專利名稱：可控永磁式渦流逃生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
可控永磁式渦流逃生裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種高樓逃生裝置，尤其是一種速度可調(diào)的能供多人往復(fù)使用的緩 降逃生裝置。
背景技術(shù)：
[0002]由于火災(zāi)成因的多樣化和復(fù)雜化，遇險逃生問題越來越受到人們的重視。救生 逃生裝置的出現(xiàn)，成功的解決了高樓遇險逃生這一難題。逃生裝置具有安全系數(shù)大、設(shè) 置時間短、疏散人員快、結(jié)構(gòu)簡單輕等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于賓館、學(xué)校等高層建筑 內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或其它緊急災(zāi)情事故時被困人員的自助救生，是高層建筑和公共場所必備的 用于避難和自助救生的安會設(shè)施。[0003]國內(nèi)目前的逃生裝置主要是單向使用且是純機(jī)械摩擦式的，這種逃生裝置不僅 由于只能單向使用，效率很低，而且磨損較為嚴(yán)重，使用性能低，故障率高，摩擦生熱 使摩擦器件的摩擦系數(shù)發(fā)生變化更可能給逃生裝置帶來不可預(yù)知的影響，安全性較低， 應(yīng)用也不成熟。[0004]國內(nèi)現(xiàn)在生產(chǎn)的逃生裝置與國外尤其是日本的逃生裝置相比，存在較大的差 距。以大負(fù)荷下連續(xù)試驗(yàn)的次數(shù)為例，日本現(xiàn)行的逃生裝置標(biāo)準(zhǔn)——自治省第31號省令《規(guī)定逃生裝置技術(shù)規(guī)格的省令》規(guī)定為100次。而國內(nèi)各廠家采用的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件 有的定為20次，有的定為10次，有的標(biāo)準(zhǔn)甚至根本不規(guī)定試驗(yàn)次數(shù)。發(fā)明內(nèi)容[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)單向使用、故障率高等不足，本發(fā)明提供一種可控永磁式渦 流逃生裝置，可往復(fù)使用，速度可調(diào)，而且結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低，使用性能非常穩(wěn)定。[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明主要采用了以永磁體為介 質(zhì)的緩降機(jī)構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械摩擦式緩降機(jī)構(gòu)，包括外殼、端蓋、主軸、繩輪、連接 柱、行星輪、大太陽輪、中心齒輪、周向磁鐵盤、端面磁鐵盤、條形永磁鐵、圓柱形永 磁鐵、預(yù)緊輪、制動塊、制動手柄、調(diào)整手輪和刻度盤。[0007]所述外殼為一空心圓柱體，兩端分別固定有左右端蓋。主軸通過左右兩個端蓋 進(jìn)行支撐，并在右端蓋處進(jìn)行軸向定位。繩輪與主軸同心，繩輪內(nèi)孔轉(zhuǎn)動連于主軸上， 并通過軸肩和彈性擋圈進(jìn)行軸向定位，防止繩輪左右滑動。連接柱的一端與繩輪固連， 將連接柱作為行星架，行星輪與連接柱形成轉(zhuǎn)動副。行星輪外側(cè)與大太陽輪嚙合，內(nèi)側(cè) 與中心齒輪嚙合，且兩行星輪對稱布置。大太陽輪與外殼固連，作為固定機(jī)架。繩輪轉(zhuǎn) 動通過行星輪和大太陽輪傳動到中心齒輪，中心齒輪與主軸同軸固連，從而帶動主軸轉(zhuǎn) 動。周向磁鐵盤為左端開口的筒形件，為鐵磁質(zhì)材料制成。