專利名稱：基于液壓阻尼的高樓緩降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從高樓釋放重物或用于人員從高樓逃生的裝置，尤其涉及一種基 于液壓阻尼的高樓緩降裝置。
背景技術(shù)：
目前，高層建筑上一般都配備有高樓緩降裝置，常用于從高樓釋放重物或者用于 發(fā)生火災(zāi)時方便人員從高樓逃生。用于逃生的高樓緩降裝置其設(shè)計關(guān)鍵在于需要保證逃生 效率和人員的安全性，故其中應(yīng)盡可能減少電氣控制裝置以提高其安全性，通常是通過巧 妙利用機構(gòu)進行特殊設(shè)計來提高裝置的逃生效率和安全性。現(xiàn)有的用于逃生的高樓緩降裝 置，按原理可分為以下幾類
1、摩擦類一般通過摩擦裝置將人的重力轉(zhuǎn)化為與重力平衡的摩擦阻力，實現(xiàn)人的勻 速下降。此類機構(gòu)的優(yōu)點是機構(gòu)簡單，制造安裝簡易，調(diào)試方便；但由于摩擦裝置容易失效， 穩(wěn)定性比較差。2、棘輪類通過棘輪裝置的棘輪和棘爪之間的間歇性沖擊實現(xiàn)對人下降速度的控 制。此類機構(gòu)的優(yōu)點是不易出現(xiàn)失控加速下降的情況，但是容易發(fā)生卡死現(xiàn)象，而且棘輪機 構(gòu)的單向性使裝置的逃生效率低。3、液壓類一般通過液壓裝置利用液壓阻尼力來平衡人下降的重力。但是現(xiàn)有用 于逃生的高樓緩降裝置中的液壓裝置工作時，其內(nèi)部液壓油體積改變，會產(chǎn)生空程或者卡 死現(xiàn)象；與液壓裝置配合的內(nèi)部凸輪的輪廓是正六邊形或偏心圓，凸輪轉(zhuǎn)動時導(dǎo)致液壓裝 置不能平穩(wěn)提供阻尼力，降低了機構(gòu)的穩(wěn)定性。上述列舉的機構(gòu)，均不能實現(xiàn)調(diào)速功能，而且不能通過調(diào)節(jié)裝置來使之適應(yīng)不同 重力的人或物，另外上述機構(gòu)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種 結(jié)構(gòu)簡單緊湊、穩(wěn)定性好、效率高、安全可靠、加工及裝配簡單、維護成本低且適用范圍廣的 基于液壓阻尼的高樓緩降裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，包括主軸、繩索和內(nèi)凸輪，所述內(nèi)凸輪裝設(shè)于主軸 上，所述繩索繞設(shè)于內(nèi)凸輪的外圓柱面上，其特征在于所述內(nèi)凸輪內(nèi)設(shè)有液壓缸，所述液 壓缸的活塞桿由所述內(nèi)凸輪的凸輪壁驅(qū)動伸縮，所述液壓缸連有可調(diào)節(jié)活塞桿伸縮速度的 阻尼油路。作為本發(fā)明的進一步改進
所述凸輪壁呈對稱阿基米德螺旋線狀布置。所述液壓缸包括缸體、穿設(shè)于缸體的活塞桿以及設(shè)于所述活塞桿中部的活塞，所 述活塞將缸體內(nèi)部分為第一油腔和第二油腔，所述第一油腔和第二油腔通過所述阻尼油路連通，所述活塞桿保持至少一端與所述凸輪壁相連。所述阻尼油路上設(shè)有節(jié)流閥。所述節(jié)流閥處設(shè)有一帶重量等級指示的刻度盤。所述主軸為空心軸，所述主軸的一端設(shè)有軸端蓋，所述缸體及所述阻尼油路均裝 設(shè)于所述主軸的空腔中，所述節(jié)流閥的操作端穿過并伸出所述軸端蓋，所述刻度盤套設(shè)于 節(jié)流閥的操作端并固定于所述軸端蓋上。所述活塞桿的兩端均連接有小軸，所述小軸上設(shè)有與所述凸輪壁接觸的滾輪，所 述小軸與所述主軸平行布置。所述內(nèi)凸輪通過主軸承支承于主軸上，并通過裝設(shè)于內(nèi)凸輪兩側(cè)的通端蓋軸向定 位。所述繩索設(shè)有兩根，所述兩根繩索旋向相反地繞設(shè)在所述內(nèi)凸輪的外圓柱面上。所述繩索上設(shè)有救生裝備或重物吊具。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、本發(fā)明的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，采用內(nèi)凸輪驅(qū)動液壓缸的結(jié)構(gòu)，通過在液 壓缸的油路上連接阻尼油路實現(xiàn)繞繩和緩降的功能，人員從高樓逃生或者重物從高樓釋放 時，通過重力帶動繩索拉動內(nèi)凸輪轉(zhuǎn)動，從而使內(nèi)凸輪的凸輪壁驅(qū)動液壓缸的活塞桿做往 返伸縮運動，同時阻尼油路產(chǎn)生減緩活塞桿伸縮速度的液壓阻尼力，通過調(diào)節(jié)阻尼油路使 活塞桿受到的液壓阻尼力與凸輪壁提供的驅(qū)動力基本平衡，使人或重物基本處于勻速下降 狀態(tài)，實現(xiàn)高樓緩降的目的，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、逃生效率高。