一种高空逃生背包及其离心减速式缓降器的制作方法

1.本实用新型属于逃生设备技术领域，尤其是涉及一种高空逃生背包及其离心减速式缓降器。


背景技术：

2.目前，城市化建设的步伐越来越快，城市用地的紧张致使高层楼房越来越多，在高楼层发生火灾等灾难危情时，人们撤离事故现场的方式十分有限，而且危险系数很高，在此背景下，诞生了高楼层缓降逃生设备。然而目前的缓降逃生设备的减速机构，存在可靠性低、缓降效果不佳，使得缓降逃生设备的安全性能较低，如果使用可能会带来极其严重的后果。


技术实现要素：

3.本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种绳索可回收缓降器及采用该缓降器的高空逃生背包。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种离心减速式缓降器，包括
5.固定架，包括两个对称设置的支板及多根分别连接两个支板的连接柱；
6.轮毂，可转动安装于所述固定架上，用于缠绕绳索；
7.离心减速机构，与所述轮毂相关联以限制所述轮毂的转动速度；该离心减速机构包括穿设于所述轮毂且可转动设于所述固定架上的主轴、多个沿主轴圆周方向设置的导杆、可滑动套设于所述导杆的离心块，所述轮毂通过传动机构驱动主轴旋转；当主轴带动导杆转动时，离心块在离心力的作用下与轮毂内壁摩擦配合。
8.可选的，所述轮毂内壁上设有第一阻尼部，所述离心块上设有与第一阻尼部相配合的第二阻尼部，以与轮毂轴线重合的平面作为第一基准面，以该第一基准面作离心减速机构的截面，在此截面上，第一阻尼部两侧腰边形成的夹角为α，第二阻尼部两侧侧壁形成的夹角为β，其中β≤α≤1.2β。
9.可选的，所述第二阻尼部朝向主轴一端设有内槽，且该内槽与第二阻尼部连通。
10.可选的，以与轮毂轴线重合的平面作为第一基准面，以该第一基准面作离心减速机构的截面，在此截面上，第一阻尼部的腰边与第二阻尼部侧壁之间的间距为d,其中0≤d《3mm。
11.可选的，所述导杆上套设有弹性件，所述弹性件一端与离心块相接。
12.可选的，所述固定架上还设置有用于对绳索进行导向的导向机构，所述导向机构包括第一辊组和第二辊组，该第一辊组和第二辊组相垂直设置；所述第一辊组由两根平行设置的第一导向辊构成；所述第二辊组由两根平行设置的第二导向辊构成，并且供绳索折绕的第二导向辊上可转动套设有轴套。
13.可选的，所述轮毂的两侧设置有侧板；将侧板的直径设为d1，轴套的直径设为d2，以垂直于轮毂轴线的平面为第二基准面，以轴套轴线在第二基准面上的投影点为第一基准
点c1，以轮毂轴线在第二基准面上的投影点为第二基准点c2，以c1与c2连线的长度为l3,其中(0.54-0.6)*(d1 d2)》l3》0.5(d1 d2)。
14.可选的，所述传动机构包括设于所述轮毂内壁上的齿圈、多个分别与齿圈啮合的行星齿轮、套设于所述主轴且与主轴止转配合的中心齿轮，所述中心齿轮与多个行星齿轮同时啮合。
15.本实用新型还公开了一种高空逃生背包，包括如上述任一项所述的离心减速式缓降器，该高空逃生背包还包括：
16.背包，所述缓降器安装于背包内；
17.背带，与背包相连，用于绑缚在使用者身上；
18.预埋件，设置于楼体上，用于连接绳索自由端或缓降器。
19.综上所述，本实用新型的有益效果如下：
20.设置离心块与轮毂配合，当离心块通过导杆随主轴转动时，离心块在离心力的作用下与轮毂内壁摩擦配合，进而调整轮毂运转时的转速，可靠性高，且缓降效果好，提高安全性能。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例一的立体图。
22.图2为图1另一视角的立体图。
23.图3为图1的部分剖视结构图。
24.图4为图3中离心减速机构的剖视图。
25.图5为图4中a处的放大图。
26.图6为图4中离心块与轮毂配合的部分结构示意图。
27.图7为图1中第一、第二阻尼部的另一实施方式的结构示意图。
28.图8为图1中轮毂和轴套在同一基准面上的投影图。
29.图9为图1中传动机构的结构示意图。
