专利名称：缓降器的利记博彩app
技术领域：
属小型机械类装置。 技术背景缓降器是人或物从高处落到低处使其缓降的装置。现代社会出于安全目地需要缓降的情况、场合越来越多，对缓降器的需求不断增加，比如为高空施工人员提供安全保障；直升机向地面紧急投送物质和人员；高楼居民遇到火警、匪警、地震等非常情况时应急脱离险境、从窗户阳台直降地面；一。一个时期以来，对缓降器的设计发明很热，搞出不少新样子，但都不尽理想，进入市场的一种是JSH-100/20型系列救生缓降器，但从它的使用方法看，显得操作复杂，不能赢得时间，这是最致命的不足，请看该缓降器的使用步骤第一步安装使用者先将调速器用安全钩挂在预先安装好的挂钩板上或用安全钩、连接用钢丝绳将其挂在坚固的固定物上(暖气管道，上、下水管道，楼梯栏杆等处)对已安装了安装箱的用户，可在紧急情况发生时打碎玻璃取出调速器。第二步调试将钢丝绳索卷盘顺室外墙面投向地面，且保证钢丝绳顺利展开至地面。被救人系好安全带，将带夹调整适度。第三步整理被救人站在窗口或通道口附近，拉动钢丝绳长端，使其短端(使用端)处于绷紧状态。被救人双手扶住逃离口处，请先将身体悬于室外，松开双手，开始勻速下降。切勿跳落。第四步下降在下降过程中，面朝墙，双手轻扶墙面，以免擦伤。第五步撤离被救人安全落地后，摘下安全带，迅速离开现场。通过以上使用介绍，可看出该缓降系统必需经过培训才敢使用，又由于在赢得时间方面存在不足而不能对高空安全作业提供帮助。当前的救生产品还有很多，如速差防坠器、攀登安全自锁器等，但都不能让高空作业人员在事故发生后立即以安全的降速落到地面，其中速差防坠器是让高空坠落事故当事人悬在半空，而不是落回地面，这显然不理想。理想的缓降器应该具有如下特征1、安全性亦使用安全可靠，不出装置故障，确保人或物被安全的缓降到地面。2、即时性从用户想用缓降器到用上缓降器所需时间短，操作简便，人人会用。3、方便性指装置经久耐用、小巧玲珑、不占地方，当有需要时就可立即使用。4、经济性价格合理不贵、检修周期长、费用低。系列缓降器就是按上述原则设计的，具备上述4特性。
发明内容
一、基本结构及原理系列缓降器外形是一个扁圆柱体(见
图1 4)，工作状态时柱面与地面垂直，圆柱直径300、320-—，厚度210、230-—(单位mm)，扁圆柱体上方有一金属挂环〇11，用于与高处可靠构件连接定位，两平行柱面中心有一垂直轴，轴上固定有绕丝盘15 (图23)，在绕丝盘上绕有强力钢丝绳〇5 (即⑤，以下均如此)，钢丝绳始端与绕丝盘底层固定，另一端通过扁圆柱体下方钢丝绳口 2(图6)向地面垂下，钢丝绳端头连接有金属扣环，高空作业人员工作前需将安全带挂钩与金属扣环联好，当发生事故坠下时，强力钢丝绳将拉着高空作业人员以安全速度下落地面，为什么能获得安全速度呢？原因是钢丝绳被拉长过程必然带动绕丝盘转动，可这一转动受到五种制动力系统的阻尼，它们是弹簧制动阻尼机构、双从蹄阻尼机构、离心动块阻尼机构、储能弹簧阻尼机构、风力阻尼机构，以上五种制动阻尼机构又以弹簧阻尼机构、双从蹄阻尼机构、离心动块阻尼机构为主，至使缓降器的下降速度不再以自由落体速度而是以较安全的速度下降。二、与缓降器相关技术参数为找出以上五种阻尼机构在缓降器中所起作用，需清楚人体由高空落下时造成人体伤害的原因，为此先分析人在高空所具有的势能，根据物理学给出的势能公式w = mgh,其中w是重量为m的物体在距地面高为h时所具有的势能，本题人体重量介于50 公斤至100公斤(平均值取75公斤)。从公式可见物体居高能量与距地面高度h及人体重量成正比，而公式中的自由落体加速度g是一个准常数9. 8米/秒2，对于特定人质量m也是固定的，可变因素只有距地面高度h—项。那么h在几米高以上所具有的势能可对人体产生严重伤害呢？根据跳伞的规范及实践证明，人从3米高(相当于1层楼房高)自由落下是不会造成太大伤害的，而从超过5米高坠下又没有技巧的情况下，会对人体造成严重伤害，因此将3米高定为可受落地高度，将5米高定为落地安全极限高度。