高楼逃生缓降器的设计分析

浅析“ 事不边三’ ’
长江师范学院数 学与计算机学院 冉 亮 冉艳平
［ 摘 要］ 本文运 用概 率论 中的贝叶斯公 式建立“ 事不过 三” 的数 学模型 ， 分析事物发展符合“ 事不过三” 的规律。 ［ 关键词 ］ 事不过 三 贝叶斯公 式
俗 语说 ：有 再一再二 ， “ 没有 再三再 四” “ 不过三 者， 大于三 ，事 事莫 也 ”这些都是人们常说 的“ ， 事不过三 ” 我们来看两个案例 。 伊索寓言》 。 《 中的“ 孩子与狼 ” 的故事 ： 个小孩每天 到山上放羊 ， 一 山里有狼 出没 ， 第 天， 他在 山上喊 ：狼来 了！ “ 狼来 了！ ， ” 山下 的村 民闻声便去打狼 。 可到 山上 ， 发现狼没有 来 ； 第二 天仍是如此 ； 三天 ， 真的来 了， 第 狼 可无论小 孩怎 么喊叫 ， 也没有人来救他 。甲胎蛋 白查肝癌需要经过普查和复查肝 癌 ：第一次普查呈 阳性者 为疑似病例 ，第二次复查呈 阳性 者为确诊病 例。 小孩第三天喊狼来 了， 民为什么不去打狼？为什么第二次复查呈 村 阳性者才能为确诊病例 ， 为什么不需要进行第三次检查？ 这就需要用概率论 中的贝叶斯公式建立数学模 型来 分析 以上两个 案例 ， 从理论上 回答上 面的问题 ， 进一步说 明“ 事不过三 ” 的本质规律 。 在《 伊索寓言》 中记事件 Ａ为 “ 小孩说谎 ”记事件 Ｂ为 “ ， 小孩可信 ” ， 不妨设村 民对这个小 孩的最初印象为 ＰＢ：．，（ １ ．。现在用 贝叶 （ Ｏ ＰＢ ＝ ２ ） ８ Ｏ
分析整个机构在实际运用 中的受力情况 （ 假定人 的重量 为 ｌＯ ｇ ， Ｏｋ ） 滑轮受 力如图 １ 所示 ， 擦片的摩擦系数取 ｆＯ ９ 摩 －． ， ３ 绳子与滑 轮的包角
０ ７ 。 根据 公 式 一 ｅ 。 ＝ ５。 ＝毋
２
可 以求得绳子伸出端需要 张紧力 Ｆ＝ ０ ２ Ｎ。即人需要用手对绳子施 加 ２ Ｎ的力 ， ０ 就能随着机构以一定的速度下降 。 正常人的力气完全能够 满足实际要求 。 ３３销钉强度校核（ － 剪切强度 ）
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图 ９轮的受力分析 图１ ０活动杆受力分析 滑轮 以及活动杆的受力情况 如图 ９ 图 ｌ 所示。 、 Ｏ 通过受力平衡原则 以及极端情况可得到如下方程 ：
Ｆｃｓ ＋ ￣Ｆｃｓ＋Ｆ ２ ０ Ｆ＝ ￣ ０ ｆＮ ｏ 。 ｏ
Ｆ＋ Ｎ Ｆｓ Ｏ Ｆｓ Ｏ Ｆ ＝ ｌｎ ＋ ２ ｎ ｉ ｉ
利于普及 。 为此 ， 在满足使用性 能及要求 的情况下 ， 设计一款结构简单 ， 操 作简便的高楼逃生器是非常必要 的。
２结构 方 案设 计 ．
图 ２支架
图 ３滑轮
本设计在 滑轮机构 、 连杆机构的基础上 ， 结合汽车减 速原理 ， 对逃 生器方案进行具体设 计。该方案 由简单的连杆机构 ， 摩擦 片和滑 轮组 成 。具体结构方案如图 １所示 。
１前 言 ．
随着社会的发展 ，城镇的人 口越来越多 ，很多人居住在高层建筑
