基本信息
- 項目名稱：
- 高樓逃生器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 一種自動限速高樓逃生器，包括殼體、滑繩、增速機構(gòu)、離心阻尼限速裝置組成，殼體內(nèi)部設(shè)有兩組正反滑繩，便于多人重復(fù)使用；滑繩一端設(shè)有環(huán)扣，用于連接人體上的保險帶，逃生器的殼體懸掛在固定裝置的孔上。其特征是：利用四組齒輪增速裝置，提高離心滑塊的離心力，增加離心滑塊與內(nèi)部摩擦帶的摩擦力，起到限速的目的。該逃生器具有滑速均勻性程度高、雙組滑繩循環(huán)收放，適合多人快速逃生的優(yōu)點。
- 詳細介紹：
- （一）工作原理 該作品采用齒輪傳動比調(diào)速功能，利用四組空套齒輪增速裝置，提高離心滑塊的離心力，增加離心滑塊與內(nèi)部摩擦帶的摩擦力，起到限速的目的，最終使人體下降速度得到大大的減小。 （二）工作過程 將線圈2的一端套在人體上，人往下跳時，帶動軸4變速旋轉(zhuǎn)，再由軸帶動空套齒輪組增速，此時，離心塊主軸高速旋轉(zhuǎn)，使離心塊9在離心力作用下向外發(fā)散，與外殼產(chǎn)生摩擦。在摩擦力反作用下，使齒輪組降低轉(zhuǎn)速，同時也使主軸降低速度，從而達到勻速下降的目的，這樣人體下降的速度也就得到了控制。 （三）創(chuàng)新特色 (1) 本裝置利用離心原理和摩擦原理，使人體下降產(chǎn)生的力矩始終等于逃生器摩擦阻力矩（M人=M阻尼）。通過四組空套齒輪增速機構(gòu)，自動控制下滑速度，使人體下滑勻速； (2) 本裝置可多人重復(fù)使用。主要通過兩組繞向相反的繩子，若一組繩子承重下降，而另一組繩子被卷起收緊，達到循環(huán)使用的功能； (3) 固定裝置安裝方便、快捷，在應(yīng)急情況下不需要其它輔助裝置，使用范圍廣。同時，鎖定螺釘采用硬質(zhì)合金自攻螺釘，耐磨性好，固定牢靠。 (4)此設(shè)計由于小巧便捷，使用方便, 安全可靠,價格低廉，特別適宜家庭、辦公室和旅館，備用于緊急脫險。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本作品的目的：開發(fā)一種由齒輪機構(gòu)、離心原理、摩擦原理和安全繩、掛鉤等機構(gòu)組成的新型逃生器，能克服傳統(tǒng)逃生器的龐大、笨重和下降速度不易控制等弊端。使人們在遇到火災(zāi)或地震等危機時，能快速、平穩(wěn)、安全地逃生。 本作品的基本思路：該作品采用齒輪傳動比調(diào)速功能，利用四組空套齒輪增速裝置，提高離心滑塊的離心力，增加離心滑塊與內(nèi)部摩擦帶的摩擦力，起到限速的目的，最終使人體下降速度得到控制。 本作品的創(chuàng)新點： (1) 本裝置利用離心原理和摩擦原理，使人體下降產(chǎn)生的力矩始終等于逃生器摩擦阻力矩（M人=M阻尼）。通過四組空套齒輪增速機構(gòu)，自動控制下滑速度，使人體下滑勻速； (2) 本裝置可多人重復(fù)使用。 (3) 固定裝置安裝方便、快捷，在應(yīng)急情況下不需要其它輔助裝置，使用范圍廣。 (4)此設(shè)計由于小巧便捷，使用方便, 安全可靠,價格低廉，特別適宜家庭、辦公室和旅館，備用于緊急脫險。 本作品的技術(shù)關(guān)鍵： (1)繞繩的設(shè)計 (2)齒輪的加速機構(gòu) (3)離心塊的設(shè)計 本作品的主要技術(shù)指標： (1)離心活動塊均勻的分布在圓周上，離心力 ，而活動塊產(chǎn)生的離心力F，作用在固定殼體上產(chǎn)生正壓力N，即：F=N。由此產(chǎn)生的摩擦阻力矩 ，人體下降產(chǎn)生的力矩 。 （2）主軸運動時齒輪與齒輪的充分嚙合是確保機構(gòu)運動平穩(wěn)的關(guān)鍵。 （3）設(shè)計的主要目的是要保證，逃生器下降的速度在安全范圍內(nèi)，利用平衡原理可知，要達到勻速下滑應(yīng)有： M阻力=M下降力 式中，M阻力和M下降力分別是阻力和下降力。
科學性、先進性
- 本逃生器裝置是一種便攜式的，主要由殼體和組裝在殼體中的鋼絲繩、齒輪增速機構(gòu)、離心塊組成，鋼絲繩纏繞在鋼絲軸上，鋼絲繩的一頭伸出殼體外并與安全帶相連，齒輪增速機構(gòu)的末級齒輪和離心輪固定在離心輪軸上，離心塊產(chǎn)生離心作用力與反作用力的離心套則固定在殼體上。其先進性在于：超速自控功能。它提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，使用方便，造價低廉的高樓逃生器。 軸的兩端都有線輪，可一上一下循環(huán)使用。尤其是以鋼絲繩來代替特制繩索重量減輕約一半體積是原來的1/6，價格低于原來的1/5，且其耐磨、耐火、耐老化性能好。 原產(chǎn)品在不同負載時的下降速度范圍為0.4~ 1.5 米/ 秒，小負載時速度太慢，效率低；大負載時速度太快，安全舒適感差。本作品大大縮小了速度范圍，可以接近最佳下降速度。而通過齒輪增速機構(gòu)有效的提高了離心塊軸的轉(zhuǎn)速，使離心塊軸上均勻分布的4個離心塊向四周發(fā)散，與離心塊外套產(chǎn)生較大的摩擦阻尼，提高摩擦系數(shù)，使得下降速度范圍為0.4~0.8米/秒。本作品型大大縮小了速度范圍，可以接近最佳下降速度。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 第三屆江蘇省大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽二等獎（2010.05）; 校十七屆“創(chuàng)新杯”學生學術(shù)科技作品競賽一等獎（2010.12）。
