一种救援设备用的电池加热结构及救援设备的制作方法

本发明涉及安全救援设备领域，尤其涉及的是一种救援设备用的电池加热结构及救援设备。

背景技术：

据统计，国内现有高层建筑34.7万栋，200米以上超高建筑超过600栋，其中未设置自动消防设施的占到46.2%。为了解决高楼火灾的人员逃生问题，专利号201620987854.8的发明专利公开了一种安全逃生救援缓降设备，该设备包括一端固定在高处、而另一端固定在低处的绳索；与绳索缠绕连接的缓降盒体；与缓降盒体连接并在重力的作用下自由下垂的载人座；缓降盒体带动载人座沿绳索上下升降。具体的，缓降盒体包括正反转电机、与正反转电机连接的锂电池组（用于在缓降盒体下降时，存储正反转电机产生的电能）和活塞阻尼器（用于提高缓降盒体下降时的阻力）。

由于这种救援设备使用了锂电池组，并且在缓降盒体下降时，通过正反转电机将重力势能转化成电能存储在锂电池组中，同时在缓降盒体下降完毕后，需要锂电池组对正反转电机供电，使正反转电机反转动作使缓降盒体自动的回到高处。为了实现这种工作过程，锂电池组必须保证处于正常的工作状态。当该救援设备在寒冷的环境中使用时，锂电池组由于温度过低使其充放电过程受到影响，很可能会导致救援设备工作异常，存在极大的安全隐患。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种救援设备用的电池加热结构，旨在解决传统的救援设备在寒冷的环境下使用时，由于锂电池温度过低使救援设备存在使用安全风险的技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种使用该电池加热结构的救援设备。

本发明的技术方案如下：一种救援设备用的电池加热结构，安装在救援设备上，其特征在于，包括控制器、用于监测锂电池组温度的温度传感器和电加热器；

所述温度传感器与所述控制器连接；

所述电加热器通过电子开关与救援设备的正反转电机的输出端连接；

所述电子开关与所述控制器连接；

所述控制器根据所述温度传感器的温度信号控制所述电子开关的通断，从而控制所述电加热器对锂电池组进行温度调节。

所述的救援设备用的电池加热结构，其中，还包括调节救援设备的活塞阻尼器的进出气流流量大小的电动节流阀，所述电动节流阀与所述控制器连接；

所述控制器根据所述电加热器的工作状态信息控制电动节流阀对救援设备的活塞阻尼器的进出气流流量大小进行调节。

所述的救援设备用的电池加热结构，其中，所述电加热器还设置有连接外部供能设备的对外接口。

所述的救援设备用的电池加热结构，其中，所述电加热器包括发热丝和/或发热片。

所述的救援设备用的电池加热结构，其中，所述电加热器包裹锂电池组，所述电加热器与锂电池组之间设置有绝缘导热层。

本发明开公开了一种救援设备，包括与绳索缠绕连接的缓降盒体、与缓降盒体连接并在重力的作用下自由下垂的载人座；所述缓降盒体带动载人座沿绳索上下升降；所述缓降盒体包括正反转电机、与正反转电机连接的锂电池组和活塞阻尼器；所述锂电池组用于在缓降盒体下降时存储正反转电机产生的电能；所述活塞阻尼器用于提高缓降盒体下降时的阻力，其中，还包括所述的电池加热结构。

本发明的有益效果：本发明对现有的救援设备进行优化，通过添加电池加热结构，保证锂电池组在寒冷的环境下能正常稳定工作，提高了救援设备使用的安全性。

附图说明

图1是现有的救援设备的内部结构图。

图2本发明电池加热结构的结构简图。

图3是本发明带有电动节流阀的电池加热结构的结构简图。

图4是电动节流阀和活塞阻尼器的结构简图。

图5是电加热器和锂电池组的结构简图。

图6是救援设备使用时的结构简图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示，是专利号201620987854.8的发明专利公开的救援设备的内部结构图，该救援设备包括壳体11，在壳体11内部设置有导向轮20、滚筒30、正反转电机40和活塞阻尼器50，绳索10经过各导向轮20缠绕在两个滚筒30上，滚筒30内部设置有主轴80，该主轴80跟随滚筒30转动而转动；主轴80连接正反转电机40的动力轴，同时主轴80通过单向轴承70和曲轴60连接活塞阻尼器50的活塞杆；正反转电机40的输出端连接有锂电池组（图1中没画出）。工作时，参见图6，将绳索10连接高低两处地方，通过滚筒30缠绕绳索使救援设备悬挂在绳索上并沿着绳索运动，当救援设备沿着绳索10向下运动时，为了控制救援设备的下行速度，滚筒30转动带动主轴80转动，从而使正反转电机40和活塞阻尼器50工作产生阻力，降低救援设备的下降速度。正反转电机40转动产生电能，并存储在锂电池组中，当救援设备下降到最低点时，利用锂电池组中存储的电能，驱动正反转电机40反向转动，使救援设备沿着绳索10向上运动至起点。

