高楼安全逃生器及其安全逃生方法
专利名称：高楼安全逃生器及其安全逃生方法
技术领域：
本发明是高楼安全逃生器及其安全逃生方法，属避难安全技术及设备。
背景技术：
在实际生活中，有时会遇到紧急的意外情况。例如，火灾、地震等。特别是在高楼居住和工作的人，当发生火灾时，电梯往往不能使用，如何才能安全、快速地离开高处来到安全的地面，一直以来都是人们十分关心的问题。因此在高层居住和工作的人员都需要一种安全、可靠、轻便、携带方便、使用简单的高楼安全逃生器。
本发明的目的就是研究、发明一种当发生火灾、地震等灾害时，人们能安全可靠、轻便、使用方便、操作简单的高楼安全逃生器及其安全逃生方法。
发明内容本发明是通过下述技术方案来实现的高楼安全逃生器的结构示意图如图1～2所示。它由外摩擦片1、扇形活动块2、轴承3、销轴4、卷轴5、端盖6、螺栓7、壳体8、绳索9共同安装连接构成，其相互位置及连接关系为扇形活动块2通过销轴4与卷轴5相连接，扇形活动块2可绕销轴4转动，外摩擦片1通过螺钉或粘胶与扇形活动块2固接；绳索9缠绕在卷轴5上，卷轴5通过轴承3与端盖6相连接；卷轴5与轴承3内圈为过盈配合，轴承3外圈与端盖为过度配合；端盖6通过螺栓7与壳体8相连接成一体。
使用本高楼安全逃生器的安全逃生方法是使用绳索9的一端(A端)固定在楼上某一固定位置，另一端(B端)缠绕在逃生器的卷轴5上，然后抛落到地面，而逃生器则通过安全带与人体相连；当人从高楼上跳下时，重力带动逃生器上的卷轴5转动，由于卷轴5的转动，使得在卷轴5上的扇形活动块2在离心力作用下张开，并作用于逃生器的固定壳体8上产生正压力，从而产生滑动摩擦力，当下降的速度到达某一定值时，摩擦产生的力矩与人体重力力矩达到平衡，从而达到匀速下降，安全可靠到达地面的目的。
本发明的理论依据如下如附图1所示，扇形离心活动块均匀地分布在圆周上。离心力F＝mv2/R，而扇形活动块产生的离心力F，作用在固定壳体8上产生正压力N，即F＝N。由此产生的摩擦阻力矩M2＝N·f·D，人体下降产生的力矩M1＝G·d1。要达到匀速下滑，则应是M2＝M1即N·f·D＝G·d1mv2R·f·D2=G·d1]]>有 其中V扇形活动块的重心绕卷轴的线速度(M/S)G人体的重量(N)d1卷轴绕绳处直径(M)R活动块的重心到卷轴轴心的距离(M)m活动块的质量(Kg)f摩擦系数D扇形活动块2与固定壳体8接触处的直径(M)将其线速度转化为角速度，则有ω=2R=1R×2G·d1·Rm·f·D=2G·d1m·f·D·R]]>则人体下降的速度V1＝ω·d1即 从公式(1)中可以得出以下结论●增加扇形活动块的质量m，可以使人体下降的速度V1减小。
●选用摩擦系数高的材料，V1减小。
●D，R增加，V1减小；d1减小，V1减小。
●人体体重G越大，V1增加。
只要有合理的设计结构，并选择适当的零件材料就可以将人体的下降速度控制在安全的范围内(V1＜3～5米/秒)。
本发明具有如下的优点和有益效果(1)当实际生活中遇到如火灾、地震等紧急情况时，在高楼的人们能很好地利用本发明脱离险境、安全逃生；(2)使用本发明逃生，具有安全、可靠、方便、使用操作简单等的优点；(3)本安全逃生器结构简单、轻便、携带方便。
图1、图2均是高楼安全逃生器的结构示意图，其中图1是主视剖视结构示意图；图2是拆去端盖的侧视结构示意图。图中1是外摩擦片、2是扇形活动块、3是轴承、4是销轴、5是卷轴、6是端盖、7是螺栓、8是壳体、9是绳索。
具体实施方式
