專利名稱：能變換軌道的高樓逃生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高樓逃生裝置，其采用機電一體系統(tǒng)工程中的自動控制，特別是 采用純機械伺服來直接控制速度。
背景技術(shù)：
在已知的高樓逃生的裝置中，國家專利局公示35種裝置各有所長，但有的結(jié)構(gòu)過 于復(fù)雜，有的可靠性差或者疏散能力有限，大多是掛鉤滑槽類的，只針對單人使用，并且需 要專門培訓(xùn)方可使用，效率低下，而對大量的快速有效的輸送人員的逃生艙很少。同時已知 的逃生裝置沒有任何一套能滿足下行疏散人員也能上行運載搶險人員的。已知的大型快速 逃生裝置如2006年1月4日公告的中國專利公報第1714885號中披露之一典型裝置由很 多對“L”形構(gòu)件在頂端通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向組合成逃生艙，并通過一內(nèi)置有控制導(dǎo)流孔流量的液 壓油缸來實現(xiàn)速度控制。在實際中這種裝置容易出現(xiàn)偏差，可操作性和可控性不理想。而 且其緩降減速能力非常有限，只能供人少時用。因此需要發(fā)展一種成本低，承載能力強， 可靠且快速運行機能和安全逃生空間的逃生器。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有的逃生器在運行可靠性和速度控制上的缺陷，本發(fā)明提供了一種帶伺 服控制速度的逃生裝置，是通過油缸腔體內(nèi)壓力的大小來確定閥門開合度來調(diào)整流量，控 制其速度的衡速器，以往這種伺服系統(tǒng)大多都是通過復(fù)雜的電子系統(tǒng)來完成的，本裝置的 衡速器采用壓力的變化來調(diào)整其液壓油流量維持流量不變的純機械的伺服系統(tǒng)，有效的 提高了運行速度的平穩(wěn)和可靠性。而本裝置的軌道并軌器(2)則能保證單體轎廂(4)在運 行時始終處于垂直位置，不會因為需要掉頭轉(zhuǎn)向而出現(xiàn)轎廂翻滾的情況。同時由于安裝了 永磁同步電機(33)能在需要上行載人時提供動力支持，而在正常情況下將下行動力轉(zhuǎn)為 電力儲存在蓄電池內(nèi)。本裝置解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是每個“工”字型環(huán)形軌道(8)上下兩 端各有一個鏈輪(14)和一個軌道并軌器(2)，環(huán)繞兩鏈輪鋪設(shè)有與該軌道平行的柔性環(huán)形 鏈條(6)，上下兩個軌道并軌器(2)相向?qū)ΨQ安裝，各自與端部的鏈輪(14)的距離就是單體 轎廂(4)的高度，上端的鏈輪(14)通過曲柄軸(28)和衡速器連接，兩個對稱布置的單體轎 廂⑷在兩個縱向并列平行的“工”字型環(huán)形軌道⑶中間滑行，單體轎廂⑷的上部兩 端有兩個上滑靴(3)，底部兩端有兩個下滑靴(17)，單體轎廂通過此四個滑靴支撐在“工” 字型環(huán)形軌道(8)上，縱向并列的兩“工”字型環(huán)形軌道(8)和兩對稱布置單體轎廂(4)以 及軌道并軌器(2)和衡速器形成一個獨立工作系統(tǒng)，也可將兩獨立工作系 統(tǒng)成平面對稱布 置，通過兩傳動齒輪(32)以同步運動方式合成一組合工作系統(tǒng)，運行中實現(xiàn)將單體轎廂 (4)組合為雙體轎廂。