在周向磁鐵盤筒壁外表面均 勻開有若干槽，槽內(nèi)固定有條形永磁鐵，相鄰的條形永磁鐵的N、S級方向相反。周向 磁鐵盤與主軸同軸固連，使之同步轉(zhuǎn)動。條形永磁鐵外表面與外殼內(nèi)孔必須有1 3mm的間隙。端面磁鐵盤右端為中心開孔的鐵磁質(zhì)材料的圓盤件，左端在中心開孔周邊處為 開有外螺紋的管件且與左端蓋中心孔形成螺紋連接。該螺紋連接在工作過程中由于壓力 產(chǎn)生的摩擦力的作用是不會對殼體相對旋轉(zhuǎn)的，僅在非工作狀態(tài)下手動可調(diào)。端面磁鐵 盤的右端盤面上有若干個周向均勻固連的圓柱形永磁鐵，圓柱形永磁鐵也是N、S級反向 間隔布置的。在右端蓋上對稱固定有若干銷軸，銷軸上裝有預(yù)緊輪并形成轉(zhuǎn)動副。鋼絲 繩一端為自由端，另一端通過安全帶連接人員，鋼絲繩的長度即為高樓逃生所需高度。 鋼絲繩繞過繩輪，并由預(yù)緊輪實(shí)現(xiàn)預(yù)緊后穿出外殼，并在人體自重以及預(yù)緊輪的作用下 與繩輪產(chǎn)生足夠的摩擦力，帶動繩輪旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩和繩輪同步運(yùn)動。梯形制動塊通過長 條形孔與繩輪最下方的銷軸鉸接，梯形制動塊可以繞銷軸轉(zhuǎn)動和上下滑動。制動手柄一 端頂?shù)教菪沃苿訅K，另一端連接出外殼之外。通過調(diào)節(jié)制動手柄，制動塊將鋼絲繩壓緊 到預(yù)緊輪上，阻止鋼絲繩繼續(xù)運(yùn)動，即可實(shí)現(xiàn)制動或空中懸停。調(diào)整手輪與端面磁體盤 的左端連接，在左端蓋上有刻度盤，根據(jù)具體體重情況可將手輪調(diào)節(jié)到相應(yīng)位置。速度 調(diào)整時，旋轉(zhuǎn)調(diào)整手輪，端面磁鐵盤便相對左端蓋左右移動，這樣圓柱形永磁體距離周 向磁鐵盤的左端面的距離發(fā)生變化。當(dāng)其距離較大時，引起磁場變化較弱，渦流損耗較 小，下降速度較大，反之則下降速度較小。[0008]左端蓋和右端蓋的上側(cè)都加工有對稱的懸掛孔，用于逃生裝置的固定。此外， 左右端蓋上均勻分布有若干個的圓孔(圓孔直徑為端蓋的1/4 1/；3)，一方面是為了減 重，另一方面是為了保證空氣流通便于散熱，同時也便于通過孔對殼體內(nèi)部的零件進(jìn)行 觀察、必要時還可進(jìn)行零件的安裝。[0009]繩輪在周向上開有V型槽，繩子嵌入V型槽。[0010]為了實(shí)現(xiàn)增速，本發(fā)明的行星架(即繩輪)對中心齒輪(即主軸)的傳動比至少 為0.25，即增速比例最小為4 1，由此即可分別計算出大太陽輪、行星輪及中心齒輪的齒數(shù)。[0011]周向磁體盤、端面磁鐵盤和外殼的材料要求相對磁導(dǎo)率高(> 500)、電導(dǎo)率低 (< 0.6X108S/m)的鐵磁質(zhì)材料制成，一般選擇合金鋼和硅鋼，比如合金鋼12CrMoV。[0012]本發(fā)明的工作過程為繩子的一端通過安全帶固定的人體上，在下降時，在人 體的重力作用下拉動繩子移動。在預(yù)緊裝置的作用下，繩子帶動繩輪旋轉(zhuǎn)，通過行星輪 系加速并帶動主軸和周向磁鐵盤一同旋轉(zhuǎn)，由于N、S級間隔反向布置，在旋轉(zhuǎn)的過程中 便會產(chǎn)生變化的磁場，形成渦流，渦流在磁場作用下形成反向作用力，產(chǎn)生制動力矩， 阻止旋轉(zhuǎn)速度的進(jìn)一步增加。當(dāng)制動力矩做功等于重力勢能的減少的時候，下降速度便 不再增加。人體的重力勢能通過渦電流在金屬中轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而散失到空氣中。[0013]本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的繩子兩頭均設(shè)置有安全帶，在實(shí)施例1固定使 用時，裝置不隨人一起下降(實(shí)施例2并不是這樣的。)