2、本發(fā)明的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，凸輪壁呈對稱阿基米德螺旋線狀布 置，活塞桿保持至少一端與凸輪壁相連，液壓缸的兩個油腔通過阻尼油路連通，內(nèi)凸輪轉(zhuǎn)動 一圈剛好使活塞桿完成一次伸縮行程，在整個伸縮行程中阻尼油路提供的液壓阻尼力都能 傳遞到活塞桿上，保證運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免空程或者卡死現(xiàn)象，且裝置結(jié)構(gòu)緊湊、加工及裝配簡 單、維護成本低。3、本發(fā)明的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，在阻尼油路上設(shè)置節(jié)流閥，在節(jié)流閥 上設(shè)置帶重量等級指示的刻度盤，通過理論計算及實驗，在刻度盤上設(shè)置相應(yīng)重量等級刻 度，使用時可根據(jù)不同重量等級的人員或重物設(shè)置油路流量，以調(diào)節(jié)下降的速度，使用更方 便、適用范圍更廣、安全系數(shù)更高。4、本發(fā)明的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，繩索的數(shù)量為兩根，兩根繩索旋向相 反地繞設(shè)在內(nèi)凸輪的外圓柱面上，一根繩索隨著內(nèi)凸輪的轉(zhuǎn)動釋放重物或人員時，另一根 旋向相反的繩索同步反向纏繞于內(nèi)凸輪的外圓周上，當(dāng)被釋放的重物或人員著地時，另一 根繩索回到相應(yīng)的高度，可用于釋放下一批重物或人員，這樣兩根繩索可以循環(huán)使用，可提 高重物釋放效率和人員逃生的效率。


圖1是本發(fā)明具體實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明具體實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖(去除繩索)； 圖3為圖2中A-A處的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；(凸輪壁作用于活塞桿上端) 圖4為凸輪壁作用于活塞桿下端的工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3中B-B處的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明具體實施例的液壓缸工作原理示意圖； 圖7為本發(fā)明具體實施例的刻度盤盤面示意圖。圖例說明
1、主軸；11、軸端蓋；2、繩索；3、內(nèi)凸輪；31、凸輪壁；4、液壓缸；41、阻尼油路；42、節(jié)流 閥；43、刻度盤；44、液缸壓板；45、缸體；46、活塞桿；47、活塞；48、第一油腔；49、第二油腔； 5、小軸；51、接頭；6、滾輪；7、主軸承；8、通端蓋。
具體實施例方式以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，包括主軸 1、繩索2和內(nèi)凸輪3，內(nèi)凸輪3裝設(shè)于主軸1上，繩索2繞設(shè)于內(nèi)凸輪3的外圓柱面上，內(nèi)凸 輪3內(nèi)設(shè)有液壓缸4，液壓缸4的活塞桿46由內(nèi)凸輪3的凸輪壁31驅(qū)動伸縮，液壓缸4連 有可調(diào)節(jié)活塞桿46伸縮速度的阻尼油路41。本發(fā)明的高樓緩降裝置通過重力帶動繩索2 拉動內(nèi)凸輪3轉(zhuǎn)動，從而使內(nèi)凸輪3的凸輪壁31驅(qū)動液壓缸4的活塞桿46做往返伸縮運 動，同時阻尼油路41產(chǎn)生減緩活塞桿46伸縮速度的液壓阻尼力，通過調(diào)節(jié)阻尼油路41使 活塞桿46受到的液壓阻尼力與凸輪壁31提供的驅(qū)動力基本平衡，使人或重物基本處于勻 速下降狀態(tài)，實現(xiàn)高樓緩降的目的。如圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，凸輪壁31呈對稱阿基米德螺旋線狀布置， 液壓缸4包括缸體45、穿設(shè)于缸體45的活塞桿46以及設(shè)于活塞桿46中部的活塞47，活塞 47將缸體45的內(nèi)部分為第一油腔48和第二油腔49，第一油腔48和第二油腔49通過阻尼 油路41連通，活塞桿46保持至少一端與凸輪壁31相連，活塞桿46在相對的兩個方向上的 伸縮行程相等，內(nèi)凸輪3轉(zhuǎn)動一圈剛好使活塞桿46完成一次伸縮行程，在整個伸縮行程中 阻尼油路41提供的液壓阻尼力都能傳遞到活塞桿46上，保證運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免空程或者卡死 現(xiàn)象。如圖1、圖3、圖4、圖5和圖7所示，本實施例中，主軸1為空心軸，主軸1的一端設(shè) 有軸端蓋11，缸體45及阻尼油路41均裝設(shè)于主軸1的空腔中，缸體45外側(cè)裝設(shè)有液缸壓 板44，缸體45通過該液缸壓板44與主軸1固定，液壓缸4的活塞桿46穿出主軸1與凸輪 壁31相連，阻尼油路41上設(shè)有節(jié)流閥42，可以用于調(diào)節(jié)阻尼油路41中的液壓油的流量，節(jié) 流閥42處設(shè)有一帶重量等級指示的刻度盤43，節(jié)流閥42的操作端穿過并伸出軸端蓋11， 刻度盤43套設(shè)于節(jié)流閥42的操作端并固定于軸端蓋11上，使用時可根據(jù)不同重量等級的 人員或重物設(shè)置阻尼油路41的流量。在測試時，可依次用30KG 80KG重物進行實驗，使 其按預(yù)期設(shè)定人的安全降落速度下落，根據(jù)測試結(jié)果在刻度盤43上標(biāo)示出相應(yīng)刻度。實際 使用時，人員可以通過自身的體重在刻度盤43上設(shè)定其檔位，進行逃生；體重在兩檔位之 間者，選擇較大檔位，以保證安全下降。如圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，活塞桿46的兩端均通過接頭51連接有小 軸5，小軸5與主軸1平行布置，小軸5上設(shè)有與凸輪壁31接觸的滾輪6，滾輪6可減小凸 輪壁31的磨損，延長本裝置的使用壽命。內(nèi)凸輪3通過主軸承7支承于主軸1上，且通過 安裝于內(nèi)凸輪3兩側(cè)的通端蓋8軸向定位。
如圖1所示，本實施例中，繩索2數(shù)量為兩根，兩根繩索2旋向相反地繞設(shè)在內(nèi)凸 輪3的外圓柱面上，繩索2上設(shè)有救生裝備或重物吊具，可以是救生衣、救生籠或掛鉤等。當(dāng) 一根繩索2隨著內(nèi)凸輪3的轉(zhuǎn)動釋放重物或人員時，另一根旋向相反的繩索2同步反向纏 繞于內(nèi)凸輪3的外圓周上，當(dāng)被釋放的重物或人員著地時，另一根繩索2回到相應(yīng)的高度， 可用于釋放下一批重物或人員，兩根繩索2可以循環(huán)使用，使高樓緩降裝置能不間斷地釋 放重物或下降人員，可提高重物釋放效率和人員逃生的效率。本實施例的高樓緩降裝置用于高樓逃生時，先將逃生人員通過救生裝備固定在繩 索2上，根據(jù)該逃生人員的體重將節(jié)流閥42調(diào)節(jié)到刻度盤43上對應(yīng)的重量級處，再從高處 將逃生人員放下，在逃生人員下降的過程中繩索2拉動內(nèi)凸輪3轉(zhuǎn)動，呈對稱阿基米德螺旋 線曲線狀的凸輪壁31驅(qū)動活塞桿46做往返伸縮運動，導(dǎo)致活塞47擠壓第一油腔48或第 二油腔49內(nèi)的液壓油在阻尼油路41進行往返流動，如圖6所示，液壓油流動過程中在油腔 與阻尼油路41的接口處、以及在節(jié)流閥42內(nèi)(如圖6中C處所示)產(chǎn)生局部能量損失，在阻 尼油路41中(如圖6中D處所示)產(chǎn)生沿程能量損失，從而對活塞桿46的伸縮運動形成液 壓阻尼力，以平衡活塞桿46所受到的驅(qū)動力F，使內(nèi)凸輪3的轉(zhuǎn)速減慢、逃生人員的下降速 度減緩。