以上数据可视为本题基本数据，但对缓降器各机构设计还不能满足要求，还需要建立以下参数1、落地可受速度；2、落地可受做功；3、落地安全极限速度； 4、落地安全极限做功；5、落地可受速度时绕丝盘角速度；6、落地安全极限速度时绕丝盘角速度；7、落地可受速度与落地安全极限速度时绕丝盘角加速度。所谓落地可受速度是指人从3米高处落地时的即时速度，同时将5米高落地时的即时速度定为落地时安全极限速度。为方便后续计算，特将1米 10米各高度的自由落体所需时间、即时落地速度、即时落地力、即时落地做功作以计算并列表根据物理学给出的自由落体公式有h = ^gt1 f 二 ； V = gt ;F = mg ;W = mgh ；其中h为高度(米)；g为自由落体加速度，取9. 8米/秒2 ;t为时间(秒)^为速度， 单位米/秒；F为力，单位牛顿。(1公斤=9. 8牛顿)w为功，单位牛顿·米；现特将h =1、2、3、4、5、6、7、8、9、10米分别代入上式可得1米U10米各高度自由落体落下所需时间、触地即时速度、折合公里/时、触地即时功、折Φ 260转速、折Φ 294转速列表如下表表1
序号离地高落地需触地即时速折合折￠ 260转折 Φ 260折Φ 260转速h米时间秒度米/秒公里/时速n/秒转速η /分弧度/秒110.4524.4215.955.4132433.98220.6386.2522.567.6545948.06★ 330.7827.6727.659.3956358.95★ 440.9038.8431.9110.82649.268.00★ 551.0109.8935.7012.172676.00661.10610.8439.0913.26795.5483.309771.19511.7142.27B81.27712.5145.16991.35513.2847.810101.42813.9950.3618181.9118.7967.81表1 (续)
序号离地高触地即时折Φ 260落地折Φ 260落地折Φ 294转速折由294转速h米功牛顿·米即时力牛顿功牛顿·米N/秒弧度/秒119809809804.7830.0322196098019606.7742.5333294098029408.30452.1644392098039209.61860.42554900980490010.7067.22665880980588011.7373.68776860980686088784098078409988209807840注设M为IOOkg相当于980牛顿，75kg相当于735牛顿从表1可以看出不同高度的自由落体其落地所需时间不同，落地即时速度不同，
6落地做功不同，但对同一质量m在各不同高度的向下加速度和向下作用力是相同的。从表1中还可看出能造成落地时人体伤害的是人体自身重量落地时对地所做的功，对体重为IOOkg的人从3米高处自由落下时对地做功w = mgh = 100kgX 9. 8m/t2X3m =2940kg · m/t2 · m = 2940牛顿·米，4米高处自由落下时对地的做功为3920牛顿·米， 5米高处自由落下时对地的做功为4900牛顿 米。对体重为75kg的人从3米高处自由落下时对地的做功为w = mgh = 75kgX 9. 8m/ t2X3m = 2940kg · m/t2 · m = 2205牛顿·米，4米高处自由落下时对地的做功为四40牛顿 米，5米高处自由落下时对地的做功为3675牛顿 米。根据公式w = mgh可知要想减少对地做功只有减少mg或h，但h是作业现场决定的而无法改变。对一个特定的高空作业人员体重也是固定的，因此高空作业人员安全落地只有通过缓降器的五种阻尼机构来实现。三、缓降器中各缓降机构的机理与设计1、弹簧制动阻尼机构在图1图2中的7(图10、核心转盘)、17 (图对、左支板)是弹簧制动阻尼机构的主要构件，其工作原理是对w = mgh中的mg通过弹簧进行机械的减少，从而使人体自身体重落地时对地做功得以减少。弹簧制动阻尼机构工作程序是当有高空作业人员坠下时，钢丝绳拉动绕丝盘15 顺时针转动，带动主轴21及棘轮5转动，棘轮又通过棘爪驱动核心转盘7转动，核心转盘7 的正面装有离心动块和蹄，背面的外周边有类似内花键的凸凹齿形，并对径向随着转动产生规律的升降，而这类似内花键的凸凹齿形正好与装在左支板上的8个减压弹簧27相接触，核心转盘每旋转1/8周都将接受8个减压弹簧合力一次，根据减压弹簧的设计(见图 9) p2 = 5kg，8个减压弹簧的合力为40kg，是在2 π r/8 = 2π X 130/8 = 102. 1謹间距内
