专利名称：自适应电磁阻尼式高楼缓降器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种公共场所固定安装式高楼逃生设备，尤其涉及一种自适应电磁阻尼式高楼缓降器。
背景技术：
随着时代的发展，一座座高楼大厦拔地而起。体现了城市的进步。随着用地的越发紧张，都市中房屋建筑高层化已成为必然，而高楼的安全使用就成为一个非常重要的问题。比如发生灾难时，人们如何安全逃生的问题。现有技术中也有机械结构的缓降装置，人们可以利用缓降装置逃生自救，可是目前市场上的缓降器形式较为单一，一般都是通过缓降绳索带动主机内的行星轮减速机构运转与磨擦轮毂内的磨擦块产生磨擦作用，从而产生阻力，使重物下降速度减慢。与此同时，人们也有运用齿轮减速系统、液压阻尼系统、离心力原理、空气阻尼系统、速差式备用制动器等原理系统研制缓降器。内外缓降器的使用情况表明，避难者的理想降落速度为0. 9 lm/s。由此可见，现有的缓降装置一般都存在对操作人员体能、操作技巧要求高，不能连续使用，下降速度不稳定等问题。同时缓降器分别存在着问题行星轮减速机构、齿轮减速系统、速差式备用制动器此类机械阻尼易出现疲劳强度减弱、零件磨损、塑性变形等问题；而液压阻尼系统、空气阻尼系统都对设备精度要求十分之高，易受环境的影响。同时这类缓降装置都还存在着很多共同的缺点对使用者的体能、操作技巧要求高，适用人群范围窄，难以适用老幼病残者； 下降过程需要人工操作，且不能连续使用，下降速度不稳定，存在安全隐患。其主要针对普通家庭和个人使用，多户同时使用还有可能发生相互缠绕，以及安装问题、定期保养等原因，因此难以走进百姓家门。
实用新型内容本实用新型的目的是提供自适应电磁阻尼式高楼缓降器，结构简单，价格便宜，安装使用方便，能快速将处于高处的人们安全送至楼底。为了达到所述目的，本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器，包括机身本体，滚筒通过主轴活动安装于机身本体上，滚筒上卷有绳索，所述主轴通过行星减速器连接到同步电机，所述同步电机上连接有电磁阻尼控制器。优选的，所述机身本体一侧还装有连接主轴的摇柄。摇柄用于快速回收绳索便于下一个使用者的下降。优选的，所述摇柄和主轴通过棘轮装置连接。由于行星减速器的传动比改变，外力较难将轴转动，也就不能在短时间内将绳索绕回滚筒上。而为了实现多人救援、多次使用这一功能需要利用棘轮装置机构。优选的，所述电磁阻尼控制器连接同步电机，同步电机通过三相整流桥连接控制模块，控制模块内设有电压比较器和RS触发器，触发器连接IGBT开关，控制模块还连接有若干个并联的电阻。IGBTansulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅极型功率管，是由BJT (双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。能作为启动控制模块的控制开关，在速度过快时控制电机的传递速度。优选的，所述绳索末端设有安全带。这样能进一步确保逃脱时的安全。优选的，所述行星减速器传动比为1 70。由于采用了所述技术方案，本实用新型通过永磁同步交流电机的电磁转矩控制调节绞盘转速，实现自救逃生人员下降速度平稳、自适应控制的目的。具有下降速度自适应调节，适应不同体重人员使用；制动过程不依赖机械摩擦，可多次重复使用而且无需外部电源等特点。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器的整体结构示意图。图2为本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器的电磁阻尼控制器示意图。图3为本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器的工作流程示意图。图4为本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器的安装示意图。
具体实施方式
如
图1、图2、图3所示，自适应电磁阻尼式高楼缓降器，包括机身本体1，滚筒2通过主轴3活动安装于机身本体1上，滚筒2上卷有绳索21，所述主轴3通过行星减速器4连接到同步电机5，所述同步电机5上连接有电磁阻尼控制器6。所述机身本体1 一侧还装有连接主轴3的摇柄7。所述摇柄7和主轴3通过棘轮装置8连接。所述所述电磁阻尼控制器6连接同步电机5，同步电机5通过三相整流桥62连接控制模块61，控制模块61内设有电压比较器65和RS触发器66，触发器连接IGBT开关63，控制模块61还连接有若干个并联的电阻64。所述绳索21末端设有安全带22.所述行星减速器4传动比为1 70。如图4所示为本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器的安装结构示意图，自适应电磁阻尼式高楼缓降器的机身本体1可以安装在室内窗子上面墙面与天花板的交界处， 装修时可用窗帘框遮盖，将其掩盖住。