由于传统的这种救援设备采用了锂电池组，并且锂电池组能否正常工作直接影响到救援设备能否沿绳索的往返运动和能否正常工作，因此必须保证锂电池组的正常工作状态，确保救援设备能正常工作，消除安全隐患。当救援设备在寒冷的环境（例如在冬天的北方室外）工作时，过低的温度会影响锂电池组的充放电性能，从而影响锂电池组的工作状态，使救援设备存储较大使用安全隐患。

实施例1

为了解决上述技术问题，本实施例通过在传统的救援设备安装电池加热结构，实现对锂电池组的温度控制，避免锂电池组温度过低。

参见图2，是本实施例的电池加热结构的结构简图，包括控制器100、用于监测锂电池组温度的温度传感器200和电加热器300；该温度传感器200与控制器100连接；电加热器300通过电子开关310与救援设备的正反转电机40的输出端连接；该电子开关310与控制器100连接；工作时，控制器100根据温度传感器200的温度信号控制电子开关310的通断，从而控制电加热器300对锂电池组进行温度调节。

实际应用中，温度传感器200对锂电池组的实时温度进行监测，并将锂电池组的温度信号发送给控制器100，控制器100内部可以设置一个比较器，用于将锂电池组的实时温度信号与预设的温度值进行比较，若将锂电池组的实时温度信号低于预设的温度值，控制器100发送控制信号给电子开关，使正反转电机40的输出端与电加热器300连通，使电加热器300工作对锂电池组加热。并且，温度传感器200持续对锂电池组的实时温度进行监测，当锂电池组的实时温度恢复高于预设温度值时，控制器100发送控制信号给电子开关，使正反转电机40的输出端与电加热器300断开，电加热器300停止对锂电池组加热。

具体的，控制器可以采用单片机等控制电路实现，或者采用可编程的控制芯片实现；电子开关可以采用现有的可以根据控制信号进行通断操作的开关产品或器件即可。

具体的，参见图5，是电加热器和锂电池组的结构简图，电加热器300可以采用发热片，利用发热片包裹锂电池组90，并在电加热器300和锂电池组90之间设置绝缘导热层320，防止在工作时，电加热器300对锂电池组90造成影响。当然，电加热器也可以采用发热丝结构，将发热丝缠绕锂电池组90，同样在发热丝和锂电池组90之间设置有绝缘导热层进行隔离。在另外的实施方式中，电加热器也可以不与锂电池组接触，例如可以将锂电池组置于一个空腔中，空腔的内壁上贴有发热片，发热片对空腔的内部空间加热，从而使锂电池组可以在正常的温度下工作。

具体的，绝缘导热层320可以采用已知的具有绝缘导热性能的材料制作即可，例如绝缘纸、导热塑料等。

本实施例通过在传统的救援设备上增加锂电池组的电池加热结构，使救援设备即使在寒冷的环境下工作仍然具有高度的安全可靠性。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进行了优化，参见图3，本实施例的电池加热结构增加了调节救援设备的活塞阻尼器50的进出气流流量大小的电动节流阀400，该电动节流阀400与控制器100连接；控制器100根据电加热器300的工作状态信息控制电动节流阀400对救援设备的活塞阻尼器50的进出气流流量大小进行调节。具体的，控制器100可以通过电子开关310的通断信息判断电加热器300的工作状态；当然，控制器也可以直接与电加热器300进行通讯连接，直接获取电加热器300的工作状态信息。

实际应用中，由于电加热器300接入正反转电机40进行加热工作，即改变了正反转电机40的负载，因此会改变正反转电机40对主轴80所产生的阻力，使救援设备的运动速度发生改变。例如，电加热器300从断开状态转变为接入电路工作状态，此时救援设备的运动速度会降低；同时，救援设备的运动速度降低同时会反过来影响电加热器300的加热效率。为了在开启电加热器300时，保持救援设备的下降速度不发生较大的改变，同时保证电加热器300的加热效率，此时需要对电动节流阀400进行控制，使电动节流阀400的开口增大，增大活塞阻尼器50的进出气流流量，从而降低活塞阻尼器50对主轴80的阻力。

