一种缓降发电逃生装置的制作方法

本发明属于应急逃生装置，尤其是一种用于高层逃生用的缓降发电逃生装置。

背景技术：

随着高层建筑越来越多，一旦发生灾害，逃生通道极易堵塞致使逃生困难，户外缓降逃生是重要的手段。现有的专利方案，大多利用摩擦装置控制下降速度，生热严重，且对于慌乱中的逃生者来说下降速度难以控制；或者在发电过程中没有考虑到不同载荷下的控制方式；以及从灾害现场逃生后，应急情况下灾民对电能的需求。本专利拟发明一种结合逃生与发电功能，有助于灾民逃生及后续生存的有效设备。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，

本技术：
提出了一种缓降发电逃生装置，具备两种缓降方式，能够有效的控制逃生者的下降速度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种缓降发电逃生装置，包括包体以及包体内的运动单元、发电单元和控制单元；

所述运动单元包括转轴及转轴上缠绕有逃生绳索；

所述发电单元包括齿轮传动机构和发电机，所述齿轮传动机构分别连接转轴和发电机的输入轴；

所述控制单元包括充电驱动板、控制器和测速装置，所述充电驱动板分别与发电机和控制器信号连接，所述控制器连接测速装置，所述测速装置用于测量转轴的转速；

进一步，所述控制单元的控制原理为：控制器内固化有一个目标转速ω*；当转轴转动时，测速装置测量出当前转轴的转速，计算出转速偏差，将偏差送入转速控制器，计算出目标励磁电流；目标励磁电流与电流检测的反馈值计算得到电流偏差，电流偏差经电流控制器计算得到斩波器的脉宽调制信号；脉冲信号控制斩波器，进而改变发电机的励磁电流，去控制发电机电磁阻力，通过齿轮传动机构实现对转轴转速的调控。

进一步，所述充电驱动板与连接超级电容组连接，将产生的电能存储在超级电容组内。

进一步，所述转轴还设有摇柄，通过转动摇柄，进而通过齿轮传动机构驱动发电机工作。

进一步，所述转轴上还设置手动制动器，通过手动制动器能够对转轴进行手动制动。

进一步，所述包体制成背包型，通过在包体上设置固定背带使得逃生人员更好的穿戴。

进一步，所述逃生绳索的一端与转轴固定连接，另一端为自由端，且在自由端上设置锁扣，用于快速锁紧。

本发明的有益效果：

1、简单，易于携带：逃生者通过绳索从高处逃生，可通过手动制动器或者自动控制单元自主控制下降速度；背带使用弹性绳，使得背包与逃生者连接更紧密；

2、充电快，转换效率高，且可重复使用：逃生者逃生完毕后，可将逃生绳索绕回滚筒绕线槽内，后续可以手动摇动滚筒摇柄或通过拉动逃生绳索，通过增速齿轮增加转速，快速给储能器件充电；

3、制动可靠性高：逃生者可以选择手动控速或自动控速两种模式，提高逃生装置安全性。

附图说明

图1为本发明实施例所述的逃生应急发电装置结构示意框图；

图2为本发明实施例所述的背包外部视图；

图3为本发明实施例所述的控制原理图；

图中，1、转轴，2、齿轮传动机构，3、发电机，4、储能单元，4-1、电容充放电驱动板，4-1-1、电流检测装置，4-1-2、直流斩波器，4-2、电能储存设备，5、控制单元，5-1、控制器，5-1-1、转速控制器，5-1-2、电流控制器，5-1-3、脉宽调制信号，5-2、测速装置，5-3、手动制动器，6-1、包体，6-2、背带，6-3、导向槽，7、摇柄，8、用电设备。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种缓降发电逃生装置，包括包体6-1以及包体6-1内的运动单元、发电单元和控制单元；运动单元包括转轴1及转轴1上缠绕有逃生绳索，逃生绳索的一端与转轴1固连，逃生绳索的另一端为自由端，且在自由端上设置锁扣，用于快速锁紧。发电单元包括齿轮传动机构2和发电机3，通过齿轮传动机构2将转轴1和发电机3之间实现耦合，即转轴1与齿轮传动机构2的输入端配合，齿轮传动机构2的输出端与发电机3的输入轴相配合连接；当转轴1转动时，转轴1将转速通过齿轮传动机构2传递至发电机3，带动发电机3工作。

