基本信息
- 項目名稱：
- 帶有居家功用的行程可控救生梯
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 作品以救援、逃生為主題，在實驗和理論分析的基礎上設計了一款帶有居家功用的救生梯及其配套設施。不僅可以在發(fā)生危險的時候為不同的人群提供逃生，而且可以通過簡單的變形，成為日常生活中的家具，如椅子，涼衣架，桌子等。作品結(jié)構新穎簡單、經(jīng)濟實用，變形方便，具有一定的推廣價值和市場應用前景。
- 詳細介紹：
- 救生梯主要分為梯子本體部分、下滑部分與其他輔助機械結(jié)構組成。輔助結(jié)構是為了提高梯子的變形能力、救生時的安全性和穩(wěn)定性而設計的。主要包括長度可調(diào)的伸縮式掛鉤、加強安全性的固定架和扶手、加強梯子穩(wěn)定性的彈簧自鎖機構、用于控制速度的下滑控制機構和剎車機構等。 本體部分是由多塊結(jié)構板連接而成的長5米左右的梯子。每塊結(jié)構板是由爬行和滑行兩部分組成。這兩部分分別考慮了不同人群自身的特點，為其提供不同的逃生方式。如成年人或青少年體力較好、行動迅速，比較適合傳統(tǒng)的梯子結(jié)構，以攀爬的方式逃生即可；老年人或小孩等弱勢群體體力較弱、行動遲緩，并不適合要靠自身體力爬行逃生的傳統(tǒng)救生梯，需要可以控制速度的滑行梯來幫助逃生。而利用連接件的旋轉(zhuǎn)、翻折、抽拉等使救生梯可以變形為一般家具，如可以變形為椅子、桌子、嬰兒車、購物車等以增加它的功用。 下滑部分承受人的重力、扭力等。是受力較大的一部分。通過受力分析保證這部分的強度和剛度。 輔助結(jié)構是為了提高梯子的變形能力、救生時的安全性和穩(wěn)定性而設計的。主要包括長度可調(diào)的伸縮式掛鉤、加強安全性的固定架和扶手、加強梯子穩(wěn)定性的彈簧自鎖機構、用于控制速度的下滑控制機構和剎車機構等。 配套設施是一種為居住在較高層居民設計的。主要用來增加救生梯救援長度、提高救生梯救援能力的輔助設備。 每個部分的結(jié)構設計如下： （1）梯子本體部分——用鉸鏈、百葉結(jié)等活動連接件連接6塊結(jié)構板組成一部5米長的梯子。每塊結(jié)構板組合了下滑逃生用的滑道結(jié)構板、爬行逃生用的普通梯子結(jié)構和鉸支座組合為一剛性結(jié)構板。該鉸支座架用于減少梯子的搖晃，增加下滑時的穩(wěn)定性，同時用于加強梯子的整體剛度。利用連接件的旋轉(zhuǎn)、折疊，抽拉等可以在沒有危險發(fā)生的情況下變形成椅子、嬰兒車、小推車、桌子等；而在發(fā)生危險的時候快速、方便的恢復成梯子。同時在連接處裝有彈簧自鎖裝置和搭扣以保證恢復成梯子后，每一塊結(jié)構板可以處于同一平面上且使整部梯子整體成為剛性從而加強了穩(wěn)定性和安全性。 （2）下滑部分——平時是椅子的座椅面和座椅背。安裝在座椅面?zhèn)让娴姆鍪挚梢陨舷禄瑒?，并且與固定架之間的連接是可拆卸的。在椅背的上半部分和下半部分裝有兩個內(nèi)嵌部分。其同時嵌于滑道中以保證下滑時椅背能貼住救生梯主體部分而不會向外傾斜。這樣不僅減少了下滑時的干擾，而且提高了下滑時的安全性。另外，在下滑部分上裝有剎車機構并由下滑控制機構控制其下滑速度。在利用爬行面逃生時，可以拆卸下滑部分，而不會干擾爬行面。 （3）輔助部分——輔助結(jié)構包括下滑控制機構、掛鉤、固定架、彈簧自鎖機構、剎車機構等。 1）下滑控制機構——下滑控制機構是由齒輪系行程放大、螺紋自鎖、3個滾筒和一些鋼絲繩組成。 2）伸縮掛鉤——該掛鉤裝在梯子的本體部分上。其結(jié)構由外套部分、可自由滑動的內(nèi)嵌部分與一螺栓組成。此掛鉤可以適應寬30mm-300mm的懸掛平臺。 3）固定架——是由空心的鋁合金材料焊接而成。除可固定由梯子變形成為的椅子結(jié)構外，該固定架可與掛鉤內(nèi)嵌部分組合，變?yōu)樾⊥栖?