的内部设置有海绵垫(32 )。
【文档编号】A62B1/10GK103463744SQ201310440960
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】李辉, 姜月明, 何洋, 郭利荣 申请人:滨州学院