控制单元包括充电驱动板4-1、控制器5-1和测速装置5-2，充电驱动板4-1分别与发电机3、控制器5-1和电能储存设备4-2连接，电能储存设备4-2与用电设备8相连，在本实施例中，电能储存设备4-2可以采用超级电容组；控制器5-1通过信号线连接测速装置5-2，测速装置5-2用于测量转轴1的转速，并将所检测到的转速输入至控制器5-1内部。控制器5-1通过测速装置5-2反馈的速度，来控制发电机3给发电机电磁绕组励磁的电流，达到控制发电机输入转矩的目的。如图3，控制器5-1自动控制逃生者下降速度的原理为：控制器5-1内固化有一个目标转速ω*；背包开始下降后，发电机3转速逐渐上升，输出电动势逐渐上升；测速装置5-2测量出当前逃生者下降速度后，计算出转速偏差，将偏差送入转速控制器5-1-1，计算出目标励磁电流；目标励磁电流与电流检测装置4-1-1的反馈值计算得到电流偏差，电流偏差经电流控制器5-1-2计算得到斩波器的脉宽调制信号5-1-3；脉宽调制信号5-1-3控制直流斩波器4-1-2，进而改变发电机的励磁电流，去控制发电机电磁阻力。

为了防止电控缓降装置出现故障，转轴1上还设置手动制动器5-3，通过手动制动器5-3能够对转轴1进行手动制动；即当电控缓降出现故障时，逃生人员通过手动制动器5-3对转轴1进行制动，避免在逃生过程中下落速度过大。

另外，本申请在转轴1还设有摇柄7，通过转动摇柄7，进而通过齿轮传动机构2驱动发电机3工作，可以对整个缓降发电逃生装置进行充电。

如图2，上述内部结构设置固定在包体6-1内，在包体6-1的顶部设有导向槽6-3，逃生绳索从导向槽6-3内伸出。另外，在包体6-1上设置背带6-2，逃生人员通过背带6-2穿戴在身上。在发生险情时，逃生人员将包体6-1通过背带6-2等保险带将包体6-1与人体紧密贴合；并将逃生绳索上的锁扣与固定物之间紧密连接，如通过锁扣快速将绳索自由端与柱状墙体等物体系紧，在下落过程中由于控制单元控制发电机电磁阻力，进而实现对逃生时下降的速度进行调控。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种缓降发电逃生装置，其特征在于，包括包体(6-1)以及包体(6-1)内的运动单元、发电单元和控制单元；

所述运动单元包括转轴(1)及转轴(1)上缠绕有逃生绳索；

所述发电单元包括齿轮传动机构(2)和发电机(3)，所述齿轮传动机构(2)分别连接转轴(1)和发电机(3)的输入轴；

所述控制单元包括充电驱动板(4-1)、控制器(5-1)和测速装置(5-2)，所述充电驱动板(4-1)分别与发电机(3)和控制器(5-1)信号连接，所述控制器(5-1)连接测速装置(5-2)，所述测速装置(5-2)用于测量转轴(1)的转速。

2.根据权利要求1所述的一种缓降发电逃生装置，其特征在于，所述控制单元的控制原理为：控制器(5-1)内固化有一个目标转速ω*；当转轴(1)转动时，测速装置(5-2)测量出当前转轴(1)的转速，计算出转速偏差，将偏差送入转速控制器(5-1-1)，计算出目标励磁电流；目标励磁电流与电流检测的反馈值计算得到电流偏差，电流偏差经电流控制器(5-1-2)计算得到斩波器的脉宽调制信号(5-1-3)；脉冲信号(5-1-3)控制斩波器(4-1-2)，进而改变发电机的励磁电流，去控制发电机电磁阻力，通过齿轮传动机构(2)实现对转轴(1)转速的调控。

3.根据权利要求1所述的一种缓降发电逃生装置，其特征在于，所述充电驱动板(4-1)与连接电能储存设备(4-2)连接，将产生的电能存储在电能储存设备(4-2)内。

4.根据权利要求1所述的一种缓降发电逃生装置，其特征在于，所述转轴(1)还设有摇柄(7)，通过转动摇柄(7)，进而通过齿轮传动机构(2)驱动发电机(3)工作。

5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种缓降发电逃生装置，其特征在于，所述转轴1上还设置手动制动器(5-3)，通过手动制动器(5-3)能够对转轴(1)进行手动制动。

6.根据权利要求5所述的一种缓降发电逃生装置，其特征在于，所述包体(6-1)制成背包型，通过在包体(6-1)上设置固定背带(6-2)使得逃生人员更好的穿戴。

7.根据权利要求6所述的一种缓降发电逃生装置，其特征在于，所述逃生绳索的一端与转轴固定连接，另一端为自由端，且在自由端上设置锁扣，用于快速锁紧。

技术总结
本发明公开了一种缓降发电逃生装置，包括包体以及包体内的运动单元、发电单元和控制单元；运动单元包括转轴及转轴上缠绕有逃生绳索；发电单元包括齿轮传动机构和发电机，齿轮传动机构分别连接转轴和发电机的输入轴；控制单元包括充电驱动板、控制器和测速装置，充电驱动板分别与发电机和控制器信号连接，控制器连接测速装置，测速装置用于测量转轴的转速。本发明所设计的缓降发电逃生装置避免了下降过程中的过多热量的产生且能够有效的实现缓降控制。

技术研发人员：周玉华;唐慧;张彦虎;汝金明;李建伟
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2020.02.14
技术公布日：2020.06.26