一种高楼逃生降落装置的制作方法

本发明涉及灾害逃生领域，具体是一种高楼逃生降落装置。

背景技术：

高楼即高层建筑，超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑被称为高楼。火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。高楼火灾已经成为威胁城市公众安全和社会发展的主要灾害之一。

高楼火灾具有火势蔓延快、疏散困难和扑救难度大的特点，由于高楼结构复杂、人员密集，一旦失火难以控制和逃离。无数高楼火灾案例表明，现有的高楼火灾救援手段不能适应高楼的建设发展。

研究高楼火灾的特点，了解消防装备的技术状况，对于指导人们正确选择救援逃生设施，正确应对高楼火灾进行应急逃生，具有现实的意义。

高楼火灾的有效救援和应急逃生，已经成为人们高度关注的社会问题。目前的高楼逃生手段有应急安全吊篮、逃生舱、救生滑道等方式，在专利cn203001728u中公开的紧急疏散装置，不能满足快速自救的需要，有些逃生设备自身占用空间较大需要多人联合才能安装，高空作业难度较大，当被困人员处于高度紧张的状态下，容易出现误操作，现有的逃生设备大都不能完成自动操作。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种高楼逃生降落装置。

为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高楼逃生降落装置，包括降落器、束带和刹车电机控制系统，所述的降落器与束带之间可拆卸连接，所述降落器包括壳体、刹车电机、固定轮和活动轮，所述壳体呈内部中空的方形结构，所述壳体的顶面、底面和两侧面上的对应位置均设置有挂环，所述挂环呈u型，所述挂环与壳体之间为一体化结构，所述壳体的两个侧面上均纵向开设有多个圆形通孔，所述多个圆形通孔内设置有多个导向柱，所述导向柱采用圆柱体结构，导向柱设置于壳体的内部且与壳体之间转动连接，相邻的两个所述导向柱之间设置有降落绳，所述降落绳穿过挂环后进入壳体与壳体内部的导向柱交错环绕后穿出壳体，所述降落绳的宽度大于相邻的两个所述导向柱之间的间距，所述降落绳的绳头设置有固定环扣，降落绳的绳尾打结，所述挂环的最大横截面的宽度小于固定环扣的最小截面的宽度；

壳体的两端对应设置有第一手柄和第二手柄，所述第一手柄的一部分进入壳体内部，所述第一手柄的一端设置有限位块，所述限位块与第一手柄之间固定连接，所述限位块呈内部中空的方形体，限位块的内部设置有刹车电机控制电路、刹车电机电源和刹车电机控制系统电源，限位块与壳体之间为一体化结构，所述固定轮与限位块之间固定连接，所述固定轮的圆周设置有圆形内槽，所述第二手柄的侧面设置有刹车电机启动按键和刹车电机停止按键，第二手柄的一部分进入壳体的内部，所述第二手柄的一端设置有刹车电机，所述刹车电机与第二手柄之间固定连接，刹车电机的输出轴连接有第一齿轮，所述第一齿轮的下端啮合有第二齿轮，第二齿轮的下端面固定连接有活动轮，所述活动轮的圆周设置有圆形内槽，所述活动轮与壳体之间转动连接；

所述刹车电机控制系统用于处理超声波发射探头和超声波接收探头之间的传输信号并对刹车电机进行控制。

进一步地，所述刹车电机控制系统包括超声波发射单元、超声波接收单元、电机驱动单元、单片机控制单元和按键单元，所述超声波发射单元与单片机控制单元的引脚p3.3连接，超声波接收单元与单片机控制单元的引脚p3.2连接，单片机控制单元的引脚p2.3与p2.4连接有电机驱动单元，所述按键单元与单片机控制单元的引脚p1.0和p1.1连接。

进一步地，所述超声波发射单元包括超声波发射探头和反相器74ls04，所述超声波发射探头的两端分别与反相器74ls04的引脚4和引脚10连接，所述反相器74ls04的引脚5连接单片机的引脚p3.3。

进一步地，所述超声波接收单元包括超声波接收探头和接收器cx2016a，所述超声波接收探头的两端分别与接收器cx2016a的引脚1和引脚6连接，所述cx2016a的引脚7与单片机的引脚p3.2连接。

进一步地，所述电机驱动单元包括电机驱动芯片l289n和刹车电机所述刹车电机的两端分别与l289n的output1和output2端口相连，所述电机驱动芯片l289n的input1引脚与单片机的引脚p2.3相连，电机驱动芯片l289n的input2引脚与单片机的引脚p2.4相连。

