[发明专利]一种警民兼容的缓降器

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合楼房或其他高空现场发生的灾害事故中实施专业批量救援和非专业自我救助的缓降器，本发明也广泛适合民间用于物体垂直向下运输和大厦外墙作业等作业用途。 

背景技术

楼房多层化和高层化是现代文明进步的体现，也是城市化发展的必然趋势，这就意味着人员、贵重设施和财产越来越集中，一旦发生火灾或其他灾害，人员逃生和组织救助的难度不断增大。有鉴于此，在上世纪八十年代就有一种称之为“高楼逃生缓降器”的产品问世，人们希望利用这种工具就能通过窗户或阳台，实现安全降落逃生。近二三十年来，我国社会各界对“缓降器”的研究非常活跃，按2011年调查，相关的发明和实用新型专利项目数已超过二百项，稳居世界各国同类专利之冠。就技术原理而论，不同缓降器的设计无非都是创造一种合适的阻尼，以抗衡被救援人员自身重力，使被救助者以可接受的速度下降继而安全着陆。实现阻尼的技术路线主要有机械阻尼、液压阻尼和电磁阻尼三种。就国内外进入市场流通的缓降器而言，基本清一色为机械阻尼型。缓降器设计成功的关键主要是实现自动匀速降落，而且速度应在一般人所能接受的安全速度范围之内；速度还可以人为自主地进行减速控制甚至悬停；作为一种大众化防灾应急使用的产品，优良的缓降器还应具备结构简单、成本低廉、轻便、“免维护”和人性化等优点。目前，无论是已公开的发明专利项目或在市场流通的缓降器产品，都未能较好地满足以上的全部要求。市场上流行的机械阻尼型缓降器虽然品牌繁多，主要包括凸轮施压阻尼控制型和行星轮速度自动控制型。凸轮施压阻尼控制型的结构简单，但绝对不可能实现匀速下降；行星轮速度自动控制型是目前市场的主流产品，从理论上可以实现匀速下降，但却无自主地进行减速控制和悬停的功能，而且，行星轮速度自动控制型一般使用内齿轮，加工工艺要求较高，成本也自然受到影响。本发明所涉及的缓降器能较理想地解决技术、成本、可靠性等一系列难题，既可满足一般民众自救和他救的需要，还可作为一种警用装备投入高效的批量救援行动。由于本发明涉及的缓降器具有灵活减速控制和软着陆的功能，还可迎合工矿企业和楼宇装修工程等需要，为物体纵向垂直向下运输和大厦外墙作业提供广泛的使用空间。本发明涉及的缓降器设计，为全面实现我国现行颁布的缓降器国家技术标准和满足消防救援各种现实要求提供了圆满而人性化的的一揽子解决方案，本方案的正确性和可行性已经反复试验所充分论证。 

发明内容和实现方法 

本发明所涉及的缓降器的核心技术是将离心摩擦匀速自控装置和蹄片制动装置巧妙地融为一体。你中有我，我中有你，和谐协调地实现总体功能的目标。 

离心摩擦匀速自控装置主要由两个啮合的齿轮组共同组成一个9倍速升速装置，其中与绳轮一体化总成-20的大齿轮为48齿，与之啮合的小齿轮-3为16齿；一级小齿轮通过联动轴带动第二级的大齿轮-6，此大齿轮为48齿，而与之啮合的小齿轮-18为16齿；背附在刹车鼓的甩块导轨与小齿轮-18以相同的速度旋转，甩块在高速旋转的同时，由离心力驱使沿着导轨向外滑动，并与相对静止而轴线相同的壳体盖-2圆桶型内壁产生摩擦，形成反方向的摩擦力矩。在摩擦半径(即壳体盖-2园桶型内壁之半径)和甩块重量和摩擦贴片材质(摩擦系数)等确定后，摩擦力矩的大小与甩块转动角速度的平方成正比。速度越高，摩擦力矩就越大，通过齿轮的传递，迅速与绳轮的钢丝绳所系的负重实现动态平衡，正是这种自动反馈和响应的方式，使得降落匀速的目的能完美地实现。而在下降过程中匀速的速度大小主要取决于负重，负重越大，匀速的速度值也就越高。通过理论分析和试验都清楚表明，合理控制下降速度最有效的技术措施是调整变速装置的变速比。考虑国标要求负重范围在35公斤到100公斤(并考虑留有足够的冗余度)，而下降速度要求不高于1.5米/秒，本发明涉及的缓降器设计将变速比设定9倍是合理的。此举，将在稳定而可靠地满足国家标准要求的前提下，为其他相关零件参数设计提供了足够的调整空间。 

由于本发明对齿轮的技术要求不高，齿轮材料选为普通的45号钢就可以了，至于齿轮系列的模数主要取决于整体尺寸大小及齿轮强度等因数，可在标准模数系列中1.0—2.0mm之间选取即可。在变速比、绳轮、刹车鼓半径和壳体盖-2圆桶型内壁半径等参数确定后，蹄片的大小和重量将是设计调整自由度较高的参数，因为摩擦力与甩块的质量(重量)成正比；而甩块的摩擦片可采用摩托车工业常用的金属纤维(也可能含有其他纤维)制成的刹车片，其耐用性和温度特性等指标均可满足要求。