里 。虽然高层建 筑给我们 生活带来了方便 ，但是在发生意外险情如火 灾、 地震 、 煤气泄漏等 时 ， 高楼逃生成 了我们 面对 的一 大难 题。根据调 查， 我国意外 伤亡事故大部 分都是 由于高楼的防护措施不完善造成 的。 目 ， 前 当意外险情发生的时候 ， 人们大部分都是通过 电梯或楼梯从高楼 逃生 ， 是高楼中的楼梯和电梯都是有限的 ，而高楼里 的居 民相对较 但 多 ， 过有限的电梯 和楼梯逃 生不 可避免会出现拥挤的情况 ， 通 甚至 出现 踩踏事件 ， 这样就会 造成不 必要的人员伤亡。鉴于此 ， 我们经过认 真讨 论， 设计 了高楼缓降逃生器 ， 旨在发生 紧急情况时 ， 给人们 提供更多 的 逃 生手段 ， 使高楼逃生简便快捷 ， 同时减少意外事故的发生ｌ１ 】３ Ｉ］ ２。 众所周知 ， 物体从高处 下落 ， 到达地 面时速 度会很大 ， 因而设计高 楼 逃生器的关键在于如何保证 逃生者以较小的速度到达地面 。 目 前市 面上也有几种高楼救生器 ， 大致可分为阻尼式和减速盘式 ， 其结构 分别 由钢丝绳 、 属外壳 、 轮 、 金 绳 转轴 、 阻尼 电机等和环形刹 车片 、 胀力减速 盘架 、 胀力减 速拉杆 、 绳索引导 滑轮 、 拉杆 轴等组 成 ， 这些装 置结构 复 杂 ， 的还需 要配 电机 ， 有 导致 重量过大 ， 操作 控制 困难 ， 且价格 昂贵 ， 不
图１ 高楼救生器结构 图 该逃生器 的工作原理是通过绳子受拉带 动活 动杆移动 ，而移动的 活动杆带动滑轮压 向摩擦片 ，摩擦片与滑轮 的接触达 到减 速乃 至起 到 使人匀速下降 的作用 ， 从而起到逃生的 目的。使用 时 ， 生者用 一只手 逃 抓住手柄 ， 另一只手给绳索下端施加一定 的拉力 ， 使绳 张紧。人 和逃生 器沿着绳子一起 向下运动 ，绳索下端施加 的拉力会使连 杆带动滑轮压 紧摩擦片 ， 压力越大 ， 该 则摩擦 片与轮子之 间的压力也越大 ， 摩擦 力也 越大 ， 最终使绳索与轮子之间的摩擦力增大 ， 以达到 降速下滑 的目的。 ３主要组成部分及重要部件校核 ． ３１ ．主要组成部分 支架 ： 主要为提 高材料 的利用率 以及 能满 足使用 要求 ， 并考虑到整 个装置 的受力情况和结构的美观性。尺寸见图 ２ 。 滑轮 ： 主要为能达到使用要求 以及结构的合 理性 ， 尺寸见 图 ３ 。 销钉 ： 销钉直径初定为 ８ ｍｍ。尺寸见 图 ４ 。 活 动杆 ： 活动杆 尺寸主要 由滑轮与摩擦片相配合而确定 。 尺寸见图
图 ４销钉 图 ５活动杆 绳套 ： 尺寸见图 ６ 。 摩 擦 片 ：摩 擦 片 的 内端尺 寸根 据 滑轮 直 径 而定 ，厚 度 设 定为 ２５ ．ｍｍ。尺寸见 图 ７ 。
图６ 绳套 图７ 摩擦片 图８ 摩擦杆 摩擦杆 ： 既能满足使用 要求并 能节省材料。尺寸见图 ８ 。 ３２机构可行性分析 ．
科技信息
高校理科研 究
离耧逃生缓降器昀设计 分析
桂 林航 天工 业 高等 专科 学校机 械 工程 系 王 灿 许本 胜
［ 摘 要 】 文采用常见的滑轮、 本 连杆机构 ， 设计 了一款具有结构 简单 ， 用方便 ， 使 重量轻等特 点的高楼逃生缓降器 ， 并对逃 生缓 降器 的结构方案进行 了设计 ， 在保证逃生器 美观 小巧的基础上 ， 用＿￣ ２学的相 关知识进行 了摩擦 阻力计算 以及强度校核 ， 利 ｚ － 以保证设 计方案的可靠性和安 全性 。设计及验算结果表明 ， 本设计 中的高楼逃 生缓 降器小巧 实用 ， 具有广泛的应 用前景 。 ［ 关键词 ］ 逃生 缓 降器 立求解可得到 ：ａ１６ Ｎ ｈ３ ８ Ｆ ３ Ｆ ０ Ｎ ＝１ ＝
从而可解得最大剪切力 ：￣１ ０Ｎ Ｆ ２３ ＝ 材料选用 ４ 号钢材 ， ５ 剪切强度为 ３ Ｍ ａ ６ Ｐ
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