，其直接通過掛鉤定位在建筑 物上，第一個使用者首先通過一端的安全帶通過鋼絲繩帶動裝置使人下降到地面，鋼絲 繩另一端自然上升到逃生裝置處，所以第二個使用者無需收回鋼絲繩，可直接利用另一 端的安全帶，使裝置反轉(zhuǎn)即可重新使用，同時鋼絲繩的前一端又回到初始位置，以此類 推，即可實(shí)現(xiàn)逃生裝置的往復(fù)多人使用，極大提高了使用效率。[0014]本發(fā)明采用上述技術(shù)，以永磁體為介質(zhì)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械摩擦式緩降機(jī)構(gòu)，克 服了傳統(tǒng)緩降裝置的機(jī)械摩擦嚴(yán)重、使用性能不穩(wěn)定、不可往復(fù)使用、速度不可調(diào)等缺4點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了下降過程平穩(wěn)、安全性及可靠性較高、且可以重復(fù)使用等功能，相比傳統(tǒng)緩 降器的其緩降性能有較大的提高。[0015]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2是圖1的A-A剖視圖；[0018]圖3是制動機(jī)構(gòu)的局部放大示意圖；[0019]圖4是圖1的B-B剖視圖(周向磁鐵盤加條形永磁體的零件圖)；[0020]圖5是固定使用方式示意圖；[0021]圖6是隨動使用方式示意圖。[0022]其中1.右端蓋，2.繩輪，3.中心齒輪，4.主軸，5.連接柱，6.壓緊輪，7.鋼絲 繩，8.行星輪，9.周向磁鐵盤，10.端面磁鐵盤，11.調(diào)節(jié)手輪，12.圓柱形永磁鐵，13.左 端蓋，14.條形永磁鐵，15.大太陽輪，16.外殼，17.制動塊，18.制動手柄，19.安全帶。
具體實(shí)施方式
[0023]本實(shí)施例是一種速度可調(diào)的永磁式渦流緩降逃生裝置，包括行星輪增速機(jī)構(gòu)、 減速緩降機(jī)構(gòu)、繩端預(yù)緊和制動機(jī)構(gòu)以及速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)提高主軸的轉(zhuǎn)速；損 耗下降的重力勢能來保證安全的下降速度；對鋼絲繩自由端進(jìn)行預(yù)緊，避免其在繩輪上 打滑和制動以實(shí)現(xiàn)空中懸停；調(diào)節(jié)下降速度的功能。上述行星輪增速機(jī)構(gòu)由鋼絲繩7帶 動旋轉(zhuǎn)，使主軸4加速轉(zhuǎn)動，帶動減速緩降機(jī)構(gòu)工作，從而產(chǎn)生阻尼力矩。[0024]行星輪增速機(jī)構(gòu)如圖1所示。行星輪增速機(jī)構(gòu)由固定安裝在外殼16內(nèi)和主軸 4上的大太陽輪15、中心齒輪3以及設(shè)置在中心齒輪3周圍并與中心齒輪3和大太陽輪15 同時嚙合的的行星輪8組成，行星輪8通過連接柱5安裝在繩輪2端面上，繩輪2間隙配 合安裝在主軸4上，大太陽輪15與外殼16固連并保持固定。工作時，人員通過安全帶 19固定在鋼絲繩7上，鋼絲繩7帶動繩輪16轉(zhuǎn)動，繩輪16通過行星輪8、固定不動的大 太陽輪15和中心齒輪3帶動主軸4告訴轉(zhuǎn)動，然后由主軸4帶動減速緩降機(jī)構(gòu)工作。[0025]減速緩降機(jī)構(gòu)由固定在主軸4上的周向磁鐵盤9、端面磁鐵盤10以及沿周向均布 于周向磁鐵盤9上的條形永磁鐵14和沿周向均布于端面磁鐵盤10上的圓柱形永磁鐵12 組成。工作時，固連在主軸4上的周向磁鐵盤9隨著主軸4旋轉(zhuǎn)，固連有條形永磁鐵14 的周向磁鐵盤9與固定不動的外殼16和固連有圓柱形永磁鐵12的端面磁鐵盤10產(chǎn)生相 對轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生渦流磁阻尼。