简易火灾逃生稳降器的设计与研究

2022-09-15

1 箱体总体设计

1.1 箱体的外形及各部分名称

箱体的外形如图1所示;箱体各部分名称说明如图2所示。

此箱体总体尺寸小, 便于携带与存储。当处于安全环境中时, 可将其存放于某个角落中, 不仅占地小, 而且不影响美观。箱体内部分上下两层, 上层主要由 (1) 电线轮、 (2) 摩擦片、 (3) 发条、 (5) 摩擦T型脚、 (6) 引线滑轮组成;下层主要由 (4) 活动脚、 (7) 折叠架组成, 且分处于左右两室中。箱体上层装有稳速系统, 分别为摩擦稳速系统和储能稳速系统组成。

1.2 箱体的固定

箱体下层分为左右两部分 (如图二) 。右侧为不可左右移动但可旋转的 (8) 双功能前端盖 (如图三、四所示) , 左侧为可以左右移动的⑾活动脚 (如图四、五所示) , 两室之间有一凹槽, 可以托在窗沿上。工作时, 双功能前端盖, 可以作为前卡脚使用, 是箱体的前受力点;同时, 活动脚转动90°, 处于垂直位置, 与前端盖可将箱体稳地固定于墙体上了。

1.3 主轴的设计

主轴主要分为三个部分:电线轮、摩擦轮、传动齿轮。主轴将嵌套安装在箱体固定的桁架结构上。

电线轮主要用于缠绕绳索, 其结构由辐板和足够强度的钢杆连接而成。这种结构设计, 电线轮每旋转60°就会产生一个微小冲力促使使用者下降。同时, 在不影响结构强度的条件下, 最大限度的节省了材料, 减轻了该产品的重量, 使其实用性的特点更加突出。

在电线轮两侧对称安装两个摩擦轮, 与摩擦片配套使用。传动齿轮安装于摩擦轮外侧, 且要求齿数较少, 以获得较大的传动比。当本装置工作时, 传动齿轮将部分机械能转化为弹性势能储存于发条弹簧中。

1.4 稳速装置

稳速装置分为两部分:摩擦稳速和储能稳速。

(1) 摩擦稳速。

稳速装置主要为摩擦稳速。该部分由三个部分组成:摩擦片、摩擦轮 (固定于主轴之上) 、T型脚, 安装时, 摩擦片D点固定于固定支架上作为固定点, 摩擦片的另一端E固定于T型脚的F点。左右两个T型脚通过杆A、C连接在一起, 与两个摩擦片共同构成一个整体。T型脚固定于轴B上, 可绕固定轴B自由旋转。杆C和轴B上装有滑轮, 使绳索能够沿着固定的滑道滑动, 从而绳索各段具有恒定的夹角。

(2) 储能稳速。

储能稳速装置主要由发条和传动齿轮构成。其作用为:一是通过储能装置可以减速。但是, 我们所选的法条弹性较小, 因此对整个阻力的影响不大。二是, 此装置主要作用是作为绳索上升的动力。在人下降的过程中, 将人的机械能的部分转化为发条的弹性势能, 作为绳索上升的动力。四个传动齿轮具有一定的传动比i, 可以使绳长与法条相适应。

(1) 电线轮 (2) 摩擦片 (3) 发条 (4) 活动脚

(5) 摩擦T型脚 (6) 引线滑轮 (7) 折叠架

(8) 双功能前端盖

2 创新点和实用性分析

本装置为无动力驱动, 以适应火灾这个特殊的场合使用。可以通过发条实现减速及反转上升, 以实现多人逃生的目的。适应不同体重的人员使用, 可自动调节速度, 使之达到一个稳定安全的速度。采用箱式结构, 可以折叠。整体体积小, 重量轻, 方便存放与移动。

装置采用后脚可移动的锁死装置, 可锁住厚度在30~45之间的墙壁。使用的材料普通、制造精度低, 低成本, 为一般家庭、公司、以及公共场所所能接受, 具有较广的使用范围。构造简单, 操作容易, 无需对使用者进行专业培训, 所以对装置的普及与广泛使用有着积极的作用。

3 结语

在现如今社会, 火灾形势随着经济发展呈严重化的趋势, 如何有效控制火灾是全人类的共同课题, 只有不断探索, 不断创新, 前赴后继, 我们的消防事业才会有更大进步。我们的产品结构与原理都很简单, 但是, 我们希望通过它可以提高人们的自救能力, 减少个人和国家的损失, 为消防事业带来微薄之力, 创造一个更加安全、舒适美好的环境。

图2

摘要：本文介绍了简易火灾逃生稳降器的外形、结构, 及基于摩擦稳速的工作原理、工作过程。对此装置各个零件的设计组装进行了详细的说明, 并附有结构简图。继而进行了此装置创新性、实用性分析, 同时指出了此装置待改进的地方。

关键词：火灾逃生,无动力,往复使用,灵活