进一步地，所述按键单元包括，刹车电机启动按键和刹车电机停止按键所述刹车电机启动按键接单片机的引脚p1.0，所述刹车电机停止按键接单片机的引脚p1.1。

进一步地，所述固定轮和活动轮上开设的圆形内槽中设置有防滑滚花，所述的防滑滚花的深度为0.5mm~1mm。

进一步地，所述的降落绳的直径大于5cm。

进一步地，所述的束带包括背带、肩带、胸带、腰带和裤带，所述背带的背面设置有超声波发射探头和超声波接收探头，背带与所述腰带的中部连接，所述的背带与腰带组合后呈“y”字形，腰带的两侧对应位置设置有肩带，所述腰带的一端设置有扣锁，所述的腰带的底部连接有裤带，所述肩带的中部设置有胸带，所述的胸带连接两条肩带，所述的胸带的中部和肩部两侧均设置连接绳，所述连接绳另一端均固定连接有固定环扣，所述固定环扣扣接在挂环中，所述背带、肩带、胸带、腰带、裤带和连接绳的宽度大于10cm，所述背带、肩带、胸带、腰带、裤带和连接绳为一体化结构。

进一步地，所述裤带的两个侧面均设置有支撑架，所述支撑架包括，第一支撑杆、第二支撑杆和转轮，所述第一支撑杆与第二支撑杆之间铰接，第二支撑杆与转轮之间固定连接。

本发明的有益效果是：

本发明一种高楼逃生降落装置通过降落器与束带配合能在高楼发生火灾等灾害时，完成快速的自救，被困人员在下落时的安全，设置有两套操作系统，可以手动操作降落器也可以使降落器自动工作，被困人员可根据具体情况完成自救，在束带的裤带上设置有支撑杆，当支撑杆打开，可贴近建筑外墙滑动，有效地防止了被困人员在使用自救工具下落的过程中，身体由于摆动而造成的撞击损伤，装置内部设置的刹车电机和超声波测距装置配合刹车电机控制系统能根据被困人员下落时离地的高度自动停止刹车电机，最大程度上保护了被困人员的人身安全。

装置本身结构简单，单人即可在短时间内完成安装，且该装置的占用空间小，方便人们日常的存放。

附图说明

图1是本发明一种高楼逃生降落装置的使用结构示意图。

图2是本发明一种高楼逃生降落装置的降落器的内部结构示意图。

图3是本发明一种高楼逃生降落装置的刹车电机控制系统的电路连接图。

图4是本发明一种高楼逃生降落装置的支撑架的结构示意图。

图中标号为：1为降落器，2为束带，3为壳体，4为刹车电机，5为固定轮6为活动轮，7为导向柱，8为降落绳，9为固定环扣，10为挂环，13为第一手柄，14为第二手柄，15为刹车电机启动按键，16第一齿轮为，17为第二齿轮，18为背带，19为肩带，20为胸带，21为腰带，22为裤带，23为超声波发射探头，24为超声波接收探头，25为连接绳，26为扣锁，27为超声波发射单元，28为超声波接收单元，29为电机驱动单元，30为单片机控制单元，31为按键单元，32为支撑架，3201为第一支撑杆，3202为第二支撑杆，3203为转轮，33为限位块，34为刹车电机停止按键，35为多个圆形通孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1~图4所示，一种高楼逃生降落装置，包括降落器、束带和刹车电机控制系统，所述的降落器与束带之间可拆卸连接，所述降落器包括壳体3、刹车电机4、固定轮5和活动轮6，所述壳体3呈内部中空的方形结构，所述壳体3的顶面、底面和两侧面上的对应位置均设置有挂环10，所述挂环10呈u型，所述挂环10与壳体3之间为一体化结构，所述壳体3的两个侧面上均纵向开设有多个圆形通孔35，所述多个圆形通孔35内设置有多个导向柱7，所述导向柱7采用圆柱体结构，导向柱7设置于壳体3的内部且与壳体3之间转动连接，相邻的两个所述导向柱7之间设置有降落绳8，所述降落绳8穿过挂环10后进入壳体3与壳体3内部的导向柱7交错环绕后穿出壳体3，所述降落绳8的宽度大于相邻的两个所述导向柱7之间的间距，所述降落绳8的绳头设置有固定环扣9，降落绳8的绳尾打结，所述挂环10的最大横截面的宽度小于固定环扣9的最小截面的宽度；

壳体3的两端对应设置有第一手柄13和第二手柄14，所述第一手柄13的一部分进入壳体3内部，所述第一手柄13的一端设置有限位块33，所述限位块33与第一手柄13之间固定连接，所述限位块33呈内部中空的方形体，限位块33的内部设置有刹车电机控制电路、刹车电机电源和刹车电机控制系统电源，限位块33与壳体33之间为一体化结构，所述固定轮5与限位块33之间固定连接，所述固定轮5的圆周设置有圆形内槽，所述第二手柄14的侧面设置有刹车电机启动按键15和刹车电机停止按键34，第二手柄14的一部分进入壳体3的内部，所述第二手柄14的一端设置有刹车电机4，所述刹车电机4与第二手柄14之间固定连接，刹车电机4的输出轴连接有第一齿轮16，所述第一齿轮16的下端啮合有第二齿轮17，第二齿轮17的下端面固定连接有活动轮6，所述活动轮6的圆周设置有圆形内槽，所述活动轮6与壳体3之间转动连接；