30.图10为图1中安装座的剖视图。
31.图11为图1中轮毂的立体图。
32.图12为图1中缓降器安装刹车装置的立体图。
33.图13为图1中缓降器安装驱动机构的立体图。
34.图14为图12的爆炸图。
35.图15为刹车装置和蓄电池的力臂示意图。
36.图16为缓降器处于倾斜状态下刹车装置和蓄电池的力臂示意图。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
38.如图1-3所示，一种高空逃生背包，包括缓降器10、用于绑缚在使用者身上的背带及与背带连接的背包；所述缓降器10包括固定架11、轮毂12及离心减速机构20；所述固定架11连接固定，并与背包或背带连接；所述轮毂12可转动安装在固定架11上，该轮毂12设为圆
筒结构，用于缠绕绳索；所述离心减速机构20与轮毂12相关联，用于限制轮毂12的转动速度。
39.本实施例中背包和背带形成类似双肩背包结构，缓降器10固定在背包内，绳索的自由端由背包中拉出，且绳索的自由端与安装在楼体上的抓绳器连接；当然，于其他实施例中，所述背带可以与缓降器10直接连接以单独使用；本实施例下具体操作时，穿戴有背带的使用者下降过程中，缓降器10随使用者同步下降。
40.当然，于其他实施例中，缓降器10可与背带分开使用，将缓降器10固定在楼体的预埋件上，并将背带与绳索的自由端连接，本实施例下具体操作时，穿戴有背带的使用者下降过程中，绳索自由端随使用者同步下降。
41.参考图3-5，在一些实施例中，所述离心减速机构20包括主轴21、单向离合组件22、导杆23、离心块24及弹性件25；所述主轴21两端分别可转动设于固定架11上，且该主轴21的轴线与轮毂12的中心线重合，所述轮毂12绕主轴21转动，并通过传动机构30带动主轴21回转；所述离心块24设有多个，多个离心块24沿主轴21间隔设置，离心块24在离心力的作用朝向远离主轴21方向移动；所述导杆23一端穿设于离心块24，使得离心块24可沿导杆23滑动，导杆23另一端通过单向离合组件22与主轴21连接，从而带动离心块24转动；同一个离心块24连接有两根导杆23，使得离心块24在滑动过程中不会出现卡死的情况，运行更加平稳；所述弹性件25设为弹簧，套设于导杆23，且位于离心块24与单向离合组件22之间，设置弹性件25，支撑离心块24，使得弹性件在静止状态下能够托起离心块，使得多个离心块24初始状态下与主轴21之间的间距保持一致，保证多个离心块24位置状态改变的同步性，且弹性件25与离心块24所受离心力共同作用调节离心块24与轮毂12之间的摩擦力；当离心块随主轴转动时，离心块所受的离心力能够克服弹性件的回复力与轮毂内壁接触，进而调整轮毂12运转时的转速；并且当离心块停止转动后，离心块在弹簧回复力的作用下回复初始位置。
42.主轴21转动时，通过单向离合组件22带动导杆23转动，进而驱动主轴21同步转动，离心块24在离心力的作用下顶靠在轮毂12内壁上，主轴21旋转速度越快，离心块24所受离心力越大，离心块24与轮毂12之间的压力越大，进而其与轮毂12的之间的摩擦力越大，从而离心块24对轮毂12进行减速，使得轮毂12保持匀速转动；并且主轴通过单向离合组22件与导杆23相关联以驱动导杆23单向转动，当需要对绳索进行回收时，因单向离合组件22的特性，轮毂12和主轴21转动的动力并不会传递至导杆23，进而避免离心块24转动与轮毂12内壁发生摩擦接触，保证绳索回收时轮毂12的转速，使得绳索可以快速回收，从而缓降器10可以供重复供多人使用，降低使用成本，提高推广能力。
43.当然，于其他实施例中，所述单向离合组件22可以是棘轮传动机构、单向离合器或者其他的单向传动机构均可。
44.优选的，本实施例中离心块24的数量设为两个，两个离心块24相对主轴21对称设置，两个离心块24相互补偿已达到更好的平衡，减速效果好。