本实施例的电池加热结构在使用时，控制器100根据电加热器300的工作状态信号，对电动节流阀400进行控制，通过电动节流阀400即可调节救援设备的活塞阻尼器的进出气流流量大小（即调节活塞阻尼器对救援设备下降时的阻力大小），从而调节救援设备的运动速度，保证电加热器300的实时加热功率。例如，当开启电加热器300时，正反转电机40对救援设备的阻力增大，救援设备的下降速度降低，此时调节电动节流阀400使活塞阻尼器的进出气流流量增大，使活塞阻尼器对救援设备下降时的阻力变小，从而降低救援设备的速度变化，保证电加热器300的实时加热功率。当电加热器300关闭时，正反转电机40对救援设备的阻力减小，相应的应该调节电动节流阀400使活塞阻尼器的进出气流流量减小，从而增大活塞阻尼器对救援设备下降时的阻力，使救援设备的运动速度得到保持。

实际应用中，参见图4，是电动节流阀和活塞阻尼器的结构简图；活塞阻尼器的活塞缸51上设置有气流流通的通孔（图中没有画出），电动节流阀400设置在通孔中，用于调节通孔打开的孔径大小（即调节气流流量的大小），从而调节活塞运动的阻力大小。当然，通孔也可以设置在活塞推板52上，本发明并不限定活塞阻尼器的结构和电动节流阀的设置方式，只要是可以实现通过电动节流阀调节活塞阻尼器的阻力大小的相关方案，均在本申请的保护范围内。

具体的，电动节流阀可以采用市售的电动节流阀结构，当然也可以根据市售的电动节流阀的工作原理，针对具体的救援设备的需求定制合适的电动节流阀。

本实施例通过设置电动节流阀消除了电加热器工作对救援设备的运动速度的影响，保证了电加热器的实时加热效率，甚至可以根据实际情况适当调节电动节流阀实现对电加热器的实时加热效率的控制，提高了救援设备的工作安全性。

实施例3

本实施例是实施例1的优化方案，本实施例在电加热器上还设置连接外部供能设备的对外接口。当正反转电机40没有转动工作时，电加热器可以通过外设供电电源，保证电加热器正常工。

本实施例主要是考虑到在救援设备沿着绳子上升的过程中，由于锂电池组对正反转电机供电使其反转工作，因此正反转电机并不会对外输出电流，若此时锂电池组温度过低，则会影响锂电池组的供电效果，影响救援设备的上升作业。此时必须要外接一个供电电源，保证电加热器可以随时对锂电池组进行加热。

实施例4

本实施例开公开了一种救援设备，主要是在专利号201620987854.8的发明专利公开的救援设备的基础上，增加实施例1-3任意一款的电池加热结构。

参见图6，本实施例的带有电池加热结构的救援设备工作时，先将绳索10的两端分别固定在高低两处地方，形成救援设备的运动路径，救援设备1通过滚筒卷绕绳索10悬挂在绳索10上。救援设备初次运动时，需要分两种情况讨论：

第一、若救援设备是从高到低开始运动（即救援这边将人从高处送往低处），则正反转电机和活塞阻尼器同时产生阻力，正反转电机输出电流对锂电池组进行充电，此时温度传感器监测锂电池组的温度，并将锂电池组的实时温度信号反馈给控制器，控制器根据锂电池组的实时温度信号，对电子开关（和电动节流阀）进行控制，若锂电池组实时温度低于正常工作温度，则控制器控制电子开关动作使电加热器与正反转电机的输出端连通，电加热器工作对锂电池组加热，直到锂电池组恢复正常工作状态；温度传感器持续对锂电池组的实时温度进行监测；若需要提高电加热器的加热效率，则控制器对电动节流阀进行控制，使活塞阻尼器的进出气流量增大。当救援设备到达低处后，锂电池组为正反转电机供电，使其反向转动，实现救援设备沿着绳索向上运动到达高处，由于此时锂电池组处于正常的温度状态，并且该温度状态会维持一段时间，因此足够救援设备从低处运动到高处。若高低两处路程太长，为了保证救援设备从低处运动到高处的过程中不会出现锂电池组温度过低，此时需要设置一个外部供电电源，为了实现对外部供电电源的控制，可以设置第二电子开关，外部供电电源通过第二电子开关与电加热器连接，而第二电子开关与控制器连接，并根据控制器的控制信号实现接通或者断开外部供电电源和电加热器的连接。

第二、若救援设备是从低到高开始运动，此时正反转电机并不会输出电流（即电加热器无法从正反转电机获取电能），若此时锂电池组温度过低，则需要对电加热器外接一个供电电源，使电加热器对锂电池组进行加热工作。为了实现对外部供电电源的控制，可以设置第二电子开关，外部供电电源通过第二电子开关与电加热器连接，而第二电子开关与控制器连接，并根据控制器的控制信号实现接通或者断开外部供电电源和电加热器的连接。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。