所述刹车电机控制系统用于处理超声波发射探头23和超声波接收探头24之间的传输信号并对刹车电机4进行控制。

所述刹车电机控制系统包括超声波发射单元27、超声波接收单元28、电机驱动单元29、单片机控制单元30和按键单元31，所述超声波发射单元27与单片机控制单元30的引脚p3.3连接，超声波接收单元28与单片机控制单元30的引脚p3.2连接，单片机控制单元30的引脚p2.3与p2.4连接有电机驱动单元29，所述按键单元31与单片机控制单元30的引脚p1.0和p1.1连接。

所述超声波发射单元27包括超声波发射探头23和反相器74ls04，所述超声波发射探头23的两端分别与反相器74ls04的引脚4和引脚10连接，所述反相器74ls04的引脚5连接单片机的引脚p3.3。

所述超声波接收单元28包括超声波接收探头24和接收器cx2016a，所述超声波接收探头24的两端分别与接收器cx2016a的引脚1和引脚6连接，所述cx2016a的引脚7与单片机的引脚p3.2连接。

所述电机驱动单元29包括电机驱动芯片l289n和刹车电机4，所述刹车电机4的两端分别与l289n的output1和output2端口相连，所述电机驱动芯片l289n的input1引脚与单片机的引脚p2.3相连，电机驱动芯片l289n的input2引脚与单片机的引脚p2.4相连。

所述按键单元31包括，刹车电机启动按键15和刹车电机停止按键34所述刹车电机启动按键15接单片机的引脚p1.0，所述刹车电机停止按键34接单片机的引脚p1.1。

所述固定轮5和活动轮6上开设的圆形内槽中设置有防滑滚花，所述的防滑滚花的深度为0.5mm~1mm。

所述的降落绳8的直径大于5cm。

所述的束带包括背带18、肩带19、胸带20、腰带21和裤带22，所述背带18的背面设置有超声波发射探头23和超声波接收探头24，背带18与所述腰带21的中部连接，所述的背带18与腰带21组合后呈“y”字形，腰带21的两侧对应位置设置有肩带19，所述腰带21的一端设置有扣锁26，所述的腰带21的底部连接有裤带22，所述肩带19的中部设置有胸带20，所述的胸带20连接两条肩带19，所述的胸带20的中部和肩部两侧均设置连接绳25，所述连接绳25另一端均固定连接有固定环扣9，所述固定环扣9扣接在挂环10中，所述背带18、肩带19、胸带20、腰带21、裤带22和连接绳25的宽度大于10cm，所述背带18、肩带19、胸带20、腰带21、裤带22和连接绳25为一体化结构。

所述裤带22的两个侧面均设置有支撑架32，所述支撑架32包括，第一支撑杆3201、第二支撑杆3202和转轮3203，所述第一支撑杆3201与第二支撑杆3202之间铰接，第二支撑杆3202与转轮3203之间固定连接。

在本实施例中刹车电机4采用温州协舟电气有限公司生产的型号为57hbr76a的24v直流刹车电机，刹车电机电源采用直流24v电源，刹车电机控制系统电源采用直流5v电源。

实施例1：当逃生降落装置投入工作时，首先选择建筑物外表面较为平坦且不受灾情影响的一面，通过降落绳8上设置的固定环扣9将降落绳8的一端固定在建筑物上，接着打开扣锁26将束带穿上，将降落绳8掷出窗外，然后拉紧降落绳8的上端将身体置于建筑的外部，此时人体双手紧握第一手柄13和第二手柄14。

初始状态下，由于刹车电机4没有启动，刹车电机4的输出轴处于锁死状态，降落器的内部阻力较大此时，束带上的重力与降落器内部的阻力平衡，降落器不会带动束带下降。

工作状态时，按下刹车电机启动按键15，刹车电机4开始工作，刹车电机4的输出轴通过带动第一齿轮16再由第二齿轮17驱动活动滑轮6转动，降落器带动束带下降。

在下降过程中，打开支撑架32使转轮3203在建筑物表面滑动，支撑架32可以保证在下降过程中人体不会出现左右晃动的情况，背带18上的超声波发射探头23和超声波接收探头24会实时监测人体与下平面之间的距离，并将测得的数据传送给单片机控制单元30，单片机控制单元30内编写的程序会自动比对超声波发射单元27和超声波接收单元28传输的距离数值和程序内设定的距离数值，在本实施例中单片机控制单元30内编辑的距离数值为0.3m，当超声波发射单元27和超声波接收单元28测得的距离数值为0.3m时，单片机控制单元30会电机驱动单元29发出控制信号，电机驱动单元29接到信号后会使刹车电机4停止工作。在本实施例中当人体离下方障碍物或者人体离近地面0.3m刹车电机会自动工作，逃生降落装置处于初始状态。

实施例2：当逃生降落装置在下降过程中遇到突发情况时，超声波发射单元27和超声波接收单元28所传输的数据已经不足以作为刹车电机4的停止信号，此时可以按下刹车电机停止按键34，刹车电机4会停止转动使逃生降落装置处于初始状态，在单片机控制单元30的程序设定中按键单元31传输的信号要比超声波发射单元27和超声波接收单元28传输的信号优先判断。在被困人员逃生时要根据当时的具体情况对升降器1进行不同的操作。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。