[0026]為避免鋼絲繩7與繩輪2發(fā)生打滑現(xiàn)象，使裝置失效，鋼絲繩7通過預(yù)緊輪6呈 M型反復(fù)彎曲纏繞在繩輪2上，并從最上面預(yù)緊輪上側(cè)、中間預(yù)緊輪外側(cè)、最下面預(yù)緊 輪內(nèi)側(cè)繞過，穿出外殼，產(chǎn)生足夠摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，并在人體自重以及預(yù)緊輪的 作用下與繩輪產(chǎn)生足夠的摩擦力，帶動繩輪旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩和繩輪同步運(yùn)動。為了使用者 在降落前操作方便和實(shí)現(xiàn)空中懸停，制動機(jī)構(gòu)由制動塊17和制動手柄18組成，向上擰緊 制動手柄18使制動塊17將鋼絲繩16壓緊在預(yù)緊輪6上。[0027]為適應(yīng)不同體重人員的使用，本發(fā)明設(shè)置有速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其中包括調(diào)節(jié)手輪11、與左端蓋13螺紋連接的端面磁鐵盤10、刻在左端蓋13上的刻度盤?？筛鶕?jù)具體 體重情況可將手輪11調(diào)節(jié)到相應(yīng)位置，使速度保持在安全速度0.15 1.5m/s之內(nèi)。[0028]其使用方式有兩種[0029]實(shí)施例一固定使用[0030]本實(shí)施例中，裝置固定在墻壁的外伸支架上，人員將繩子的一端通過安全帶19 固定到身體上，然后便可小心的進(jìn)行緩降。人員下降到地面后，由于鋼絲繩7的長度為 高度的兩倍，則另一端安全帶19剛好到窗口附近，這樣另一名人員便可繼續(xù)使用，如此往復(fù)。[0031]本實(shí)施例主要用于高處有多人時使用，此時可實(shí)現(xiàn)多人往復(fù)使用，而且高處人 員可以為使用者調(diào)節(jié)速度。[0032]實(shí)施例二隨動使用[0033]本實(shí)施例中，鋼絲繩7的一端通過安全帶19固定到外伸支架上，另一端繞過逃 生裝置形成自由端，逃生裝置與使用者通過掛鉤固定后一起下降，可實(shí)現(xiàn)手動隨時調(diào)節(jié) 速度和空中懸停。[0034]本實(shí)施例主要用于高處只有一人或多人中的最后一人使用，此時使用者自己可 以根據(jù)需要調(diào)節(jié)速度。
權(quán)利要求1.可控永磁式渦流逃生裝置，包括外殼、端蓋、主軸、繩輪、連接柱、行星輪、大 太陽輪、中心齒輪、周向磁鐵盤、端面磁鐵盤、條形永磁鐵、圓柱形永磁鐵、預(yù)緊輪、 制動塊、制動手柄、調(diào)整手輪和刻度盤，其特征在于所述外殼為一空心圓柱體，兩端 分別固定有左右端蓋；主軸通過左右兩個端蓋進(jìn)行支撐，并在右端蓋處進(jìn)行軸向定位； 繩輪與主軸同心，繩輪內(nèi)孔轉(zhuǎn)動連于主軸上，并通過軸肩和彈性擋圈進(jìn)行軸向定位，防 止繩輪左右滑動；連接柱的一端與繩輪固連，將連接柱作為行星架，行星輪與連接柱形 成轉(zhuǎn)動副；行星輪外側(cè)與大太陽輪嚙合，內(nèi)側(cè)與中心齒輪嚙合，且兩行星輪對稱布置； 大太陽輪與外殼固連，作為固定機(jī)架；繩輪轉(zhuǎn)動通過行星輪和大太陽輪傳動到中心齒 輪，中心齒輪與主軸同軸固連，從而帶動主軸轉(zhuǎn)動；周向磁鐵盤為左端開口的筒形件， 為鐵磁質(zhì)材料制成，在周向磁鐵盤筒壁外表面均勻開有若干槽，槽內(nèi)固定有條形永磁 鐵，相鄰的條形永磁鐵的N、S級方向相反；周向磁鐵盤與主軸同軸固連，使之同步轉(zhuǎn) 動；條形永磁鐵外表面與外殼內(nèi)孔必須有1 3mm的間隙；端面磁鐵盤右端為中心開孔 的鐵磁質(zhì)材料的圓盤件，左端在中心開孔周邊處為開有外螺紋的管件且與左端蓋中心孔 形成螺紋連接；該螺紋連接在工作過程中由于壓力產(chǎn)生的摩擦力的作用是不會對殼體相 對旋轉(zhuǎn)的，僅在非工作狀態(tài)下手動可調(diào)；端面磁鐵盤的右端盤面上有若干個周向均勻固 