完成的，考虑弹簧力的特性，确定以上间距减少为20kg，即坠降人每下降102. Imm其
自身重量将减少20kg，可见使用此机构将提升安全落地高度，以75公斤的人体为例，能将
75 χ 7 χ 3 ,, ^
可受落地高度由3米提升到,7[- 二 n = 4.1/77。能将5米落地安全极限高度提升到
(/ο - Ι )χg
/5x^x5 =6.82/77. (75-20) χ ^2、双从蹄阻尼机构弹簧制动阻尼机构是减少高空坠降人员的体重为出发点，但经弹簧制动阻尼后高空坠降人员还是按加速度向地面坠降，只是加速度有所减少，危险没能完全消除，因此而设置第二套防护，引入双从蹄阻尼机构。双从蹄阻尼机构的原理是利用双从蹄对轮毂的摩擦力来阻尼主轴的加速旋转，以达到高空作业人员安全下降。双从蹄阻尼机构的构件有图1图2中的4(图8、蹄)、6(图 9、蹄拉力弹簧)、17 (图对、左支板)组成。双从蹄阻尼机构类似汽车制动常用的内胀双蹄式制动器，目前尚没实现标准化， 用在缓降器当属创新。1)、为什么选择双从蹄式？双领蹄式和双从蹄式制动器由于结构的中心对称性，两蹄对制动鼓的法向压力和单位面积摩擦力的分布均中心对称，因而两蹄对鼓作用合力相对平衡，有利于延长摩擦衬片的使用寿命，又因为双领蹄式效能太高易发生制动器自锁情况故不予采纳，而选择双从蹄式。2)、参数选择经整体考量选择轮毂半径为147mm，摩擦片宽度取48mm (见图8)，h =180mm f = 120mm θ = 70° θ /2 = 35° θ j = 20° (见图 37)3)、计算对内胀双从蹄式制动器目前一般采用效能因数法或分析图解法计算，本题选择前者，根据T = Kt · F · R其中Kt是制动蹄的效能因数，F是输入张开力，即蹄拉力弹簧的设计拉力与蹄离心力的合力，R是制动鼓半径，R= 147_，可见本题只要求出Kt和F就可以求出制动蹄的制动转矩T，即双从蹄阻尼机构对缓降器转矩的减少能力。a、缓降器转矩T的给定根据缓降器相关技术参数中的表1(续)可知对于直径为260mm的绕丝盘，坠降人重量设为IOOkg其圆周向下方向的切线力为980N，其转矩为980N xl3oT = IllAQNOcm =127.4Nm,若以 75kg 计算则转矩为 9555Ncm = 95. 55Nmb、双从蹄阻尼机构转矩的计算①效能因数Kt的计算(见图37)从蹄的效能因数‘
权利要求
1.Yuan-I系列缓降器专利权利要求书一种用于为高空作业提供安全保障；可使高楼居民遇到火灾、匪警、地震等非常情况时迅速脱离险境的系列缓降器，其结构特征在于由一组绕有高强度航空钢丝绳的绕丝盘，其转轴安装在短圆柱形金属盒的轴心位置(见图1 4)，金属盒由右支板14 (图22)、 左支板17 (图24)、主轴21 (图32)、上定位盒11 (图18)、下定位盒1 (图5)构成框架，装有钢丝绳的绕丝盘15 (图23)固定主轴上，绕丝盘顺时针旋转钢丝绳放线，反之收线，钢丝绳端头接有金属安全扣环，高空作业人员或欲从高楼窗户应急坠降居民只需做两件事，一件是将^an-I缓降器与高层硬件固定好，第二件是把自身安全带挂钩与缓降器的金属安全扣环连接好，就可保证坠降人员安全缓降地面。该缓降器的特征在于转盘放线减速受五种减速系统控制，它们是弹簧制动阻尼机构、双从蹄阻尼机构、离心动块阻尼机构、储能弹簧阻尼机构、风力阻尼机构，以上五种制动阻尼机构又以弹簧阻尼机构、摩擦双从蹄阻尼机构、离心动块阻尼机构为主，至使缓降器的下降速度不再以自由落体速度而是以较安全的速度下降。
2.按照权利要求1所述的“系列缓降器”其特征在于采用了弹簧制动阻尼机构，这是缓降的第一套保护，其原理和诀窍如说明书所述。
