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基本信息
- 項目名稱：
- 往復(fù)式高空逃生裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 城鎮(zhèn)高層建筑物的增加，使得人員更加密集的聚集在高層建筑物中，如遇火災(zāi)等突發(fā)狀況，很多人由于找不到逃生設(shè)備而喪失生命，給親人及朋友帶來巨大傷痛，尤其是2010年11月份上海的火災(zāi)及央視大樓起火，又一次為我們敲響了警鐘。針對這種狀況，為了減少不必要的損失， 我們設(shè)計了高空逃生裝置，此裝置采用窗子上沿箱體中固定的滾動軸承、剎車、限速、網(wǎng)兜等設(shè)備，能將當(dāng)事人平安送到安全地帶。
- 詳細介紹：
- 2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 2.1 逃生裝備的基本框架及結(jié)構(gòu)的確定 高層著火，為了能安全有效的逃離現(xiàn)場，鑒于基本常識，我們選擇從窗戶入手，設(shè)計一套安全可靠的高空多人往復(fù)式逃離裝置，已被不時只需！ 2.2 逃生裝備功能的實現(xiàn) 本逃生裝備主要是通過液壓減速裝置和雙向剎車裝置來實現(xiàn)高空逃生。首先隨著繩子的下降，帶動軸承的轉(zhuǎn)動，此時雙向剎車裝置的閘線處于繃緊狀態(tài)到松弛狀態(tài)，起到減緩下降加速度的作用，液壓減速裝置同步啟動，使主軸的速度限定在一定范圍內(nèi)，通過設(shè)定可使下降人員能達到最大速度為3米/秒，當(dāng)繩子過半時，雙向剎車裝置纏線方向反轉(zhuǎn)，閘線逐漸拉緊再次啟動剎車閘片，隨著人的不斷下降，剎車裝置完全啟動，將主軸速度逐漸降低。這時被救人員也就到達了安全地帶，從而實現(xiàn)了高樓逃生。 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 我們設(shè)計的產(chǎn)品充分考慮到了安全性，多人性，往復(fù)性，自動性。 功能的實現(xiàn)主要由下面的四個基本機構(gòu)來完成： 3.1 軸承傳動裝置 人乘坐的繩索與主軸相連，通過繩索的下降帶動主軸轉(zhuǎn)動，通過主軸傳動，帶動齒輪，連桿等裝置，達到減速，剎車的功能。 3.2 液壓減速裝置 高空逃生系統(tǒng)中采用的減速器為液壓限速器，限速器的結(jié)構(gòu)是帶有活塞的活塞桿插入筒內(nèi)，在筒中充滿阻尼液體而且兩層器壁間有帶節(jié)流孔的隔板，使得被擋片分隔出來的兩部分空間中的阻尼液體可以互相補充。當(dāng)液體流經(jīng)隔板的節(jié)流孔時，產(chǎn)生的阻尼力減小了重力的作用。其工作原理是主軸轉(zhuǎn)動時，通過連桿帶動限速器內(nèi)的活塞上下移動，限速器腔內(nèi)的阻尼液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)節(jié)流孔流入另一個腔內(nèi)。阻尼力就是在具有粘性的油通過節(jié)流孔時產(chǎn)生的，此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦形成的阻尼，使活塞運動受緩，從而降低主軸轉(zhuǎn)速。在油液通道截面等因素不變時，阻尼力與主軸轉(zhuǎn)動速度增減和阻尼液粘度等有關(guān)，節(jié)流孔越小，阻尼力越大，阻尼液的黏度越大，阻尼力越大，軸轉(zhuǎn)速越高阻尼力也越大。 3.3 齒輪剎車裝置 產(chǎn)品構(gòu)造： 由主軸上固定齒輪，變速齒輪，與軸一體的齒輪，閘線，定滑輪，固定在軸上的兩半圓形閘皮等組成。 原理： 主軸轉(zhuǎn)動帶動閘線放松緊縮。 在主體產(chǎn)品上的作用： 起始時減小人下降加速度，最后減小人下降速度。 相關(guān)計算： 本產(chǎn)品每次限定兩大人或兩大人加小孩，可估算其重力約為１２００Ｎ，則重力的力矩和力偶的力偶矩相等 ＭＧ＝Ｇ＊ｒ Ｍｇｈ＝Ｍｇ＋Ｍｈ=２Ｍｇ ＝２Ｆｒ 所以 Ｆ＝Ｇ／２ 使用時因為剛開始就需要有下落運動，所以Ｆ<Ｇ／２ 本產(chǎn)品的F值設(shè)置為５００Ｎ, 在使用前通過試驗調(diào)節(jié)變速齒輪使網(wǎng)兜下降一半時，通過變速齒輪變速，軸Ｃ軸Ｄ上的閘線完全打開，而后隨網(wǎng)兜下降閘線鎖緊，達到應(yīng)用目的。 