，在平時買菜、購物時用于放物品。 4）剎車機構——是利用彈簧恢復力產(chǎn)生壓力而增大摩擦力剎車。其是由彈簧和連桿結(jié)構組成。一般情況下處于剎車狀態(tài)。當需要運動時，則向內(nèi)旋轉(zhuǎn)把手，拉升彈簧使壓力減小而降低摩擦。 （4）配套設施——是由日常生活中陽臺上的護欄變形而來，其主要結(jié)構如左圖。其利用上一樓層的可動導軌條下落時產(chǎn)生的沖擊力和自身重力壓縮彈簧帶動擋板下移，使凸輪條移動，旋轉(zhuǎn)動導軌到某一和陽臺護欄上開孔配合的位置，使其下落沖擊下一樓層的彈簧活塊機構。如此重復至一樓。最終形成一條長導軌。該長導軌可用于增加救生梯下滑長度。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- [設計目的] 通過對現(xiàn)有結(jié)構的重組改良設計本作品。旨在設計一款易于被人們接受，在日常生活中是普通的家具；而在發(fā)生火災等突發(fā)狀況下能快速變形為救生梯，幫助居住在中低樓層段的人群自救的逃生工具。 [基本思路] 本項目設計的救生梯組合是由救生梯及其配套設施組成。救生梯長度5米左右、負重不超過120kg、緩降速度0.6-1.5m/s。 通過改良救生梯救生方式和賦予傳統(tǒng)救生梯多種變形能力以使其具備多種居家功用這兩方面進行設計的。它是由梯子本體部分、下滑部分與為了提高梯子的變形能力、救生時的安全性和穩(wěn)定性而設計的其他輔助機械結(jié)構組成。 [創(chuàng)新點] （1）考慮到弱勢群體（老人或小孩等）的逃生，采用了滑行結(jié)構與傳統(tǒng)桿式爬行結(jié)構的組合。使用爬行面使行動方便的人爬行逃生，使用滑行面可為行動不便的人群提供快速滑行逃生。 （2）考慮到實用和經(jīng)濟效益，設計了可變形成有日常實用功能的結(jié)構。通過簡單的變形或拆卸等變成有實用功能的結(jié)構，如嬰兒車、晾衣架、椅子、桌子等。滿足了不同家庭的日常需要，大大增加了利用率與和選擇性，提高了經(jīng)濟效益。 （3）考慮到使用方便，采用輔助掛鉤結(jié)構代替單一的掛鉤；并設計了配套設施以增加救生梯的長度，為高層自救提供了一種便利的逃生方式。 （4）考慮到穩(wěn)定與安全，采用整體板結(jié)構代替易搖晃的繩索結(jié)構，而且利用了多種機械結(jié)構特點，如機械“死點”、螺紋自鎖等從而增加了梯子的安全性和穩(wěn)定性。 [關鍵結(jié)構] （1）下滑控制機構 （2）配套設施 （3）梯子本體部分
科學性、先進性
- （1）目前的救生梯幾乎沒有日常功用，導致人們不愿購買備用。相比較，本作品設計的救生梯通過改變連接方式和結(jié)構的重組使其可變形成多種生活必備物件，如小推車、嬰兒車、老年車、家用梯、桌子等可以滿足不同家庭的不同需求。大大的提高了利用率，使人們愿意接受它。 （2）目前的家用救生梯不是設計成了適應性差的攀爬結(jié)構，就是需要整體改造樓房建筑，專門人員進行維護等的救生電梯。工程浩大而且可行性低。本作品設計了帶有滑道結(jié)構的家用梯，即滑爬兩用。無需改變樓層結(jié)構即可使梯子適應不同人群的使用。更加人性化、可行性和實用性高。 （3）大多數(shù)救生梯的設計主要集中在對梯子本身的改良而都忽視了對扶手的改良。導致設計出的救生梯實用性不足。本作品改進了掛鉤結(jié)構。利用伸縮式掛鉤使其可以適應不同規(guī)格的陽臺、窗框等增加了梯子的可行性。 另外，大多數(shù)剛性救生梯的長度有限，不能幫助住在高樓中的人們自救。本作品為救生梯特別設計了一款配套設施，為住在樓層較高處的人們提供一種逃生的方法。增加了梯子的環(huán)境適應性、降低了應用要求。