程 琴，史書林

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140）

0 引言

隨著現(xiàn)代化程度不斷地深入，高樓居住人群也在不斷的曾多，在災(zāi)難這樣的突發(fā)事件來臨時(shí)做好逃生準(zhǔn)備顯得尤為重要，第一時(shí)間的逃生才是唯一的做法，而擁有一套快速逃生設(shè)備是必不可少。目前市場(chǎng)上的高樓逃生器品種單一、操作復(fù)雜、安全性較差。這里設(shè)計(jì)的高樓逃生器，是利用摩擦盤和摩擦塊進(jìn)行制動(dòng)，速度平穩(wěn)，下滑速度過大時(shí)，自鎖機(jī)構(gòu)可使其止動(dòng)，解鎖后可繼續(xù)下行。

1 國(guó)內(nèi)外研究概況

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家及規(guī)模還是小型化、多數(shù)是作為本公司的小產(chǎn)品，沒有成熟的技術(shù)和相關(guān)的設(shè)計(jì)研發(fā)部門，而且品種單一，操作復(fù)雜，安全性較差。市場(chǎng)上安全性最高的是浙江省江山市宇安消防器材廠生產(chǎn)的緩降器，是利用行星產(chǎn)量通過緩降繩索帶動(dòng)主機(jī)內(nèi)的行星輪減速機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)與磨擦輪轂內(nèi)的磨擦塊產(chǎn)生磨擦作用，保證使用者依靠自重始終保持一定速度平衡、安全緩降至地面，無(wú)需其他輔助動(dòng)力。但該緩降器沒有超速制動(dòng)機(jī)構(gòu)，一旦摩擦副失效，將帶來災(zāi)難性的后果。而且使用時(shí)需要把緩降器從消防箱中取出后掛到支撐架上，這樣會(huì)浪費(fèi)寶貴的時(shí)間。另外，一旦樓外有障礙物時(shí)，會(huì)浪費(fèi)更多時(shí)間。柔性救生滑道需要人的四肢撐開，需要一定的技巧，不適用于易驚慌的人和老人小孩。無(wú)動(dòng)力循環(huán)救生梯體積笨重，安裝空間大，故其適用范圍嚴(yán)重受限，尤其不適用于家庭[2]。另外，國(guó)內(nèi)有人提出利用氣壓制動(dòng)來限速，但只是處于概念階段，而且存在成本高、發(fā)生火災(zāi)時(shí)密封件易損壞的缺點(diǎn)。國(guó)外的研究狀況和國(guó)內(nèi)類似，但價(jià)格較高。

2 逃生器的結(jié)構(gòu)及原理說明

本逃生裝置的原理如圖1所示，主要包括摩擦盤部分、棘輪機(jī)構(gòu)部分、主體機(jī)架部分、軸、鋼絲繩、掛鉤、調(diào)速繩、逃生衣和專用逃生器支架等。本逃生器采用設(shè)計(jì)的專用的可伸縮支架固定在陽(yáng)臺(tái)或窗戶邊上，外形設(shè)計(jì)美觀，平時(shí)可以作為裝飾品，而當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或地震時(shí)，逃生人員穿上逃生衣，然后把逃生衣的掛鉤掛在逃生器的掛鉤上并跳出窗外，便可在穩(wěn)定的速度下下降，直至著地。

本摩擦式逃生器工作原理：主要是利用摩擦盤2 和摩擦墊4 相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力力矩來平衡體重所產(chǎn)生的力矩，進(jìn)而穩(wěn)定下降的速度，使其人體適應(yīng)的速度范圍內(nèi)下降（＜0.5m/s）。該裝置還增加了超速止動(dòng)裝置：棘輪9 在裝置旋轉(zhuǎn)下降時(shí)，不停地?fù)艽蚣?0 使得其不斷地?cái)[動(dòng)，當(dāng)下降加速度超過一定值時(shí)，致使棘爪得到的擺幅增大，棘爪的一端卡進(jìn)棘輪槽，抱死棘輪，逃生人員停止下降。然后拉動(dòng)解鎖裝置，使棘爪脫離棘輪，棘輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，逃生人員繼續(xù)下降直至著地。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人著地時(shí)，松開逃生衣，在彈簧片6的彈力作用下，棘輪反轉(zhuǎn)，使逃生衣隨鋼絲繩7 迅速上升。當(dāng)逃生衣到達(dá)頂端時(shí)，其他逃生人員可繼續(xù)逃生。

逃生器支架用來固定逃生裝置，如圖2所示。平時(shí)可把支架閉合起來，如圖2（a）所示，用來掛起逃生器，可作為裝飾品。當(dāng)需要使用逃生器時(shí)，把支架打開，如圖2（b）所示，把支架的一根桿伸出窗外，逃生器固定在上面，穿上逃生衣掛在逃生器掛鉤上即可下降。當(dāng)逃生人員可靠到達(dá)地面時(shí)，可以一拉一根在棘爪上的繩子，使得下降的繩子快速收縮，下一個(gè)逃生人員可以繼續(xù)使用。

圖3所示為設(shè)計(jì)的逃生器裝置的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，通過不斷的設(shè)計(jì)和修改，并利用Pro/E 進(jìn)行建模優(yōu)化，然后多次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，可以滿足該裝置的基本功能。

圖1 逃生裝置工作原理圖Fig.1 Working principle of escape apparatus

3 創(chuàng)新特色

（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、合理。

（2）繩索及安全帶均采用高強(qiáng)度原材料，低延伸率，安全有保障。

（3）安全帶穩(wěn)定性高，合理舒適，避免造成額外身體損傷。

（4）往復(fù)式設(shè)計(jì)。一人安全落地后，另一人可馬上開始下降，如此往復(fù)連續(xù)下降，無(wú)需人工拉回繩索，節(jié)省時(shí)間。

圖2 逃生器支架Fig.2 Support of escape apparatus

圖3 逃生器實(shí)物照片F(xiàn)ig.3 Photos of escape apparatus

（5）操作簡(jiǎn)便，無(wú)需專門訓(xùn)練。

（6）包裝簡(jiǎn)潔實(shí)用，便于即取即用，高檔大氣，適于陳列存放。

（7）帶有自鎖機(jī)構(gòu)，使用更加安全。

4 結(jié)論

本設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)雙向升降，在使用過程中，人的體重差異不會(huì)對(duì)下降速度有很大的影響，不同體重的人都可以利用本產(chǎn)品，可自己掌握一個(gè)自身舒適的下降速度實(shí)現(xiàn)安全逃生，經(jīng)試驗(yàn)效果良好，可以適用于各類建筑逃生裝備（住宅樓、辦公樓、寫字樓、教學(xué)樓、商業(yè)樓、銀行、醫(yī)療建筑、賓館、等公共、娛樂場(chǎng)所）、消防救援，自救等及高（低）空作業(yè)裝備，具有一定的推廣價(jià)值。

[1]張昊，李宏文，沈金波.建筑火災(zāi)逃生新方法—室外緊急疏散[J].建筑科學(xué)，2008，1.

[2]楊家軍，張衛(wèi)國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2003.

[3]張瑩.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（下冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[4]張寶均.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.