使用时被救人员系好安全带22，将带夹调整适度。 拉动绳索21，使其处于绷紧状态。被救人双手扶住逃离口处，请先将身体悬于室外，松开双手，此时人体由于重力作用下降加速运动，势能全部转化为动能，当下降速度达到设定速度 V时，IGBT开关63闭合，产生电磁阻尼，控制同步电机5产生一个相反的力，使得人体勻速下降。动能恒定，势能转化为外部消耗能量，部分供控制模块61工作，部分被电阻64消耗。交流永磁同步电机5产生的三相交流电，经过整流桥全波整流后，变成了不稳定的直流电压，经过三个并行的稳压二极管，确保产生了 15V的稳定输出电压该电压作为电源供给两个LM311电压比较器65，以及CC4043RS触发器66作工作电压，。15V电压又经过 3. IV的稳压管，得到稳定的参照电压3. IV，用于电压比较器的比较。不稳定的直流电压又经过电阻分压得到HTHO和LTH0，之后由RC滤波产生电压HTH及电压LTH。因为电压与速度成线性关系，经实验测得，当为81V时，速度为0. 72，HTH分压为3. IV ；当为75V时，速度为0. 68，LTH分压为3. IV。并且假定重物从零初速度开始下降。由此，RS触发器66进行分析当同步电机5输出电压小于75V时，LTH分压小于3. IV，RS触发器66为R = 1，S = 0，由真值表可得，Q = 0，处于复位；此时，IGBT开关63处于断开状态，电压继续上升，重物加速下降；当位于75V-81V之间时，LTH分压大于3. IV，电压比较器65输出低电平，不发生改变，因此IGBT开关63保持之前态；当大于81V时，HTH分压大于3. IV，电压比较器65输出高电平，RS触发器66可得R = 0，S = 1，由真值表可得，Q =1 ；此时，IGBT开关63闭合，形成闭合回路使电机线圈产生感应电流，对主轴3产生制动作用，使电压下降。电机电压回到75V-80V之间时，RS触发器66不发生改变，因此IGBT开关 63仍旧闭合；电压继续下降，直至电压降到75V以下。如此循环，通过对电压的Bang-Bang 控制，达到对下降速度的控制。在下降过程中，使用者面朝墙，双手轻扶墙面，以免擦伤。本实用新型每次提供一人使用，如有幼儿可由成人怀抱。当第一人下降后，第二人可以通过摇柄7将绳索21卷上来，从而可以多次重复使用。摇柄7所带棘轮装置8，当摇柄7顺时针方向转动时，驱动棘轮装置8中棘爪倾斜面接触棘轮齿不阻碍主轴3转动；当摇柄7逆时针方向转动时，棘爪侧面阻碍主轴3转动，
使其停止。通过本实用新型的结构，经测试下降时最大重物承载量为168KG，设计下降速度为 0. 72m/S，完全符合高楼逃生的需要。以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
权利要求1.自适应电磁阻尼式高楼缓降器，包括机身本体(1)，滚筒( 通过主轴C3)活动安装于机身本体(1)上，滚筒( 上卷有绳索(21)，其特征在于所述主轴C3)通过行星减速器 ⑷连接到同步电机(5)，所述同步电机(5)上连接有电磁阻尼控制器(6)。
2.如权利要求1所述的自适应电磁阻尼式高楼缓降器，其特征在于所述机身本体(1) 一侧还装有连接主轴(3)的摇柄(7)。
3.如权利要求2所述的自适应电磁阻尼式高楼缓降器，其特征在于所述摇柄(7)和主轴( 通过棘轮装置(8)连接。
4 如权利要求1所述的自适应电磁阻尼式高楼缓降器，其特征在于所述电磁阻尼控制器(6)连接同步电机(5)，同步电机(5)通过三相整流桥(62)连接控制模块(61)，控制模块(61)内设有电压比较器(6 和RS触发器(66)，触发器连接IGBT开关(63)，控制模块(61)还连接有若干个并联的电阻(64)。
5.如权利要求1所述的自适应电磁阻尼式高楼缓降器，其特征在于所述绳索末端设有安全带02)。
6.如权利要求1所述的自适应电磁阻尼式高楼缓降器，其特征在于所述行星减速器 ⑷传动比为1 70。
专利摘要本实用新型的目的是提供自适应电磁阻尼式高楼缓降器，结构简单，价格便宜，安装使用方便，能快速将处于高处的人们安全送至楼底。为了达到所述目的，本实用新型自适应电磁阻尼式高楼缓降器，包括机身本体，滚筒通过主轴活动安装于机身本体上，滚筒上卷有绳索，所述主轴通过行星减速器连接到同步电机，所述同步电机上连接有电磁阻尼控制器。由于采用了所述技术方案，本实用新型通过永磁同步交流电机在发电状态下的电磁转矩控制调节绞盘转速，实现自救逃生人员下降速度平稳、自适应控制的目的。具有下降速度自适应调节，适应不同体重人员使用；制动过程不依赖机械摩擦，可多次重复使用而且无需外部电源等特点。
文档编号A62B1/08GK202096614SQ201120103128
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者俞红祥, 徐梦晨, 徐洪, 沈孟锋, 王俊芳, 费凯, 陈远超, 高昭 申请人:浙江师范大学