連的圓柱形永磁鐵，圓柱形永磁鐵也是N、S級反向間隔布置的；在右端蓋上對稱固定有 若干銷軸，銷軸上裝有預(yù)緊輪并形成轉(zhuǎn)動副；鋼絲繩一端為自由端，另一端通過安全帶 連接人員，鋼絲繩的長度即為高樓逃生所需高度；鋼絲繩繞過繩輪，并由預(yù)緊輪實(shí)現(xiàn)預(yù) 緊后穿出外殼，并在人體自重以及預(yù)緊輪的作用下與繩輪產(chǎn)生足夠的摩擦力，帶動繩輪 旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩和繩輪同步運(yùn)動；梯形制動塊通過長條形孔與繩輪最下方的銷軸鉸接，梯 形制動塊可以繞銷軸轉(zhuǎn)動和上下滑動；制動手柄一端頂?shù)教菪沃苿訅K，另一端連接出外 殼之外，通過調(diào)節(jié)制動手柄，制動塊將鋼絲繩壓緊到預(yù)緊輪上，阻止鋼絲繩繼續(xù)運(yùn)動， 即可實(shí)現(xiàn)制動或空中懸停；調(diào)整手輪與端面磁體盤的左端連接，在左端蓋上有刻度盤， 根據(jù)具體體重情況可將手輪調(diào)節(jié)到相應(yīng)位置；速度調(diào)整時，旋轉(zhuǎn)調(diào)整手輪，端面磁鐵盤 便相對左端蓋左右移動，這樣圓柱形永磁體距離周向磁鐵盤的左端面的距離發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控永磁式渦流逃生裝置，其特征在于所述的左端蓋和 右端蓋的上側(cè)都加工有對稱的懸掛孔，用于逃生裝置的固定，左右端蓋上均勻分布有若 干個的圓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控永磁式渦流逃生裝置，其特征在于所述的圓孔直徑 為端蓋的1/4 1/3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控永磁式渦流逃生裝置，其特征在于所述的繩輪在周 向上開有V型槽，繩子嵌入V型槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控永磁式渦流逃生裝置，其特征在于所述的繩輪對主 軸的傳動比至少為0.25，即增速比例最小為4 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控永磁式渦流逃生裝置，其特征在于所述的周向磁體 盤、端面磁鐵盤和外殼的材料要求相對磁導(dǎo)率> 500、電導(dǎo)率<0.6 X108S/m的鐵磁質(zhì)材 料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控永磁式渦流逃生裝置，其特征在于所述的周向磁體 盤、端面磁鐵盤和外殼的材料選擇合金鋼12CrMoV。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可控永磁式渦流逃生裝置，通過端蓋支撐主軸，繩輪與主軸同心，連接柱與繩輪固連，行星輪與連接柱形成轉(zhuǎn)動副；行星輪分別與大太陽輪和中心齒輪嚙合，大太陽輪與外殼固連，中心齒輪與主軸同軸固連，周向磁鐵盤與主軸同軸固連，其筒壁外表面固定有條形永磁鐵，端面磁鐵盤左端與端蓋螺紋連接，右端盤面上有若干圓柱形永磁鐵，鋼絲繩一端為自由端，另一端連接人員，鋼絲繩繞過繩輪并由預(yù)緊輪實(shí)現(xiàn)預(yù)緊后穿出外殼，并在人體自重以及預(yù)緊輪的作用下與繩輪產(chǎn)生足夠的摩擦力，帶動繩輪旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了下降過程平穩(wěn)、安全性及可靠性較高、且可以重復(fù)使用等功能，相比傳統(tǒng)緩降器的其緩降性能有較大的提高。
文檔編號A62B1/08GK201807100SQ20102056233
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者向勇, 宋丹龍, 張 林, 王英偉, 葛文杰 申請人:西北工業(yè)大學(xué)