作品所處階段
- （ B ） 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- √實物、產(chǎn)品 √圖紙 √現(xiàn)場演示 √圖片 √錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明書： 一種自動限速高樓逃生器，包括殼體、滑繩、增速機構(gòu)、離心阻尼限速裝置組成，殼體內(nèi)部設(shè)有兩組正反滑繩，便于多人重復(fù)使用；滑繩一端設(shè)有環(huán)扣，用于連接人體上的保險帶，逃生器的殼體懸掛在固定裝置的孔上。其特征是：利用四組齒輪增速裝置，提高離心滑塊的離心力，增加離心滑塊與內(nèi)部摩擦帶的摩擦力，起到限速的目的。該逃生器具有滑速均勻性程度高、雙組滑繩循環(huán)收放，適合多人快速逃生的優(yōu)點。 （1）原理先進：該作品采用齒輪傳動比調(diào)速功能，利用四組空套齒輪增速裝置，提高離心滑塊的離心力，增加離心滑塊與內(nèi)部摩擦帶的摩擦力，起到限速的目的。 （2）適用性廣：本逃生器裝置使用時不受時間、空間的限制。不僅滿足了高樓逃生器的基本特點，而且創(chuàng)新利用了齒輪傳動比的調(diào)速功能。此設(shè)計由于小巧便捷，成本低，特別適宜家庭、辦公室和旅館備用于緊急脫險。 （3）綜合性能優(yōu)良：本逃生器裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊，工藝簡單，安全可靠、使用方便、平穩(wěn)快速、成本低廉等特點，具有廣泛推廣使用的價值。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外制造了許多高樓逃生裝置，我們對其中的一些設(shè)備做了研究，現(xiàn)分析如下： 多功能高空緩降裝置的組合設(shè)計:以家庭座椅為基體、椅坐和椅架可拆分，椅架通過分段鋼管鉚接與螺紋連接，椅架下端安裝2個帶鎖緊的萬向輪和2個小輪，可根據(jù)空間需要實現(xiàn)自由移動；椅坐和椅架通過滑道實現(xiàn)移動和拆分，可根據(jù)個人需求調(diào)整座椅的位置；椅架打開后成為逃生用的梯子，緩降裝置裝在其上。 我們分析，此裝置雖然結(jié)構(gòu)簡單，但整體感覺不夠緊湊。例如：此裝置梯子的長度不能控制，只能用于室內(nèi)，不能用于室外逃生；若作為擔架使用時，折疊后比較笨重，造成使用的不便。椅子的使用，使結(jié)構(gòu)不夠緊湊，因為通過鉚接和螺栓連接，承載能力不大和固定不可靠。 高空自助逃生器:此裝置是由繩索依次經(jīng)過導(dǎo)向銷→導(dǎo)向輪1→加緊輪→導(dǎo)向輪2纏繞。 經(jīng)我們研究，夾緊力的大小是由包角控制的，而包角不僅與重力有關(guān)，還與其輪子的直徑和兩輪的中心距有關(guān)。因此只由重力控制夾緊輪是遠遠不夠的。 全自動不間斷高樓逃生裝置:本裝置主要是由變速齒輪組，鏈輪，剎車機構(gòu)和阻尼水箱組成。它的上端部分安裝在樓頂，并在其垂直正下方的地面安裝下鏈輪機構(gòu)，下鏈輪由張緊彈簧拉緊。人下降時，人的重量是驅(qū)動力，驅(qū)動傳送鏈向下運動，帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，并使機構(gòu)下移一定距離，鏈輪通過變速齒輪組以一定的傳動比帶動剎車輪轉(zhuǎn)動，使剎車輪與剎車片接觸，從而起到制動作用。此裝置通過鏈傳動控制下降速度，剎車調(diào)整彈簧實現(xiàn)制動作用，阻尼水箱吸收鏈輪和剎車輪所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量，以達到下降的目的。 經(jīng)我們研究，此裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，不便于攜帶和固定。并且它是通過鏈傳動來控制下降速度，鏈傳動傳動時不夠平穩(wěn)，會導(dǎo)致不能勻速下降。 總結(jié)：我們的裝置是一種自動限速高樓逃生器，包括殼體、滑繩、增速機構(gòu)、離心阻尼限速裝置組成，殼體內(nèi)部設(shè)有兩組正反滑繩，便于多人重復(fù)使用；滑繩一端設(shè)有環(huán)扣，用于連接人體上的保險帶，逃生器的殼體懸掛在固定裝置的孔上。其特征是：利用四組齒輪增速裝置，提高離心滑塊的離心力，增加離心滑塊與內(nèi)部摩擦帶的摩擦力，起到限速的目的。并且具有滑速均勻性程度高、雙組滑繩循環(huán)收放，適合多人快速逃生的優(yōu)點。 與以上三種高樓逃生器相比較，我們的裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工藝簡單，安全可靠，使用方便，平穩(wěn)快速，成本低廉。它不僅滿足了高樓逃生器的基本特點，而且創(chuàng)新使用了齒輪傳動比的調(diào)速功能，適合各種場合的高樓逃生。