在下行的過程中，一方面將空載的單體轎廂(4)通過鏈條(6)的聯(lián) 動返回原地，為下次循環(huán)運行而快速進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，另一方面驅(qū)動頂部與鏈輪(14)同軸 連接的永磁同步電機(33)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能，經(jīng)過整流器和蓄電池等將機械能轉(zhuǎn)化為電能并加以儲備。蓄電池內(nèi)儲備的電力則為緊急情況時為上行運載搶險人員時提供電能支援。本 裝置的單體轎廂(4)運行狀態(tài)始終保持垂直不變，當(dāng)運行到頂部遇到需要掉頭時，通過軌 道并軌器(2)實現(xiàn)單體單體轎廂(4)的平移和并 軌運行，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的翻滾旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)其掉頭 轉(zhuǎn)向運動。本裝置的運行速度是通過是由位于鏈輪(14)上端的衡速器完成。通過衡速器 的主油缸(19)內(nèi)腔壓力的變化而改變雙向蝶閥(25)閥門的開合度調(diào)整流量來直接控制其 運行速度的。單體轎廂(4)的載荷發(fā)生多么大的變化，都能保證其運行速度維持在一定的 范圍內(nèi)平穩(wěn)運行。


圖1為高樓逃生裝置正視圖，圖2為高樓逃生裝置的軌道并軌器(2)剖面圖，圖3 為高樓逃生裝置的軸測圖，圖4高樓逃生裝置的俯視圖，圖5為高樓逃生裝置的衡速器的剖 面圖，圖6為裝配圖。圖中(1)掛鉤，⑵軌道并軌器，⑶上滑靴，⑷單體轎廂，(5)鎖鉤，(6)鏈條，橫向推桿，(8)“工”字型環(huán)形軌道，(9)凸輪，(10)移動直行軌道，(11)推桿滑套，(13) 圓弧軌道，(14)鏈輪，(15)固定圓弧軌道，(16)移動圓弧軌道，(17)下滑靴，(18)復(fù)位彈 簧，(19)主油缸，(20)副油缸，(21)主活塞，(22)副活塞桿，(23)齒條，(24)副活塞，(25) 雙向蝶閥，(27)主活塞桿，(28)曲柄軸，(29)齒輪，(30)復(fù)位彈簧，(31)油管，(32)傳動齒 輪，(33)永磁同步電機。
具體實施例方式本高樓逃生裝置基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是“工”字型環(huán)形軌道(8)，“工”字型環(huán)形軌道(8)上下 兩端有鏈輪(14)，環(huán)繞兩鏈輪鋪設(shè)有與該軌道平行的柔性環(huán)形鏈條(6)，用于帶動單體轎 廂(4)。兩個縱向并列平行的“工”字型環(huán)形軌道(8)中間有兩個對稱布置的單體轎廂(4)， 每個單體轎廂(4)是由分布在轎廂靠近環(huán)形軌道一側(cè)的頂部兩端的兩個上滑靴(3)和底部 兩端的兩個下滑靴(17)支撐在兩個縱向并列的“工”字型環(huán)形軌道(8)上，并能在四個滑 靴的引導(dǎo)下在軌道上移動。本高樓逃生裝置能實現(xiàn)無動力運行，在無動力運行狀態(tài)下，由乘 員體重和單體轎廂(4)自重予以載人的單體轎廂(4)下行動力?？v向并列的兩個“工”字 型環(huán)形軌道(8)，鏈輪(14)，鏈條(6)和單體轎廂(4)以及軌道并軌器(2)和衡速器構(gòu)成一 單組獨立工作系統(tǒng)。當(dāng)兩個單組獨立工作系統(tǒng)成平面對稱布置時，又構(gòu)成了一個組合工作 系統(tǒng)，通過兩傳動齒輪(32)連接可兩組組合使用，如圖6所示，兩組組合使用時，單體 轎廂(4)在運行至“工”字型環(huán)形軌道頂端時通過軌道并軌器(2)組合為聯(lián)通的雙體轎廂。 