基本信息
- 项目名称：
- 压控自适应高楼自救装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 通过实验设计了一套高楼自救逃生装置，该装置目的是为了限制逃生人员下降速度并保持均匀低速下降，保证人民群众应急跳楼自救时的人身安全。该装置由动力主动曲轴、离心式灵敏转速反馈机构、双冗余缓冲机构等机械构件组成，无电子元件设备，实现危急情况下装置工作的可靠性；该装置具备自适应调节功能，无需人工干预操作，简便安全，维护方便。
- 详细介绍：
- 该装置由动力主动曲轴、离心式灵敏转速反馈机构、冗余缓冲机构等机械构件组成。装置一改此前靠摩擦限速的套路，创新采用液压阻尼实现限速，由曲轴连接的活塞与油压缓冲器产生作用，削减曲轴旋转能量；鉴于人群体重不等，本设计采用离心式灵敏转速反馈机构完成一系列动作达到油压缓冲器调节盘无级变档的目的；曲轴连杆机构、冗余缓冲机构巧妙解决下降时平稳问题，减轻震动。该装置无需人工干预操作，简便安全，维护方便；可重复使用，对环境影响小，无污染浪费。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：该装置目的在于使逃生人员从高楼下降时保持匀低速，保证人民群众高楼应急自救时的人身安全。 基本思路：该装置由动力主动曲轴、离心式灵敏转速反馈机构、冗余缓冲机构等机械构件组成。创新采用液压阻尼实现限速，由曲轴连接的活塞与油压缓冲器产生作用，削减曲轴旋转能量；本设计采用离心式灵敏转速反馈机构完成一系列动作达到油压缓冲器调节盘无级变档的目的；曲轴连杆机构、冗余缓冲机构巧妙解决下降时平稳问题，减轻震动。 创新点：① 纯机械构件，无外接动力源；② 离心式灵敏转速反馈感应；③ 冗余缓冲作用的实时、无级调节；④ 曲轴连杆连续作用，平稳限速；⑤ 结构紧凑，操作维护简易，可重复利用 技术关键：离心式灵敏转速反馈机构实现油压缓冲器调节盘无级变档的目的，利用弹簧弹性系数、弹簧初始压缩量、杠杆力臂比例与钢球离心作用控制调节行程；该装置反馈输入量为转速，而非加速度，从而保证了速度恒定。该装置采用油压缓冲器的阻尼效应限速，油压缓冲器内压缸的侧面有多个油孔，能给活塞杆提供一固定大小的缓冲力，达到线性减速，该装置能够长时间连续稳定的控制；曲轴连杆、冗余技术的使用促使装置工作更加平稳，同时具备双保险功能。 主要技术指标： 主要制动机制 ：液压装置，无需电源标准 承载范围 ： 30kg - 100kg 钢丝绳：60m ，相当于20层楼高 下降速度 ：0.8 m/s
科学性、先进性
- 创新采用离心式灵敏转速反馈机构将旋转运动转化为直线运动，再转化为摆动，拨动油压缓冲器下端刻度盘，实现实时、无级调节。传动杠杆为一体式设计，并采用杆端垂直作用方式，保证传动刚度的同时大大减小了杆向分力。 设计采用油压缓冲器提供缓冲阻力，并通过调节油压缓冲器节流阀口大小，实现缓冲阻力的无级调节；利用离心式灵敏转速反馈机构，通过传动杠杆的水平运动，调节油压缓冲器节流阀口大小，实现实时调节。离心式灵敏转速反馈机构、油压缓冲器巧妙的使用，直接针对变量速度进行调节，保正下降速度限制在安全范围。 模拟发动机曲柄连杆的作用原理，主动曲轴连接两个活塞杆，分别与双油压缓冲器发生连续作用，达到平缓、匀速下降的目的。两个油压缓冲器同时运作，使整个装置受力更加均匀、稳定，即采用冗余技术，正常工作时，双缓冲器即可同时工作，也可单一工作，互为备用。保证装置能够顺利安全地进行。
获奖情况及鉴定结果
- （1）曾于2010年5月获浙江省2010年第七届大学生机械设计竞赛本科组一等奖； （2）曾于2010年9月获第四届全国大学生机械创新设计大赛二等奖；
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 不转让
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：事故发生时，迅速将装置固定在阳台或窗户上，将装置上的挂钩与背包相连，人员下降时，装置即可实现自我调节，使人匀速着地。 技术特点：①无需外动力源且不含任何电子元件;②利用离心式灵敏转速反馈机构; ③采用油压缓冲器提供缓冲阻力; 优势：装置体积小，结构紧凑，便于安装、储存和使用，操作简便，维护简易，可重复使用，无污染浪费。用户可根据实际情况自行调节油压缓冲器初始档位，以适应不同环境下的初始速度 适应范围：装置适用于一般火灾应急自救；操作简单，无需人工干预操作，弱势人群也适用。 推广前景：随着社会的发展，人们的家庭消防意识逐渐增强，高楼自救装置也逐渐有了市场。 市场分析：随着我国工业化、城市化进程的加快，已有数据显示，一些发达城市高层建筑火灾事故呈现加速上升态势。该装置可以有效地减少紧急情况下的不必要的损失，具有良好的市场前景。 经济效益分析：本装置体积较小，便于放置，且操作方便，有效减少灾祸发生时不必要的经济损失；无需外加动力，节约能源。
同类课题研究水平概述
- 经调查研究，目前国内外就有关高楼自救装置同类课题的研究也有一些，比如说： 国内广东市民林桂坤发明了高楼逃生自救装置，该装置在使用上比较便捷，而且在下降的过程中也很稳定；但是其缺点是体积大，结构复杂，重量较重，成本比较高。 宁波世嘉救身装备，该装备是组合式的，因此在紧急情况下，加上人的紧张，在操作上会有一定的难度，而且整套设备由救身缓降器系列，个人消防装备系列，固定支架系列等组成，所以很显然其售价相当的高。对于收入不高的家庭来说，买一套这样的装置还是有一定的压力。 国外也有相关的高楼自救设备：高楼缓降器，该装置结构简单，实用便捷，下降速度稳定，但是要有一定的操作技巧，否则容易在下降的过程中存在安全隐患，比较容易出现其他意外事故。
