高楼逃生器

易调速新型高楼逃生装置
4.理论分析
为了验证我们作品的可行性，我们对本作 品进行了简单的动力学分析，定性的分析了下降 速度的变化规律。 考虑到零件质量与重物相比较小，因此可以 忽略其影响，同时我们还忽略各部件之间的摩擦 力，建立了动力学的数学模型。 通过软件对动力学微分方程的数值求解， 得到速度—时间曲线。
易调速新型高楼逃生装置
⑶在主轴的上盖和下方底座上，都设计有防止绳索在运动 过程中沿轴向蹿动的凹槽。
⑷绳索的进出处采用了两个滑轮支撑，减小磨损，提高使 用寿命。在前端有孔定位，防止绳子从滑轮中滑出而卡死， 使得下降更加安全可靠。
⑸绳索的绕法可以使绳索的一边在下降过程中，另外一边 上升，通过选择绳子的长度，可以使得人员到达地面后， 另外一边绳索正好达到上面，这样就可以循环使用，提高 了救援的效率。
易调速新型高楼逃生装置
谢谢大家！
不足之处还望各位同 学提出宝贵意见！
易调速新型高楼逃生装置
根据欧拉公式 得绕在主轴的绳索两边拉力比：
锦纶与45钢的静摩擦系数大约在0.3~0.5。 取f=0.4， ，可以计算得到无其余摩擦力 时的绳索两边拉力比为1882，取悬挂重物F1=100Kg时， 绳索另一端需要拉力仅约为55g。 实际中，考虑到压紧盖凹槽对绳索的摩擦力等，绳索 两端的拉力比还将继续增大，因此在使用过程中不会出现 绳索打滑的现象。
夹板
滑块
丝 杠
底板
本产品夹紧装置采用 了类似机用虎钳夹紧的原 理，通过丝杠来移动夹板 以调节行程，并且在夹紧 时能够保持自锁。这样的 夹紧装置安全可靠，适应 性强，可以固定在绝大多 数的窗台、阳台、栏杆等 地方，操作简单方便。
夹板通过铰链与底板相连，不用时可以折叠在底板的下方， 与底板浑然一体，非常美观。
易调速新型高楼逃生装置
易调速新型高楼逃生装置
1.传动装置
总体 方案 设计
2.夹紧装置
3.绕绳装置
Baidu Nhomakorabea
4.理论分析
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1.传动机构的设计
液压缸
滑动导槽
主要运动部件 功能是把主轴的旋 转运动转变成为液 主轴 体在回路中的往复 流动，这样就可以 通过调节阀的开口 大小反过来控制主 轴承 轴得旋转速度从而 达到控制逃生者下 降速度的目的。
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动力学模型的建立：
根据流体力学知识可知在速度不大的时候流体阻力 是与速度的一次方成正比的，于是可得： 由受力分析图：根据动量矩定理可以得到：
各符号含义如下： m为物块质量， 为阻尼系数， F为活塞上的作用力，r为主轴的 半径，L为曲柄长度， 为主轴角 速度。
易调速新型高楼逃生装置
易调速新型高楼逃生装置
四、作品的改进之处
1.为了便于控制，可以将阀门换成电磁阀，这样下 降者自己通过控制电磁阀来实现下降速度的控制。 2.针对不同的阳台，我们可以设计出几种不同的夹 紧装置，这样可以使得适用面大大拓宽。 3.我们可以将曲柄与滑动导槽接触部位的曲柄套环 改为滚针轴承，这样就可以滚动代替滑动，提高使 用寿命，降低噪音。
易调速新型高楼逃生装置
夹紧的可靠性
由我们丝 杠参数可以算 出，螺纹升角 为2.43°，查 阅资料可知铜 与钢的摩擦系数为0.44，得到他们 之间的摩擦角为23.75°远远大于 摩擦角，完全可以自锁。 为了进一步增加夹紧装置的可靠性，我们从增大夹板 与墙体的摩擦系数的角度出发，在夹板上镶嵌有软橡胶， 并且将橡胶表面打磨粗糙，在夹紧过程中通过橡胶的弹性 变形使得橡胶与墙体紧密贴合，大大增加了摩擦力，提高 了夹紧的可靠性。
易调速新型高楼逃生装置
3.液体阻尼平稳、器件磨损小 能量损耗主要发生在液体通过阻尼片和阀的过程 中，基本不会出现两个金属部件的直接接触滑动摩擦， 所以对器件损耗非常小，大大提高了产品的使用寿命。 4.夹紧简便可靠 通过虎钳夹紧的原理设计了此产品的夹紧机构， 不仅夹紧可靠，而且操作简便，适用面广，在不用的 时候可折叠，减小安放的空间。 5.体积小巧，携带方便 本产品长宽高为245X170X75（不含阀），重 4.6千克，因此在火灾发生时可以依据火灾现场的情 况随时选择最佳的逃生位置。