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施 例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾應(yīng)視為本發(fā)明的保護 范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，包括主軸(1)、繩索(2)和內(nèi)凸輪(3)，所述內(nèi) 凸輪(3)裝設(shè)于主軸(1)上，所述繩索(2)繞設(shè)于內(nèi)凸輪(3)的外圓柱面上，其特征在于所 述內(nèi)凸輪(3)內(nèi)設(shè)有液壓缸(4)，所述液壓缸(4)的活塞桿(46)由所述內(nèi)凸輪(3)的凸輪壁 (31)驅(qū)動伸縮，所述液壓缸(4)連有可調(diào)節(jié)活塞桿(46)伸縮速度的阻尼油路(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述凸輪壁 (31)呈對稱阿基米德螺旋線狀布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述液壓缸 (4)包括缸體(45)、穿設(shè)于缸體(45)的活塞桿(46)以及設(shè)于所述活塞桿(46)中部的活塞(47)，所述活塞(47)將缸體(45)內(nèi)部分為第一油腔(48)和第二油腔(49)，所述第一油腔(48)和第二油腔(49)通過所述阻尼油路(41)連通，所述活塞桿(46)保持至少一端與所述 凸輪壁(31)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述阻尼油路(41)上設(shè)有節(jié)流閥(42)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述節(jié)流閥(42)處設(shè)有一帶重量等級指示的刻度盤(43)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述主軸(1) 為空心軸，所述主軸(1)的一端設(shè)有軸端蓋(11)，所述缸體(45)及所述阻尼油路(41)均裝 設(shè)于所述主軸(1)的空腔中，所述節(jié)流閥(42)的操作端穿過并伸出所述軸端蓋(11)，所述 刻度盤(43)套設(shè)于節(jié)流閥(42)的操作端并固定于所述軸端蓋(11)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述活塞桿 (46)的兩端均連接有小軸(5)，所述小軸(5)上設(shè)有與所述凸輪壁(31)接觸的滾輪(6)，所 述小軸(5)與所述主軸(1)平行布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述內(nèi)凸輪 (3)通過主軸承(7)支承于主軸(1)上，并通過裝設(shè)于內(nèi)凸輪(3)兩側(cè)的通端蓋(8)軸向定 位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于 所述繩索(2)設(shè)有兩根，所述兩根繩索(2)旋向相反地繞設(shè)在所述內(nèi)凸輪(3)的外圓柱面 上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，其特征在于所述繩索(2) 上設(shè)有救生裝備或重物吊具。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于液壓阻尼的高樓緩降裝置，包括主軸、繩索和內(nèi)凸輪，所述內(nèi)凸輪裝設(shè)于主軸上，所述繩索繞設(shè)于內(nèi)凸輪的外圓柱面上，所述內(nèi)凸輪內(nèi)設(shè)有液壓缸，所述液壓缸的活塞桿由所述內(nèi)凸輪的凸輪壁驅(qū)動伸縮，所述液壓缸連有可調(diào)節(jié)活塞桿伸縮速度的阻尼油路。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、穩(wěn)定性好、效率高、安全可靠、加工及裝配簡單、維護成本低、適用范圍廣等優(yōu)點。
文檔編號A62B1/12GK102068771SQ20111002238
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者崔紅娟, 張匯泉, 羅強峻, 蘇劍彬, 董培濤, 袁林, 辛瑜, 陶溢 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)