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 還未技術轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- ■實物、產(chǎn)品 ■模型 ■圖紙 ■現(xiàn)場演示 ■圖片 ■錄像 ■樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- [使用說明] 本作品不僅用于發(fā)生危險時，不同群體的逃生；且在生活中可作為家具使用。 生活中，座椅是基本形態(tài)；當把輪子翻下，上移下滑部分即為嬰兒車；下移下滑部分是老年推車；取下固定架和掛鉤的內(nèi)嵌部分組合為一小推車；把后背展開即是一部1.2米的家用梯。 家中著火時，可與上下左右的鄰里連接，逃離現(xiàn)場。在使用下滑部分逃生時，先把梯子掛與陽臺，再上提護欄，梯子將自動變形。而在利用爬行面逃生時，取下下滑部分，再把救生梯掛在陽臺上即可爬行逃生。 為椅式救生梯設計的配套設施是由陽臺護欄改進而成。用于在事態(tài)十分緊急、火勢較大時，使高層居民可以安全到達地面。使用時，連同保護結(jié)構（即固定架和護欄）一起取出下滑部分。把它套進由陽臺護欄變型而成的超長滑道中。利用速度控制和剎車機構下滑逃生。 [可行性] 本作品“人性化”的考慮了弱勢人群，設計滑爬兩用結(jié)構，為更多的人提供自救的方法。在生活中又可作為家具使用。一物多用，節(jié)約資源，使生活更加經(jīng)濟、便利。使人們不再認為救生梯是日常中的“廢物”，易于被接受。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)救生梯設計方向主要有小型家用救生梯和通過高樓整體改造，附加大型救生設備兩種。 小型家用救生梯主要有可折疊柔性救生梯、機械傳動式變形救生梯等。它是通過改變機械傳動或連接方式而很少有通過結(jié)構重組或附加配套設施的方法以改良救生梯。這樣導致目前救生梯在日常生活中的實用性很差，大多說的救生梯都只有防盜窗或晾衣架的功用。如以下專利[1]到[4]中介紹的救生梯設計。 大型救生梯設備主要通過緩降器、承載電梯等方式。通過整體改造建筑結(jié)構的方式安裝救生設備。此設備大多比較昂貴、視覺感受差、需要安裝與維護、對環(huán)境要求高等限制而很少被人們接受。如下介紹的XLJH480系列救生緩降器或XLYH100移動式救生裝置 對于救生梯掛鉤的改良專利或文獻幾乎為零。 一種逃生梯防盜窗[1]設計了一種逃生梯防盜窗,包括窗框架、防盜網(wǎng)。防盜網(wǎng)有固定網(wǎng)片和活動網(wǎng)片構成。這一發(fā)明結(jié)構簡單、方便實用。在平時即時防盜窗，發(fā)生危險時利用固定開關和活動拉桿使其變形。 兼具吊掛晾曬衣物功能的逃生梯[2]是由兩根鏈條和設置在兩條鏈條之間的若干踏板構成。這一發(fā)明平時用于晾曬衣物，做晾衣架，而發(fā)生危險時可以變形為救生梯。 可作為緊急逃生梯之鐵窗設備[3]平時可用于防盜，在發(fā)生危險時，將梯片降下并方便的拼接成逃生梯。 具逃生梯的鐵窗[4]包含一呈倒U形的框架、一封蓋該框架一側(cè)面的前架，一封蓋該框架一側(cè)面的底架。平時的鐵窗即可方便的變形為救生梯。 XLJH480系列救生緩降器要求安裝在建筑物樓頂平臺上或設備層中；要求移動平臺前端及救生倉下降的通道無任何突起的建筑結(jié)構、線纜管道、樹桿等障礙物及易燃物。 救生倉落地處紅線區(qū)內(nèi)不得堆放雜物和車輛，必須保持人員疏散暢通。 在每次強風來臨前，務必將移動平臺與底座鎖牢（共四處鎖點）。強風過后，解除三個鎖點，僅留手柄搖輪上方一處鎖點。還要配有經(jīng)過專門培訓的救護人員進行維護、保養(yǎng)和使用。 XLYH100移動式救生裝置適用在具備面向建筑物外空間的安全救生門或玻璃幕墻的地點使用。 同樣要求下降通道應無任何建筑物、纜繩、樹干等障礙物，地面無雜物。 而且裝置調(diào)試后，不得變換其它高度位置使用，如更換高度位置使用，還要有專業(yè)人員重新調(diào)試。
