基于磁流变液阻尼器的高空缓降装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安全逃离高层建筑物的缓降器，尤其是一种具有阻尼作用的高空缓降装置。
【背景技术】
[0002]随着城市化速度的加快，越来越多的高层办公楼及住宅楼出现在人们面前，但是当高层建筑发生火灾或地震等重大事故时，建筑物内的人员往往来不及撤离，造成重大人员伤亡事件。如果高层建筑物内可以配备一些自救设备，当发生紧急事件时，人们能够选择更多的方式安全逃离建筑物，比如可以在窗口安装缓降器，方便人员从高楼逃生。
[0003]现有的用于高楼缓降逃生的装置主要有摩擦类、液压类等，但是摩擦类的摩擦装置容易失效，稳定性差。液压类一般利用液压阻尼来平衡人下降的重力，其内部液压油体积会改变，会产生空程或者卡死现象，降低了装置的稳定性。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于磁流变液阻尼器的高空缓降装置，该装置采用磁流变液(MRF)，在无外加磁场时，表现为流动良好的液体状态，但在外加强磁场作用下可产生磁流变效应，即表观粘度可在毫秒级内增加几个数量级，磁流变液变为类似固体的状态。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种基于磁流变液阻尼器的高空缓降装置，由旋转式磁流变液阻尼器、永磁直流发电机、绞盘组成，所述绞盘通过齿轮传动组与永磁直流发电机连接，永磁直流发电机通过发电机支架安装在旋转式磁流变液阻尼器上，由旋转式磁流变液阻尼器根据人或重物的下降速度，提供适配的制动力矩，使人或重物保持匀速下降，实现人或重物的高空缓降。
[0006]所述永磁发电机与旋转式磁流变阻尼器连接，使永磁发电机产生的电流供给旋转式磁流变阻尼器，使磁流变液阻尼器产生制动力矩，且制动力矩随人或重物的下降速度作相应变化，实现下降人或物体速度的自适应控制。
[0007]所述旋转式磁流变阻尼器包括箱体、端盖、固定盘、第一旋转盘、第二旋转盘、转轴，端盖与箱体固定连接，固定盘固定连接在箱体的环槽内，固定盘的方形凹槽内缠绕有励磁线圈，固定盘两侧分别置有第一旋转盘和第二旋转盘，第一旋转盘和第二旋转盘固定连接在绞盘的转轴上，固定盘与第一旋转盘、第二旋转盘之间具有轴向间隙，第一旋转盘、第二旋转盘与箱体之间具有轴向和径向间隙，所述间隙内填充有磁流变液。
[0008]所述绞盘上缠绕绳索，绳索一端固定在绞盘中间圆柱位置上，绳索另一端连接有安全带，绞盘与转轴固定连接，绞盘的外侧设有防滑垫片，绞盘的内侧设有齿轮，所述齿轮与绞盘为一体式结构，随绞盘同步转动。
[0009]所述箱体的外侧设有一圆柱形凸台，且凸台上开有通孔，所述通孔两端均设有轴承，用于支撑从所述通孔穿过的转轴，在该圆柱形凸台与箱体之间设有四个加强肋板，用于提高装置的结构强度；箱体的外侧与圆柱形凸台之间还设有发电机支架，箱体的外端面开有四个圆形凹槽，四个圆形凹槽与永磁直流发电机末端端盖在径向过渡配合连接；箱体的上部开有用于注入磁流变液的圆柱形通孔，圆柱形通孔上用塞子密封，所述塞子上设有通孔，通孔中引入与固定盘上的励磁线圈连接的导线。
[0010]所述固定盘、第一旋转盘和第二旋转盘均为软铁磁性材料，所述箱体、端盖、转轴均为非导磁材料，用于减少漏磁现象的发生，提高磁流变液的工作效率。
[0011]所述绞盘的齿轮与四个永磁直流发电机转子头部齿轮啮合传动连接，并且具有满足旋转式磁流变阻尼器的工作电流的传动比。
[0012]所述磁流变阻尼器中磁流变液的磁流变效应为毫秒级，具有快速的制动响应性能、平稳的缓降效果。
[0013]本发明的有益效果是:该装置利用人或重物从高空下降时产生的动能，通过永磁发电机转化为电能，再把永磁发电机产生的电流供给旋转式磁流变阻尼器，磁流变阻尼器中的励磁线圈根据电流的大小产生不同的磁场强度，使磁流变液阻尼器中固定盘和旋转盘间隙中的磁流变液剪切应力产生制动力矩，且制动力矩随人或重物的下降速度作相应变化，实现了下降人或物体速度的自适应控制。该装置结构简单、稳定性好、响应速度快、安全可靠，适用于高层建筑中的人员自救、消防高空作业等，可保障人民的生命安全，提高自救和他救的效率。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的高空缓降装置的结构剖视图；