45.参考图4和图5，在一些实施例中，所述轮毂12内壁上设有第一阻尼部121，该第一阻尼部121为沿轮毂12圆周方向形成于轮毂12内壁上的凸环，该第一阻尼部121的截面设为等腰梯形；所述离心块24上设有与第一阻尼部121相配合的第二阻尼部241，该第二阻尼部241为沿轮毂12内壁圆周方向形成于离心块24外周上的弧槽，该第二阻尼部241的截面同样设为等腰梯形，且第二阻尼部241的最小宽度小于第一阻尼部121的最小宽度；所述第一阻
尼部121侧壁与第二阻尼部241侧壁摩擦接触，增大离心块24与轮毂12内壁的接触面积，提高离心块24对轮毂12的减速效果。
46.在如图5所示，一些实施例中，以与轮毂轴线重合的平面作为第一基准面，以该第一基准面作离心减速机构的截面，在此截面上，第一阻尼部121两侧腰边形成的夹角为α，第二阻尼部241两侧侧壁形成的夹角为β，其中β≤α≤1.2β；优选的，β≤α≤1.1β；最优的，β≤α≤1.05β；保证第一阻尼部121与第二阻尼部241紧密接触，提高阻尼效果；并且限定α的最大值，防止在离心块24在受同等离心力的作用下，第一阻尼部121与第二阻尼部241过度卡紧导致两者之间的摩擦力过大，避免轮毂12运转过程中出现卡顿现象，保证轮毂12经离心块24减速后最终能够匀速运转。于本实施例中，β设为60
°
，相应的，60
°
≤α≤72
°
；优选的，60
°
≤α≤66
°
；最优的，60
°
≤α≤63
°
。
47.如图6所示，在一些实施例中，以与轮毂轴线重合的平面作为第一基准面，以该第一基准面作离心减速机构的截面，在此截面上，第一阻尼部121的腰边与第二阻尼部侧壁之间的间距为d,其中0≤d《3mm；优选的，0≤d《2mm；最优的，0≤d《1mm；使得在轮毂12静止状态或收绳状态下，离心块24与轮毂内壁之间具有间距，避免收绳状态下轮毂收到离心块的阻尼作用影响收绳速度；另外，此间距下离心块受离心力作用能够使得第二阻尼部与第一阻尼部快速配合，保证相应速度。
48.参考图4和图5，在一些实施例中，所述第二阻尼部241朝向主轴21一端设有内槽242，该内槽242截面设为“u”形，且与第二阻尼部241连通；设置内槽242，当第一阻尼部121与第二阻尼部241紧密接触时，第二阻尼部241内的部分空气被压入至内槽242，避免第二阻尼部241内的空气被完全挤出而形成负压将第一阻尼部121和第二阻尼部241吸紧，保证离心块24在停止转动后可以在弹性件25的作用下恢复初始位置。
49.当然，参考图7，于其他实施例中，所述第一阻尼部121a为沿轮毂12a圆周方向形成于轮毂12a内壁上的环槽，第二阻尼部241a为沿轮毂12a内壁圆周方向形成于离心块24a外周上的弧块，所述第一阻尼部121a侧壁与第二阻尼部241a侧壁摩擦接触，增大离心块24a与轮毂12a内壁的接触面积。
50.参考图3和图4，在一些实施例中，所述单向离合组件22设有两组，与同一离心块24连接的两根导杆23和两组单向离合组件22一一对应；该离合组件包括单向轴承221及套环222，所述单向轴承221为市面购买得到，其结构不在赘述，该单向轴承221套设于主轴21上，且所述单向轴承221的内圈与主轴21通过键连接以止转配合；所述主轴21上设有第一扩径部211，两组单向离合组件22的单向轴承221对称设于第一扩径部211两侧，从而单向轴承221可以在主轴21上快速定位，装配效率高；所述套环222套设于单向轴承221，且与单向轴承221的外圈通过键连接以止转配合，所述导杆23朝向套环222一端与套环222螺接；设置单向轴承221，使得主轴21只能带动套环222单向转动，当绳索拉出时，主轴21正向转动，通过单向轴承221带动套环222转动，进而导杆23驱动离心块24转动，离心块24在离心力作用下顶靠轮毂12内壁以对轮毂12减速；当绳索回收时，主轴21反向转动，因单向轴承221的特性，套环222的状态不会受主轴21影响，保证绳索回收时轮毂12不会受离心块24的减速作用，提高绳索回收效率。
51.参考图4，在一些实施例中，两个套环222远离第一扩径部211一端分别设有挡板223，并且采用螺钉224依次其中其中一个挡板223、两个套环222及另一个挡板223后由螺母