3.4 網(wǎng)兜載人裝置 軸兩端的乘人網(wǎng)線反向纏于主軸，一端繩子下降，另一端繩索上升，從而起到往復(fù)作用；坐人的網(wǎng)兜 ，前后和底部都是網(wǎng)，左右各是兩根繩，保護逃生者的安全。 網(wǎng)兜乘坐說明： 1、一個網(wǎng)兜最多可以坐一個兒童和一個大人。 2、此逃生裝置有兩根繩子從兩端運逃生者，一根繩子上有2個網(wǎng)兜，逃生者背對背乘坐。 4 作品特點 1、使用方便，快捷，可同時承載多人并具有往復(fù)性 2、本產(chǎn)品完全有機械部件構(gòu)成，不浪費能源，安全可靠 5 安裝說明及使用方法 本裝置安裝時可按照正常窗戶的安裝說明來安裝 5.1 安裝說明 1、建筑洞口尺寸公差應(yīng)符合GB5842要求，毛洞口±10，半精洞口±5.若洞口尺寸不符合要求，需進行必要處理。 2、門窗的施工安裝必須符合水平度、垂直度和平面排列的要求。 5.2 安裝順序 1、清理洞口，將灰渣鏟平、掃凈。 2、將窗框立于洞口，用吊線錘、規(guī)尺和水平儀等確定框的安裝位置，安裝一個固定卡，并用木楔臨時定位。 3、調(diào)整好窗框水平垂直度，自上而下將框與墻體連接固定。安裝連接件可用膨脹螺栓或者可調(diào)固定件，螺栓或固定件之間的距離不超過60mm,窗框與墻體連接點一般不少于8個。 4、框與墻體四周的縫隙必修用石棉氈或隔聲棉、塑料泡沫或密封膏填充。應(yīng)盡可能避免使用水泥砂漿或油灰砌縫。 5、塑料門窗的玻璃通常安裝在門窗安好后安裝。安裝玻璃時先上短壓條，后上長壓條。 6、安裝完畢要做好清潔整理工作，門窗表面上PE保護膜在驗收合格交付使用后方可揭下。若有油污可用水溶性洗滌劑清洗，禁止使用類似丙酮等化學(xué)液擦洗。 5.3 使用方法 使用時打開上面的窗戶，進而打開箱體，以下面的窗戶為平臺乘坐箱體內(nèi)掉出的網(wǎng)兜下降到安全地點。 特別說明： 安裝時應(yīng)先安窗上的箱體，首先對墻體加工出一個和箱體的尺寸相同的洞孔，然后如上窗的安裝說明安裝即可。 6 前景展望 展望未來社會的發(fā)展，國家一直在倡導(dǎo)構(gòu)建和諧社會，強調(diào)以人為本，我們運用此設(shè)備在高空危難中解救受災(zāi)人們，來減少不必要的損失，定會得到社會及企業(yè)的認可，而且得到廣泛倡導(dǎo)，因為本產(chǎn)品成本較低，經(jīng)過對各種數(shù)據(jù)的計算，有很好的實際應(yīng)用。創(chuàng)新點亦十分突出，可以很好的應(yīng)用于市場。 參考文獻（Reference）： [1]劉鶴年主編，流體力學(xué)（第二版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004 [2]李人憲主編，有限體積法基礎(chǔ)，北京：國防工業(yè)出版社，2005.7 [3]
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(biāo)
- 城鎮(zhèn)高層建筑物的增加，人員更加密集的聚集在高層建筑物中，如遇火災(zāi)等突發(fā)狀況，人員如何在高層安全逃生已是越來越受到關(guān)注的問題。本產(chǎn)品設(shè)計發(fā)明的目的是為了解決高空建筑發(fā)生災(zāi)情救援的低效率問題和人員的自救逃生問題。基本思路是采用在窗子上沿箱體中固定的滾動軸承、剎車、限速、網(wǎng)兜等裝置，實現(xiàn)人員在高空中的安全逃生。 創(chuàng)新點如下： 1.純機械結(jié)構(gòu)，避免斷電等對其的影響 2.自動限速結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，增大了適用人群的范圍 3.承載能力強，能多人同時承載 4.往復(fù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使更多人能在最短的時間到達安全地帶
科學(xué)性、先進性