本发明的优选实施方式可为如下(1)按图1及图2所示进行设计、加工制造各部件，例如外摩擦片1可采用铜基粉末冶金摩阻材料(半金属摩阻材料)压铸(模)而成；扇形活动块2可用45号钢或铜通过车、铣、钻等工序机加工而成；轴承3可用203深沟球轴承，型号可选GB/T272-93，也可使用含油尼龙做轴承；销轴4可用45号钢通过车床加工而成；卷轴5可用45号钢通过车、钻、磨等机加工而成；端盖6和壳体8可用高强度工程塑料压注成型；螺栓7可用M4×10的高强度六角头螺栓；绳索9使用专业登山用绳，直径可选10mm，每米重量48g；(2)设计、加工、制造好各部件后，按图1及图2所示及上面说明书所述各部件的相互位置及连接关系进行安装装配，便能较好地实施本发明。发明人经过较长一段时间的研究，设计和按上述具体优选实施方式进行了实施，已成功制出了样机，并进行了试用。其更具体的实施情况和参数如下如图2所示，在卷轴5上左右各均布安装4块扇形活动块2，材料用45号钢，扇形活动块的外摩擦片1使用铜基粉末冶金材料以利于提高摩擦系数，每块质量0.12KG；卷轴5材料用45号钢，两对轴承3用深沟球轴承型号为203；壳体8使用高强度工程塑料。同时取R＝35mm，D＝96mm，d1＝25mm，以65KG的人为例，可使人体的匀速下降速度保持为约4.1米/秒。在以上的实施例的说明中，没有考虑下降的高度极限，实际运用中还要考虑摩擦功的热平衡计算，来确定下降的最大高度，根据所选材料的不同和重量体积的差异，下降的高度极限可在较大的范围内变化。
权利要求
1.一种高楼安全逃生器，其特征在于它由外摩擦片(1)、扇形活动块(2)、轴承(3)、销轴(4)、卷轴(5)、端盖(6)、螺栓(7)、壳体(8)、绳索(9)共同安装连接构成，其相互位置及连接关系为扇形活动块(2)通过销轴(4)与卷轴(5)相连接，扇形活动块(2)可绕销轴(4)转动，外摩擦片(1)通过螺钉或粘胶与扇形活动块(2)固接；绳索(9)缠绕在卷轴(5)上，卷轴(5)通过轴承(3)与端盖(6)相连接；卷轴(5)与轴承(3)内圈为过盈配合，轴承(3)外圈与端盖为过度配合；端盖(6)通过螺栓(7)与壳体(8)相连接成一体。
2.使用权利要求1所述的高楼安全逃生器的安全逃生方法是使用绳索(9)的一端A端固定在楼上某一固定位置，另一端B端缠绕在逃生器的卷轴(5)上，然后抛落到地面，而逃生器则通过安全带与人体相连；当人从高楼上跳下时，重力带动逃生器上的卷轴(5)转动，由于卷轴(5)的转动，使得在卷轴(5)上的扇形活动块(2)在离心力作用下张开，并作用于逃生器的固定壳体(8)上产生正压力，从而产生滑动摩擦力，当下降的速度到达某一定值时，摩擦产生的力矩与人体重力力矩达到平衡，从而达到匀速下降，安全可靠到达地面的目的。
全文摘要
本发明是高楼安全逃生器及其安全逃生方法,逃生器由外摩擦片、扇形活动块、轴承、销轴、卷轴、端盖、螺栓、壳体、绳索等共同安装连接构成,其位置关系为:活动块通过销轴与卷轴相接,活动块可绕销轴转动,外摩擦片通过螺钉与活动块固接;绳绕于卷轴,卷轴通过轴承与端盖相接,卷轴与轴承内圈为过盈配合,轴承外圈与端盖为过渡配合,端盖通过螺栓与壳体连接。本逃生器结构简单、轻便、携带方便,使用安全、可靠、操作简便;在发生火灾等灾害时,能有效地使高楼居住、工作的人员脱离险境,安全可靠逃离到地面。
文档编号A62B1/10GK1341468SQ0112788
公开日2002年3月27日 申请日期2001年9月26日 优先权日2001年9月26日
发明者陈东 申请人:华南理工大学
技术领域：