雙體轎廂在運行至環(huán)形軌道下部時，同樣通過位于下端的軌道并軌器(2)平移分解雙體轎 廂成單體轎廂(4)分別從兩路上行返回。單組獨立工作時，同樣能完成單體轎廂(4)連續(xù) 循環(huán)運行。本裝置的“工”字型環(huán)形軌道(8)由兩平行的直線軌道和兩圓弧軌道(13)組成為 一封閉腰圓形?！肮ぁ弊中铜h(huán)形軌道(8)上實現(xiàn)單體轎廂(4)的軌道變換和平移的的組合構(gòu) 件叫軌道并軌器(2)。每個“工”字型環(huán)形軌道(8)上安裝有兩個軌道并軌器(2)，上下兩個 軌道并軌器⑵相向?qū)ΨQ安裝，各自與端部的鏈輪(14)的距離就是單體轎廂⑷的高度， 并且靠鏈輪(14)的驅(qū)動完成其并軌，如圖1，圖3，圖4和圖6所示，兩單體轎廂(4)運行都始終保持的垂直姿態(tài)，以平移方式代替了翻滾的轉(zhuǎn)向運動，用并軌實現(xiàn)掉頭。軌道并軌 器(2)的構(gòu)造由圖2所示軌道并軌器(2)的下半部分是一個帶雙斜滑槽的凸輪(9)，凸輪 (9)上的這一對斜滑槽分別由三段直線構(gòu)成“S”形，并且左右對稱分布在凸輪(9)上；凸輪 (9)上方有一復(fù)位彈簧(18)，下方有一掛鉤(1)。凸輪左右的兩個橫向推桿(7)在推桿滑套 (11)內(nèi)水平往復(fù)運動。軌道并軌器(2)的上半部分是一固定圓弧軌道(15)，固定圓弧軌道 (15)的下方有左右布置的兩個移動圓弧軌道(16)，兩移動圓弧軌道(16)與固定圓弧軌道 (15)在運動過程中是能夠組成一半圓形的，且半圓的直徑與圓弧軌道(13)的直徑相同；兩 移動圓弧軌道(16)外側(cè)各有一移動直行軌道(10)，左側(cè)布置的移動 圓弧軌道(16)與移動 直行軌道(10)由鋼板連為一體，右側(cè)布置的移動圓弧軌道(16)與移動直行軌道(10)由 另一鋼板連為一體。兩鋼板各自與左、右兩橫向推桿(7)對應(yīng)連接，移動圓弧軌道(16)的 高度與移動直行軌道(10)的長度相等；并且移動直行軌道(10)與左右兩橫向推桿(7)的 軸線互為垂直，橫向推桿(7)另外一端是一個與橫向推桿(7)彎成垂直的短軸，兩短軸分 別鑲嵌在凸輪(9)的兩斜滑槽內(nèi)滑動，即左邊的橫向推桿(7)的垂直短軸在凸輪(9)左邊 的斜滑槽內(nèi)滑行，右邊的橫向推桿⑵的垂直短軸在凸輪(9)右邊的斜滑槽內(nèi)滑行；“工” 字型環(huán)形軌道(8)在軌道并軌器(2)的地方是有一段缺口的，該缺口的大小和移動直行軌 道(10)的長度相當(dāng)。軌道并軌器(2)的運動機制是這樣的無轎廂通過時，凸輪(9)在復(fù) 位彈簧(18)作用下處于最下方位置，此時橫向推桿(7)上的短軸在聯(lián)動作用下處在凸輪 (9)的兩個滑槽間距最窄的那一段。這時移動直行軌道(10)在橫向推桿(7)的作用下處于 缺口位置并對接連通“工”字型環(huán)形軌道(8)。當(dāng)向上運行的單體轎廂(4)的上滑靴(3)滑 過缺口后，單體轎廂(4)上下各裝有一個撞塊樣的鎖鉤(5)，上行時正好讓第一個滑靴通過 時就使上面的鎖鉤(5)勾上了凸輪(9)的掛鉤(1)，于是就帶著凸輪(9)就立即向上運動。 在上滑靴(3)即將進(jìn)入“工”字型環(huán)形軌道(8)上端的圓弧軌道(13)時，凸輪(9)向上運 動帶動短軸運行在凸輪(9)的兩個滑槽間距最寬的那一段，這時橫向推桿(7)就由中間向 外運行伸出在最高點位置，這時就將移動直行軌道(10)推離對接連通“工”字型環(huán)形軌道