3.按照权利要求1所述的“系列缓降器”其特征在于采用了双从蹄阻尼机构，这是缓降器的第二套保护，其原理和诀窍如说明书所述。
4.按照权利要求1所述的“系列缓降器”其特征在于采用了离心动块阻尼机构。这是缓降器的第三套保护，其原理和诀窍如说明书所述。本缓降器虽然受到弹簧制动阻尼机构和双从蹄阻尼机构两套保护，可这两套保护只能使高空坠降人员的坠降加速度得以减少，不再以9. 8米/秒2的加速度，但仍然是加速度坠降，还是危险的，因此才推出离心动块阻尼机构，其工作过程是当高空作业人员坠降时，钢丝绳拉动绕丝盘15顺时针转动，带动主轴21 (图32)及棘轮5 (图7)转动，棘轮又通过棘爪驱动核心转盘7 (图10)转动，核心转盘7的正面装有定位轴承架8 (图11)，离心动块装配 10可在定位轴承架8架构的滑道上沿核心转盘7的径向自由滑动，随着人员坠降的加速，核心转盘7的转速将不断的加快，并将从圆心沿径向产生离心力F。= m· ω2 *R，这离心力将驱动离心动块装配10使其顶端上升至左支板17 (图24)的上凹坑内致使核心转盘7停止转动，但这是暂停，原来控制动轮18 (图29)在核心转盘7停止转动瞬间，由于失去e对d (见图1、图2、图3、图4)的阻挡，制动轮18将依照自身惯性及控制动轮弹簧20 (图31)的力继续旋转，当旋转3/4 π时f将碰撞g(见图1、图2、图3、图4)，致使离心动块装配10的顶端脱离左支板17的上凹坑，使核心转盘7又继续转动，这一转动是从零转速开始，这样周而复始的循环下去就可确保高空坠落人员在不超过落地安全极限速度的情况下安全落地。这里选用轴承是为了增强运作的可靠性。
5.按照权利要求1所述的“系列缓降器”其特征在于采用了储能弹簧阻尼机构。储能弹簧阻尼机构虽然对缓降也有贡献，但它的主要意义在于可使钢丝绳被坠降人员拉出并安全抵达地面后，钢丝绳又能自动回缩再救同样处于危险情况的其他人，储能弹簧阻尼机构的主要构件有右支板-14 (图22)、涡卷弹簧1组装-12 (图19)、主轴-21 (图32)、棘轮_5 (图 7)棘爪-3 (图7)。储能弹簧阻尼机构的工作过程是当坠降人员坠降时涡卷弹簧1组装-12被储能，坠降人员安全落地并将自身安全带挂钩与钢丝绳端头金属扣环脱离后，钢丝绳会用涡卷弹簧储存的能量令钢丝绳自动回位。回位过程棘轮_5、棘爪-3起到的作用是在绕丝盘反转时使其与弹簧制动阻尼机构、双从蹄阻尼机构、离心动块阻尼机构脱离，使涡卷弹簧储存的能量足够绕丝盘反转收回钢丝绳，如果不设棘轮_5、棘爪_3，将无法实现钢丝绳的回缩。
6.按照权利要求1所述的“系列缓降器”其特征在于采用了风力阻尼机构，该机构主要构件有绕丝盘15 (图2 、左支板17 (图23)、蹄4 (图8)该机构的特征是将绕丝盘15的轮辐加工成类似风机风叶的形状，当绕丝盘15加速旋转时就有风力产生，让这风力尽量吹到蹄4和左支板17的摩擦部位，使其降温，达到提高双从蹄制动器摩擦构件的热稳定性。
7.理想的缓降器应该具有如下特征、1、安全性亦使用安全可靠，不出装置故障，确保人或物被安全的缓降到地面。、2、即时性从用户想用缓降器到用上缓降器所需时间短，操作简便，人人会用。、3、方便性指装置经久耐用、小巧玲珑、不占地方，当有需要时就可立即使用。、4、经济性价格合理不贵、检修周期长、费用低。系列缓降器就是按上述原则设计的，具备上述4特性。
全文摘要
一种用于为高空生产作业人员提供安全保障；可使高楼居民在遇到火警、匪警、地震等非常情况时应急脱离险境、从窗户阳台直降地面的系列缓降器，用弹簧制动阻尼机构、双从蹄阻尼机构、离心动块阻尼机构等五套制动机制确保高空坠降人员的绝对安全，其中离心动块阻尼机构可做到当坠降人员坠降速度超过落地极限安全速度时暂停，又立即从零速度启动。储能弹簧阻尼机构可使钢丝绳输送一次人后自动回缩救第二人；风力阻尼机构可产生风力改善双从蹄制动器摩擦构件的热稳定性。
文档编号A62B1/10GK102526901SQ20101061324
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者袁明千 申请人:袁明千