本发明是高楼安全逃生器及其安全逃生方法，属避难安全技术及设备。
背景技术：
在实际生活中，有时会遇到紧急的意外情况。例如，火灾、地震等。特别是在高楼居住和工作的人，当发生火灾时，电梯往往不能使用，如何才能安全、快速地离开高处来到安全的地面，一直以来都是人们十分关心的问题。因此在高层居住和工作的人员都需要一种安全、可靠、轻便、携带方便、使用简单的高楼安全逃生器。
本发明的目的就是研究、发明一种当发生火灾、地震等灾害时，人们能安全可靠、轻便、使用方便、操作简单的高楼安全逃生器及其安全逃生方法。
发明内容本发明是通过下述技术方案来实现的高楼安全逃生器的结构示意图如图1～2所示。它由外摩擦片1、扇形活动块2、轴承3、销轴4、卷轴5、端盖6、螺栓7、壳体8、绳索9共同安装连接构成，其相互位置及连接关系为扇形活动块2通过销轴4与卷轴5相连接，扇形活动块2可绕销轴4转动，外摩擦片1通过螺钉或粘胶与扇形活动块2固接；绳索9缠绕在卷轴5上，卷轴5通过轴承3与端盖6相连接；卷轴5与轴承3内圈为过盈配合，轴承3外圈与端盖为过度配合；端盖6通过螺栓7与壳体8相连接成一体。
使用本高楼安全逃生器的安全逃生方法是使用绳索9的一端(A端)固定在楼上某一固定位置，另一端(B端)缠绕在逃生器的卷轴5上，然后抛落到地面，而逃生器则通过安全带与人体相连；当人从高楼上跳下时，重力带动逃生器上的卷轴5转动，由于卷轴5的转动，使得在卷轴5上的扇形活动块2在离心力作用下张开，并作用于逃生器的固定壳体8上产生正压力，从而产生滑动摩擦力，当下降的速度到达某一定值时，摩擦产生的力矩与人体重力力矩达到平衡，从而达到匀速下降，安全可靠到达地面的目的。
本发明的理论依据如下如附图1所示，扇形离心活动块均匀地分布在圆周上。离心力F＝mv2/R，而扇形活动块产生的离心力F，作用在固定壳体8上产生正压力N，即F＝N。由此产生的摩擦阻力矩M2＝N·f·D，人体下降产生的力矩M1＝G·d1。要达到匀速下滑，则应是M2＝M1即N·f·D＝G·d1mv2R·f·D2=G·d1]]>有 其中V扇形活动块的重心绕卷轴的线速度(M/S)G人体的重量(N)d1卷轴绕绳处直径(M)R活动块的重心到卷轴轴心的距离(M)m活动块的质量(Kg)f摩擦系数D扇形活动块2与固定壳体8接触处的直径(M)将其线速度转化为角速度，则有ω=2R=1R×2G·d1·Rm·f·D=2G·d1m·f·D·R]]>则人体下降的速度V1＝ω·d1即 从公式(1)中可以得出以下结论●增加扇形活动块的质量m，可以使人体下降的速度V1减小。
●选用摩擦系数高的材料，V1减小。
●D，R增加，V1减小；d1减小，V1减小。
●人体体重G越大，V1增加。
只要有合理的设计结构，并选择适当的零件材料就可以将人体的下降速度控制在安全的范围内(V1＜3～5米/秒)。
本发明具有如下的优点和有益效果(1)当实际生活中遇到如火灾、地震等紧急情况时，在高楼的人们能很好地利用本发明脱离险境、安全逃生；(2)使用本发明逃生，具有安全、可靠、方便、使用操作简单等的优点；(3)本安全逃生器结构简单、轻便、携带方便。
图1、图2均是高楼安全逃生器的结构示意图，其中图1是主视剖视结构示意图；图2是拆去端盖的侧视结构示意图。图中1是外摩擦片、2是扇形活动块、3是轴承、4是销轴、5是卷轴、6是端盖、7是螺栓、8是壳体、9是绳索。
具体实施方式