固定，在对两个挡板223进行固定的同时，使得两个套环222同步运动，提高离心块24的稳定性；并且该挡板223设为环状，挡板223的内径小于单向轴承221的外径，使得挡板223至少部分与单向轴承221一端抵靠，从而挡板223与第一扩径部211配合对单向轴承221进行限位。
52.参考图3，在一些实施例中，所述轮毂12上设置有两个支撑环13，该支撑环13分别通过轴承安装于主轴21上，以适应主轴21和轮毂12存在转速差的工况，并且两个支撑环13与轮毂12合围成以空腔，所述离心减速机构20安装与空腔内。
53.参考图3、图4和图9，在一些实施例中，所述传动机构30包括齿圈31、行星齿轮32及中心齿轮33；所述齿圈31设于轮毂12内壁上，与轮毂12设为一体结构；所述行星齿轮32设有多个，多个行星齿轮32沿齿圈31的圆周方向间隔布置，且分别与齿圈31啮合，该行星齿轮32通过一连接轴安装于固定架11上；所述中心齿轮33套设于主轴21上，与主轴21通过键连接以止转配合，且该中心齿轮33和多个行星齿轮32同时啮合；轮毂12转动，通过该传动机构的动力传递带动主轴21旋转，主轴21的转动方向和轮毂12的转动方向相反，主轴21带动离心块24旋转，进而使得离心块24的旋转方向与轮毂12的旋转方向相反，从而离心块24对轮毂12起减速作用。
54.参考图1，在一些实施例中，所述固定架11包括两个对称设于轮毂12两侧的支板111和多个分别连接两个支板111的连接柱，将固定架11设置成分体结构，方便轮毂12的拆装；具体的，所述连接柱包括第一连接柱1121及第二连接柱1122，所述支板111靠近轮毂12的出绳方向对称设有两根第一连接柱1121，该第一连接柱1121既起到连接的作用，也对绳索起限制作用，方便绳索缠绕；所述支板111远离轮毂12的出绳方向设置有第二连接柱1122，且第二连接柱1122的直径大于第一连接柱1121的直径，该第二连接柱1122可悬挂于楼体的预埋件上，从而将缓降器10固定，使用者连接绳索的自由端以下降。
55.参考图1-3，在一些实施例中，所述固定架11上还设置有用于对绳索进行导向的导向机构，所述导向机构包括第一辊组41和第二辊组42，该第一辊组41和第二辊组42相垂直设置，对绳索进行定位；所述第一辊组41由两根平行设置的第一导向辊411构成，两根第一导向辊411之间设有供绳索穿过的间隙；所述第二辊组42由两根平行设置的第二导向辊421构成，并且供绳索折绕的第二导向辊421上可转动套设有轴套422，并且轴套422与另一个第二导向辊421之间设有供绳索穿过的间隙，该轴套422的外径大于所有导向辊的外径，增加了绳索的折弯半径，减少绳索的损坏，对于钢制绳索尤其明显，也降低了绳索的折弯受力，绳索收放更加顺畅.
56.参考图3，在一些实施例中，以与轮毂轴线重合的平面作为第一基准面，以该第一基准面作离心减速机构的截面，在此截面上，远离使用者一侧的第一导向辊的轴线与远离使用者一侧的支板的距离为l1，远离使用者一侧的第一导向辊的轴线与靠近使用者一侧的支板的距离为l2，其中l1:l2为1:1.5-1.8；优选的，l1:l2为1:1.6-1.7；最优的，l1:l2为1:1.72；通过限定l1与l2的关系，控制绳索由缓降器拉出位置与使用者之间的间距，减小使用者在下降时的倾斜角度，进而保证使用者携带缓降器10下降时平衡性。
57.参考图8，在一些实施例中，将侧板15的直径设为d1，轴套的直径设为d2，以垂直于轮毂轴线的平面为第二基准面，以轴套轴线在第二基准面上的投影点为第一基准点c1，以轮毂轴线在第二基准面上的投影点为第二基准点c2，其中c1与c2连线的长度为l3,(0.54-0.6)*(d1 d2)》l3》0.5(d1 d2)；优选的，(0.56-0.58)*(d1 d2)》l3》0.5(d1 d2)；最优的，
0.57*(d1 d2)》l3》0.5(d1 d2)；在保证绳索折弯半径的同时，减小导向机构与轮毂12之间的距离，使得结构紧凑，从而减小缓降器10整体所占的空间。