(8)的位置，并使兩移動圓弧軌道(16)的下端就與“工”字型環(huán)形軌道(8)的缺口下端對 接連通，移動圓弧軌道(16)上端與固定圓弧軌道(15)連成一半圓。讓單體轎廂(4)的下 滑靴(17)順利滑入，就這樣在上下滑靴的作用下，實現(xiàn)直行的單體轎廂(4)平行轉(zhuǎn)移。在 下滑靴(17)滑過由移動圓弧軌道(16)與固定圓弧軌道(15)組成的半圓后，掛鉤(1)與鎖 鉤(5)分離。然后復(fù)位彈簧(18)將移動直行軌道(10)推至缺口處與“工”字型環(huán)形軌道 連通使上滑靴(3)通過。完成一個使單體轎廂(4)從“工”字型環(huán)形軌道(8) —側(cè)平移至 另一側(cè)的運動。當(dāng)轎廂向下運動時，下滑靴(17)先經(jīng)過下端軌道并軌器(2)的移動直行軌 道(10)，同時單體轎廂(4)下端的鎖鉤(5)帶動凸輪(9)向下運動，使上滑靴(3)通過移 動圓弧軌道和固定圓弧軌道移回“工”字型環(huán)形軌道(8)的這一側(cè)。本裝置的永磁同步電機(33)的電機軸與上端鏈輪(14)同軸連接，永磁同步電機 (33)連接有整流器，整流器連接一蓄電池，即軸的一端是鏈輪(14)，另一端則是永磁同步 電機。因為我們常用的永磁同步電機(33)的特點是在有電力供應(yīng)時它是一個電動機，沒有 電力供應(yīng)有旋轉(zhuǎn)力矩時就是一臺很好的發(fā)電機。所以只要下行載人時都能通過永磁同步電 機(33)將機械能轉(zhuǎn)換成電能，再經(jīng)過整流器和蓄電池等并加以儲備。上行運載搶險人員 時如果外部電力供應(yīng)中斷，就能通過蓄電池驅(qū)動永磁同步電機(33)來提供動力源。當(dāng)然除了通過永磁同步電機(33)對蓄電池充電外，平時還能通過外部電網(wǎng)對蓄電池進(jìn)行充電，維持充足的蓄電池的電能。保證蓄電池的電能足以應(yīng)對突發(fā)性事情的出現(xiàn)，為轎廂上行提供 電力支持，完成轎廂一定的時間的上行載人應(yīng)急運行的電力供應(yīng)。
本裝置的速度控制是由衡速器來完成的，它位于該裝置的上端的鏈輪(14)上， 其結(jié)構(gòu)如圖5所示，衡速器的主油缸(19)的主活塞桿(27)通過曲柄軸(28)與鏈輪(14) 連接而緊緊的把握住單體轎廂(4)的運行速度，衡速器包括主油缸(19)，主活塞桿(27)， 副油缸(20)，副活塞桿(22)，復(fù)位彈簧(30)，油管(31)，齒輪(29)，齒條(23)，雙向蝶閥 (25)以及曲柄軸(28)。主油缸(19)兩端的腔體分別用管道(31)與副油缸(20)兩腔連 通，副油缸兩端都有伸出油缸外的副活塞桿(22)，兩副活塞桿(22)的端部分別與一齒條 (23)的兩個端部連接為一體，齒條(23)連接齒輪(29)。當(dāng)副油缸(20)的副活塞桿(22) 左右移動時，齒條(23)也會跟著移動，帶動齒輪(29)轉(zhuǎn)動；雙向蝶閥(25)與主油缸(19) 兩端用油管(31)連通，齒輪(29)與雙向蝶閥(25)的閥桿通過一根軸連為一體。衡速器的 主油缸(19) 一旦壓力變化，就通過副油缸(20)上副活塞桿(22)的移動來控制雙向蝶閥 (25)開合，改變主油缸(19)壓力油腔的液壓油向負(fù)壓油腔泄流的孔徑，通過液壓油流量 控制主油缸(19)內(nèi)主活塞(21)的運行速度，用這樣的方法來控制主油缸(19)內(nèi)主活塞 (21)的運行速度，再經(jīng)過主活塞桿(27)，曲柄軸(28)與鏈輪(14)的聯(lián)動就控制了單體轎 廂⑷在“工”字型環(huán)形軌道⑶的運行速度。