本发明的优选实施方式可为如下(1)按图1及图2所示进行设计、加工制造各部件，例如外摩擦片1可采用铜基粉末冶金摩阻材料(半金属摩阻材料)压铸(模)而成；扇形活动块2可用45号钢或铜通过车、铣、钻等工序机加工而成；轴承3可用203深沟球轴承，型号可选GB/T272-93，也可使用含油尼龙做轴承；销轴4可用45号钢通过车床加工而成；卷轴5可用45号钢通过车、钻、磨等机加工而成；端盖6和壳体8可用高强度工程塑料压注成型；螺栓7可用M4×10的高强度六角头螺栓；绳索9使用专业登山用绳，直径可选10mm，每米重量48g；(2)设计、加工、制造好各部件后，按图1及图2所示及上面说明书所述各部件的相互位置及连接关系进行安装装配，便能较好地实施本发明。发明人经过较长一段时间的研究，设计和按上述具体优选实施方式进行了实施，已成功制出了样机，并进行了试用。其更具体的实施情况和参数如下如图2所示，在卷轴5上左右各均布安装4块扇形活动块2，材料用45号钢，扇形活动块的外摩擦片1使用铜基粉末冶金材料以利于提高摩擦系数，每块质量0.12KG；卷轴5材料用45号钢，两对轴承3用深沟球轴承型号为203；壳体8使用高强度工程塑料。同时取R＝35mm，D＝96mm，d1＝25mm，以65KG的人为例，可使人体的匀速下降速度保持为约4.1米/秒。在以上的实施例的说明中，没有考虑下降的高度极限，实际运用中还要考虑摩擦功的热平衡计算，来确定下降的最大高度，根据所选材料的不同和重量体积的差异，下降的高度极限可在较大的范围内变化。
权利要求
1.一种高楼安全逃生器，其特征在于它由外摩擦片(1)、扇形活动块(2)、轴承(3)、销轴(4)、卷轴(5)、端盖(6)、螺栓(7)、壳体(8)、绳索(9)共同安装连接构成，其相互位置及连接关系为扇形活动块(2)通过销轴(4)与卷轴(5)相连接，扇形活动块(2)可绕销轴(4)转动，外摩擦片(1)通过螺钉或粘胶与扇形活动块(2)固接；绳索(9)缠绕在卷轴(5)上，卷轴(5)通过轴承(3)与端盖(6)相连接；卷轴(5)与轴承(3)内圈为过盈配合，轴承(3)外圈与端盖为过度配合；端盖(6)通过螺栓(7)与壳体(8)相连接成一体。
2.使用权利要求1所述的高楼安全逃生器的安全逃生方法是使用绳索(9)的一端A端固定在楼上某一固定位置，另一端B端缠绕在逃生器的卷轴(5)上，然后抛落到地面，而逃生器则通过安全带与人体相连；当人从高楼上跳下时，重力带动逃生器上的卷轴(5)转动，由于卷轴(5)的转动，使得在卷轴(5)上的扇形活动块(2)在离心力作用下张开，并作用于逃生器的固定壳体(8)上产生正压力，从而产生滑动摩擦力，当下降的速度到达某一定值时，摩擦产生的力矩与人体重力力矩达到平衡，从而达到匀速下降，安全可靠到达地面的目的。
全文摘要
本发明是高楼安全逃生器及其安全逃生方法,逃生器由外摩擦片、扇形活动块、轴承、销轴、卷轴、端盖、螺栓、壳体、绳索等共同安装连接构成,其位置关系为:活动块通过销轴与卷轴相接,活动块可绕销轴转动,外摩擦片通过螺钉与活动块固接;绳绕于卷轴,卷轴通过轴承与端盖相接,卷轴与轴承内圈为过盈配合,轴承外圈与端盖为过渡配合,端盖通过螺栓与壳体连接。本逃生器结构简单、轻便、携带方便,使用安全、可靠、操作简便;在发生火灾等灾害时,能有效地使高楼居住、工作的人员脱离险境,安全可靠逃离到地面。
文档编号A62B1/10GK1341468SQ0112788
公开日2002年3月27日 申请日期2001年9月26日 优先权日2001年9月26日
发明者陈东 申请人:华南理工大学
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