图2为绞盘的结构立体示意图；
图3为箱体的结构立体示意图；
图4为端盖的结构立体示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0016]如图1至图4所示，一种基于磁流变液阻尼器的高空缓降装置，由旋转式磁流变液阻尼器、四个永磁直流发电机、绞盘组成。它包括六角螺母1、防松垫圈2、绞盘3、轴套4、轴承5、永磁直流电机6、转轴7、轴承8、轴套9、第一旋转盘10、励磁线圈11、固定盘12、第二旋转盘13、轴套14、轴承15、轴承端盖16、六角螺钉17、端盖18、六角螺钉19、塞子20、箱体21、螺钉22等。
[0017]绞盘通过齿轮传动组与永磁直流发电机连接，永磁直流发电机通过发电机支架安装在旋转式磁流变液阻尼器上，由旋转式磁流变液阻尼器根据人或重物的下降速度，提供适配的制动力矩，使人或重物保持匀速下降，实现人或重物的高空缓降。永磁发电机连接旋转式磁流变阻尼器，使永磁发电机产生的电流供给旋转式磁流变阻尼器，使磁流变液阻尼器产生制动力矩，且制动力矩随人或重物的下降速度作相应变化，实现下降人或物体速度的自适应控制。
[0018]旋转式磁流变阻尼器由箱体21、端盖18、固定盘12、第一旋转盘10、第二旋转盘13、转轴7组成，端盖18与箱体21固定连接，固定盘12固定连接在箱体21的环槽内，固定盘12的方形凹槽内缠绕有励磁线圈，固定盘12两侧分别置有第一旋转盘10和第二旋转盘13，第一旋转盘10和第二旋转盘13固定连接在绞盘的转轴上，固定盘12与第一旋转盘10、第二旋转盘13之间具有轴向间隙，第一旋转盘10、第二旋转盘13与箱体21之间具有轴向和径向间隙，间隙内填充有磁流变液。
[0019]绞盘上缠绕绳索，绳索一端固定在绞盘中间圆柱位置上，绳索另一端连接有安全带，绞盘与转轴固定连接，绞盘的外侧设有防滑垫片，绞盘的内侧设有齿轮，所述齿轮与绞盘为一体式结构，随绞盘同步转动。
[0020]如图3所示，箱体的外侧设有一圆柱形凸台2101，且凸台2101上开有通孔2106，所述通孔2106两端均设有轴承，用于支撑从所述通孔2106穿过的转轴，在该圆柱形凸台2101与箱体之间设有四个加强肋板2102，用于提高装置的结构强度；箱体的外侧与圆柱形凸台之间还设有发电机支架2105，箱体的外端面开有四个圆形凹槽2103，四个圆形凹槽2103与永磁直流发电机末端端盖在径向过渡配合连接；箱体的上部开有用于注入磁流变液的圆柱形通孔，圆柱形通孔上用塞子20密封，所述塞子20上设有通孔，通孔中引入与固定盘上的励磁线圈连接的导线。
[0021]固定盘、第一旋转盘和第二旋转盘均为软铁磁性材料，所述箱体、端盖、转轴均为非导磁材料，用于减少漏磁现象的发生，提高磁流变液的工作效率。
[0022]绞盘的齿轮与四个永磁直流发电机转子头部齿轮啮合传动连接，并且具有满足旋转式磁流变阻尼器的工作电流的传动比。
[0023]本发明采用的旋转式磁流变液的阻尼器是基于剪切工作模式设计的，磁流变液作为工作介质填充固定盘与第一、第二旋转盘、箱体、端盖之间的轴向间隙中(如图1)，旋转盘正是利用间隙中的磁流变液剪切应力产生制动力矩实现缓降的目的，且制动力矩随外加磁场的变化迅速变化。在没有磁场作用的情况下，磁流变液处于液体状态，所能传递的力矩仅为很小的粘性阻力矩，此时旋转盘所受阻尼力很小，可以自由转动。
[0024]当励磁线圈通电时，磁流变液会受到外加磁场的作用，磁流变液中的磁性粒子立刻被磁化，并沿着磁力线方向成链柱状分布，这种链柱状结构使得磁流变液的剪切应力增大，该链柱状结构将旋转盘与固定盘连接起来，对旋转盘产生磁致剪切制动力矩。通过调节励磁线圈中的电流大小来改变磁场强度，进而可以调节磁流变液的剪切应力，从而能够调节该阻尼器固定盘与旋转盘之间的制动力矩，且磁流变效应为毫秒级，响应速度快。
[0025]本发明的装配顺序依次为:首先将绕有励磁线圈11的固定盘12空套在转轴7的大轴径上，然后根据转轴7大轴径两侧的轴肩做轴向定位，分别将第一旋转盘10和第二旋转盘13通过键固定在转轴7大轴颈两侧，并与转轴7过盈