當(dāng)主油缸(19)兩端的腔體內(nèi)壓力平衡相等 時，副油缸(20)的的副活塞桿(22)的副活塞(24)是處于中間位置，在副油缸(20)的 左右油腔內(nèi)分別各裝有一復(fù)位彈簧(30)，確保副活塞(24)處于中間位置，此時雙向蝶閥 (25)閥門處于最大的開度。當(dāng)單體轎廂(4)內(nèi)載荷出現(xiàn)時，在曲柄軸(28)的作用下主活塞 桿(27)開始運動，此時主油缸(19)兩端的腔體內(nèi)壓力發(fā)生變化，會通過油管(31)推動副 油缸(20)的副活塞桿(22)移動，這時就出現(xiàn)與副油缸(20)的副活塞桿(22)連接為一體 的齒條(23)的移動，帶動齒輪(29)轉(zhuǎn)動，最終轉(zhuǎn)動雙向蝶閥(25)的閥桿。即無論向左和 向右移動都是控制雙向蝶閥(25)向開度小的方向變化。當(dāng)主油缸(19)的右腔壓力大時副 油缸(20)右腔的壓力也跟著增加，副活塞(24)和副活塞桿(22)也就隨著向左移動，帶 動齒條(23)的左移動而推動動齒輪(29)的旋轉(zhuǎn)，從而控制與齒輪(29)連成一體的雙向 蝶閥(25)的旋轉(zhuǎn)的角度來調(diào)控主油缸(19)壓力油腔內(nèi)液壓油向負(fù)壓油腔排出的速度。通 過這種用壓力的變化來調(diào)整其液壓油流量維持高樓逃生裝置運行速度在一恒定范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高樓逃生裝置,它包括軌道并軌器(2)，單體轎廂(4)，鏈條(6)， 兩個“工”字型環(huán)形軌道(8)，鏈輪(14)，上滑靴(3)，下滑靴(17)，永磁同步電機(33)和衡速器，其特征是每個“工”字型環(huán)形軌道(8)上下兩端各有一個鏈輪(14)和一個軌道并軌器(2)，環(huán)繞兩鏈輪鋪設(shè)有與該軌道平行的柔性環(huán)形鏈條(6)，上下兩個軌道并軌器(2)相向?qū)ΨQ安裝，各自與端部的鏈輪(14)的距離就是單體轎廂(4)的高度，上端的鏈輪(14)通過曲柄軸(28)和衡速器連接，兩個對稱布置的單體轎廂(4)在兩個縱向并列平行的“工”字型環(huán)形軌道(8)中間滑行,單體轎廂(4)的上部兩端有兩個上滑靴(3)，底部兩端有兩個下滑靴(17)，單體轎廂通過此四個滑靴支撐在“工”字型環(huán)形軌道(8)上，縱向并列的兩“工”字型環(huán)形軌道(8)和兩對稱布置單體轎廂(4)以及軌道并軌器(2)和衡速器形成一個獨立工作系統(tǒng)，也可將兩獨立工作系統(tǒng)成平面對稱布置,通過兩傳動齒輪(32)以同步運動方式合成一組合工作系統(tǒng),運行中實現(xiàn)將單體轎廂(4)組合為雙體轎廂的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的高樓逃生裝置，其特征是“工”字型環(huán)形軌道(8)上的軌道并 軌器(2)包括掛鉤(1)、橫向推桿(7)、短軸、凸輪(9)、移動直行軌道(10)、推桿滑套(11)、 固定圓弧軌道(15)、移動圓弧軌道(16)、復(fù)位彈簧(18)，掛鉤⑴安裝在凸輪(9)的下側(cè)， 凸輪(9)位于軌道并軌器(2)的下半部分，凸輪(9)帶雙斜滑槽，這一對斜滑槽分別由三段 直線構(gòu)成“S”形，并且左右對稱分布在凸輪(9)上，凸輪(9)上方有一復(fù)位彈簧(18)，左右 兩個橫向推桿(7)在推桿滑套(11)內(nèi)運動，軌道并軌器(2)的上半部分中間一段為固定圓 弧軌道(15)，固定圓弧軌道(15)的下方有左右布置的兩個移動圓弧軌道(16)，兩移動圓 