- 現(xiàn)有技術(shù)主要分以下幾種：空氣阻力型，摩擦制動型等?？諝庾枇π陀捎谏a(chǎn)足夠阻力的葉輪體積很大，所以該設(shè)計有體積大、重量大、轉(zhuǎn)動機構(gòu)暴露在外的不足。摩擦制動型：摩擦往復(fù)式救生緩降器，該設(shè)備在緩降時摩擦材料消耗較大，隨使用次數(shù)的增加安全系數(shù)逐漸降低。本裝置體積小，同窗戶一起安裝，適用于人員活動密集的高層商廈，通過轉(zhuǎn)動軸及其兩側(cè)的逃生索實現(xiàn)逃生網(wǎng)兜的上升、下降往復(fù)循環(huán)，雙網(wǎng)兜式設(shè)計大大增加了逃生速度。液體限速裝置的應(yīng)用能使乘坐者最大速度限定在3m/s.雙向剎車裝置不但減小了初速度，更降低了降落速度。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 未轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖紙，圖片
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
- 本產(chǎn)品同普通窗戶的安裝過程大致相同，具體內(nèi)容見安裝說明及使用方法?？紤]到防盜問題，本產(chǎn)品只有在上面的窗戶打開時方才能使用本產(chǎn)品。使用時打開上面的窗戶，進而打開箱體，以下面的窗戶為平臺，乘坐箱體內(nèi)掉出的網(wǎng)兜下降到安全地點。本產(chǎn)品采用液壓限速裝置，不僅限制速度的過快增加，同時能限制最大速度；雙向剎車裝置與雙網(wǎng)兜設(shè)計的結(jié)合，大大增加了救援效率；裝置全過程自行運行，使用簡單便捷，適合各類人群，安全系數(shù)高，隨時隨用，可達到多人往復(fù)式的救援模式，本產(chǎn)品適用于高層地點，如酒店，企事業(yè)用人單位、家庭住宅等等。 本產(chǎn)品是成本低廉，制造簡單，功能強大的高空逃生裝置，而且本產(chǎn)品有著科學(xué)的設(shè)計原理和運行結(jié)構(gòu)，是在現(xiàn)有技術(shù)上的一次提升，同時實現(xiàn)了真正意義上的高空自救逃生，具有較強的實用性和推廣價值，所以具有巨大的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 城鎮(zhèn)高層建筑物的增加，人員更加密集的聚集在高層建筑物中，如遇火災(zāi)等突發(fā)狀況，人員如何在高層安全逃生已是越來越受到關(guān)注的問題。針對此問題，很多科研人員致力于研究高空逃生裝置，各種類型的逃生裝置如與雨后春筍般出現(xiàn)，它們都能達到高空逃生的目的，但是同時存在著很多的不足，彈性式高空逃生裝置用彈力做阻力，阻力與彈簧伸長量有關(guān)即與下降位移有關(guān)，越往下阻力越大，還有可能在落地前反彈，而且無法做到下降時勻速；摩擦式因為長時間磨合，摩擦系數(shù)有所改變，性能也不穩(wěn)定?？諝庾枇π陀捎谏a(chǎn)足夠阻力的葉輪體積很大，所以該設(shè)計有體積大、重量大、轉(zhuǎn)動機構(gòu)暴露在外的不足。 本設(shè)計借鑒前人的產(chǎn)品，及其精華，在缺點處加以改進，從而更加完美的實現(xiàn)了多人式高空往復(fù)逃生。通過窗上固定箱體內(nèi)的裝置，如剎車，限速等設(shè)備，大大提高了高空自救的安全性。同時雙網(wǎng)兜設(shè)計結(jié)構(gòu)又比以往有效的增加了救援人數(shù)，故本產(chǎn)品很好的解決了以往研究設(shè)計中存在的不足，同時又創(chuàng)造性地設(shè)計使整體固定在墻上，與同類產(chǎn)品相比更安全，更便捷，更好的完成多人往復(fù)式的自救任務(wù)。 高空往復(fù)設(shè)備與現(xiàn)有逃生裝備相比較，有以下突出特點： 1、利用液壓限速裝置控制速度，通過液體產(chǎn)生的阻尼力來限制速度，任何質(zhì)量下能保證最大降落速度維持在3米/秒。 2、兩級減速：利用了兩級減速裝置，使初始速度和降落速度降到人體承受的安全速度 3、利用特制安全繩做的雙網(wǎng)兜，不僅防火，而且強度高，保證了速降的安全性同時增加了救援人數(shù)。