58.参考图15，在一些实施例中，所述第二导向辊421的两端分别与支板111可转动连接，第一导向辊411组通过安装座412安装于两个支板111之间，该安装座412由两个形状相同的分部4121首尾连接构成，并通过紧固螺钉固定，第一导向辊411安装于两个分部4121之间，从而使得第二导向辊421与第一导向辊411垂直，对绳索进行限位，并且此安装方式下第一、第二导向辊安装便捷。
59.参考图11，在一些实施例中，所述轮毂12的两侧安装有侧板15，所述侧板15与所述轮毂12外壁构成线槽，所述绳索缠绕在线槽中，方便绳索收放缠绕，并对缠绕于轮毂12上的绳索进行限位；所述轮毂12上还设置固定绳索端部的固定槽121，方便绳索固定连接。
60.在一些实施例中，所述绳索为钢丝、尼龙、塑料或碳纤维材料制成，所述绳索外包裹有防火层或添加防火材料制成。本实施例为钢丝。所述绳索经过防火处理，能够耐1000度以上高温，提高安全性。
61.参考图12，在一些实施例中，其中一侧的支板111上安装有背包板16，该背包板16上安装有多个可与背包或背带连接的连接孔161，连接方式简单。
62.参考图12，在一些实施例中，远离背包板16的一侧支板111上安装有刹车装置51，该刹车装置51为购买得到，其结构不再赘述，所述刹车装置51与侧板15配合以制动轮毂12，从而使用者在下降至无危险的楼层高度后，可通过刹车装置51限制轮毂12的转动，进而快速逃生。其中远离背包板16的一侧支板111上安装有与刹车装置51的电连接的蓄电池52，用于为刹车装置51供电。
63.参考图13和图14，在一些实施例中，远离背包板16的一侧支板111上还安装有与主轴21相关联以驱动主轴21转动的驱动机构60，进而通过主轴21通过传动机构30带动轮毂12转动以回收绳索，使得缓降器10恢复到初始状态，方便重复利用；所述驱动机构60包括第一锥齿轮61、第二锥齿轮62、传动机箱63、电机64及电机座65；所述第一锥齿轮61套设于主轴21，且与主轴21通过键连接以止转配合；所述第二锥齿轮62与第一锥齿轮61啮合，且与电机64的输出轴连接；所述第一锥齿轮61的外径大于第二锥齿轮62的外径，从而使得主轴21获得更高的转速，保证轮毂12回收绳索的效率；所述传动机箱63安装于支板111上，并与支板111合围成传动腔，对第一、第二锥齿轮进行保护，所述电机64的输出轴至少部分伸入传动腔内与第二锥齿轮62连接；所述电机座65安装于支板111上，用于固定电机64；其中蓄电池52安装于支板111或电机64上，该蓄电池52分别同时为刹车装置51和电机64供电。
64.参考图15，在一些实施例中，蓄电池52的质量设为m1,刹车装置51的质量设为m2，以垂直于轮毂12轴线的平面为第二基准面，以与轮毂12轴线相交且竖直的直线为第一基准线r1，以能完全包覆蓄电池52的最小球面的中心在第二基准面上的投影点为e1，e1至第一基准线r1的垂直距离为l4，以能完全包覆刹车装置51的最小球面的中心在第二基准面上的投影点为e2，e2至第一基准线r1的垂直距离为l5，其中m1*l4＝(0.8-1.2)m2*l5，优选的，m1*l4＝(0.9-1.1)m2*l5，最优的，m1*l4＝m2*l5；通过设置蓄电池52和刹车装置51的安装位置，使得蓄电池52和刹车装置51因偏离轮毂12轴线产生的力矩相互抵消，提高缓降器整体的平衡性。
65.参考图16，当缓降器整体处于倾斜状态时，以经过主轴轴线r0且竖直设置的平面
为第三基准面，以能完全包覆蓄电池52的最小球面的中心在第三基准面上的投影点为e3，以能完全包覆刹车装置51的最小球面的中心在第三基准面上的投影点为e4，以轮毂轴线在第三基准面上的投影与e3e4连线的交点为e5，以经过e5且水平的直线为第二基准线r2，e3至第二基准线r2的垂直距离为l6，e4至第二基准线r2的垂直距离为l7，其中m1*l6＝(0.8-1.2)m2*l6，优选的，m1*l6＝(0.9-1.1)m2*l7，最优的，m1*l6＝m2*l7；通过设置蓄电池52和刹车装置51的安装位置，调整缓降器在使用时的倾斜角度，且提高缓降器整体的平衡性。
66.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。