弧軌道(16)與固定圓弧軌道(15)在運動過程中是能夠組成一半圓形的，且半圓的直徑與 圓弧軌道(13)的直徑相同，兩移動圓弧軌道(16)外側(cè)各有一移動直行軌道(10)，左側(cè)布 置的移動圓弧軌道(16)和移動直行軌道(10)由一鋼板連為一體，右側(cè)布置的移動圓弧軌 道(16)和移動直行軌道(10)由另一鋼板連為一體，兩鋼板各自與左、右兩橫向推桿(7)對 應(yīng)連接，移動圓弧軌道(16)的高度與移動直行軌道(10)的長度相等，并且移動直行軌道 (10)與左右兩橫向推桿(7)的軸線互為垂直，橫向推桿(7)另外一端是一個與橫向推桿(7)彎成垂直的短軸，兩短軸分別鑲嵌在凸輪(9)的兩斜滑槽內(nèi)滑動，“工”字型環(huán)形軌道(8)在安裝軌道并軌器(2)的地方是有一段缺口的，該缺口的大小和移動直行軌道(10)的 長度相當(dāng)。
3.如權(quán)利要求1所述的高樓逃生裝置，其特征是衡速器包括主油缸(19)、副油缸 (20)、主活塞(21)、副活塞(24)、主活塞桿(27)、副活塞桿(22)、復(fù)位彈簧(30)、油管(31)、 齒輪(29)、齒條(23)、雙向蝶閥(25)、曲柄軸(28)，鏈輪(14)通過曲柄軸(28)連接主油缸 (19)的主活塞桿(27)，主油缸(19)左右兩腔分別用管道(31)與副油缸(20)兩腔連通， 副油缸兩端都有伸出油缸外的副活塞桿(22)，兩副活塞桿(22)的端部分別與一齒條(23) 的兩個端部連接為一體，齒條(23)與齒輪(29)連接，齒輪(29)與雙向蝶閥(25)的閥桿通 過一根軸連為一體，在副油缸(20)的左右油腔內(nèi)分別各裝有一復(fù)位彈簧(30)。
4.如權(quán)利要求1所述的高樓逃生裝置，其特征是永磁同步電機(33)的電機軸與上端 鏈輪(14)同軸連接，永磁同步電機(33)連接有整流器，整流器連接一蓄電池，只要下行載 人時都能通過永磁同步電機(33)將機械能轉(zhuǎn)換成電能，再經(jīng)過整流器和蓄電池等并加以 儲備，加上平時外部電網(wǎng)對蓄電池進(jìn)行充電，維持充足的蓄電池的電能，轎廂需要載人上行 時可由蓄電池電力供應(yīng)驅(qū)動永磁同步電機(33)運轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種能變換軌道的高樓逃生裝置，本裝置是一種帶軌道并軌器和衡速器的高樓逃生裝置，它包括“工”字型環(huán)形軌道，帶滑靴的單體驕廂，軌道并軌器和永磁同步電機，還包括通過曲柄軸與鏈輪連接的衡速器等。每兩個“工”字型環(huán)形軌道縱向并列安裝，用以安裝帶滑靴的單體轎廂，縱向并列的兩個“工”字型環(huán)形軌道及上面對稱安裝的單體轎廂構(gòu)成一獨立工作系統(tǒng)。每兩個獨立工作系統(tǒng)又能通過傳動齒輪連成組合工作系統(tǒng)，并能實現(xiàn)單體轎廂的組合和分解。單體轎廂載人運動過程中，在運行到上下兩端需要掉頭時，通過軌道并軌器實現(xiàn)平移掉頭，不會出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。衡速器則是實現(xiàn)用壓力的變化來調(diào)整其液壓油流量維持轎廂運行速度在一限定范圍內(nèi)。
文檔編號B66B9/00GK101987710SQ20101055611
公開日2011年3月23日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者王俊濤, 王蕾 申請人:王俊濤