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用电子万能试验机对选用的绳索进行拉伸试验
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对选用绳索拉伸试验的结果
经过拉伸 试验得到该绳 索最大能够承 受1740N的拉 力，因此我们 绳索的强度是 足够的。
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我们在主轴两端设计了两个相差为180°的曲柄正弦机 构，这样不仅可以将主轴的旋转运动转化为活塞杆的直线往 复运动，同时还保证了两个活塞之间的液体体积在运动过程 中保持不变，从而使液体能够往复通过阻尼片和阀门，该机 构设计巧妙，结构紧凑。
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2.夹紧装置设计
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二、总体方案设计
在高楼逃生器材领域，主要依靠干摩擦来控制 速度，使用久了不可避免会发生比较严重的磨损， 严重降低了逃生器的可靠性能。同时一些效果比较 理想的逃生器价格又异常昂贵，操作不便。 我们考虑到可以利用液体往复通过阻尼片来消 耗能量进行缓冲，通过阀门来限速，利用这种原理 制造出了新型高楼逃生器，利用限制流体的速度来 达到控制降落速度的目的。 为了能够对我们的作品有一个感性上的认识， 首先请看一下我们作品的视频。
易调速新型高楼逃生装置
易调速新型高楼 逃生器
队长：姜 峣 队员：成 鹏 赵 健 邹 衍 指导老师：范元勋 陶卫军 陈 松
易调速新型高楼逃生装置
一、作品背景
随着城市现代化的加速，高层建筑越来越多，与此同 时，高楼失火等险情也常常发生。高楼逃生便是人们不得 不面对的一个问题。 可是现在高楼的消防设施还很欠缺，特别是应对火灾 的逃生设备。因此火灾来临时住在高楼的人们往往只能被 动地等待救援，在这个过 程中，火情随时可能危及 他们的生命。 基于此种情况，我们 小组通过讨论和研究，制 作了一种易于调节速度的 “高楼逃生器”。
使用MATLAB软件对建立的力学模型进 行数值求解得到的时间与速度曲线如下：
易调速新型高楼逃生装置
产品的Pro/e结构图和实物样机图，实物样 机承重范围7.5kg—80kg。
PRO/E结构图
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三、特色与创新
1.速度调节方便可靠 在连接管件中间设置一个阀，通过调节孔口面积 大小，从而控制液体流量，间接控制了使用者下滑速度， 而阀门可以随时、连续地调节。另外由于阻尼片的阻尼 作用，即使阀门被开到最大，下滑速度也不会太大。也 就是说下滑速度存在着一个极限值。 2.绳索可以循环往复使用 装置使用时，一端绳索随人下滑，另一端在主轴 带动下，自动收回，即实现循环往复使用，一个逃生者 滑下后，另一个使用者通过另外一端绳索直接滑下。
易调速新型高楼逃生装置
五、预期应用前景
该装置操作简单，体积小巧，成本低廉、安全 可靠。可以供家庭、单位购买使用，平时可将此装 置放入每层楼的消防柜中，一旦火灾发生，整层楼 的人员都可以通过它安全到达地面。 若是稍加改动，此装置还可以有以下作用： ⑴建筑工地从高处向下运送比较重的材料、设备时 可以利用此缓降器，安全方便。 ⑵清洗工人可以配备这种缓降器安全方便地进行窗 户清洗工作。
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直线轴承 压紧装置
3.绳索绕紧装置设计
⑴绳索选用锦纶绳，并 且在主轴上绕了三圈， 上压紧盖 根据欧拉公式保证了足 够的摩擦力防止绳索打 滑。 ⑵为了进一步防止绳索 打滑，我们还在主轴上 盖中设计了压紧装置，
下压紧盖
通过直线轴承压紧在绳索上，增大了绳索和主轴的正压力， 从而增大了摩擦力。