摩擦式高樓逃生器的設計

程 琴，史書林

（徐州工業職業技術學院 機電工程技術學院，江蘇 徐州 221140）

0 引言

隨著現代化程度不斷地深入，高樓居住人群也在不斷的曾多，在災難這樣的突發事件來臨時做好逃生準備顯得尤為重要，第一時間的逃生才是唯一的做法，而擁有一套快速逃生設備是必不可少。目前市場上的高樓逃生器品種單一、操作復雜、安全性較差。這里設計的高樓逃生器，是利用摩擦盤和摩擦塊進行制動，速度平穩，下滑速度過大時，自鎖機構可使其止動，解鎖后可繼續下行。

1 國內外研究概況

國內生產廠家及規模還是小型化、多數是作為本公司的小產品，沒有成熟的技術和相關的設計研發部門，而且品種單一，操作復雜，安全性較差。市場上安全性最高的是浙江省江山市宇安消防器材廠生產的緩降器，是利用行星產量通過緩降繩索帶動主機內的行星輪減速機構運轉與磨擦輪轂內的磨擦塊產生磨擦作用，保證使用者依靠自重始終保持一定速度平衡、安全緩降至地面，無需其他輔助動力。但該緩降器沒有超速制動機構，一旦摩擦副失效，將帶來災難性的后果。而且使用時需要把緩降器從消防箱中取出后掛到支撐架上，這樣會浪費寶貴的時間。另外，一旦樓外有障礙物時，會浪費更多時間。柔性救生滑道需要人的四肢撐開，需要一定的技巧，不適用于易驚慌的人和老人小孩。無動力循環救生梯體積笨重，安裝空間大，故其適用范圍嚴重受限，尤其不適用于家庭[2]。另外，國內有人提出利用氣壓制動來限速，但只是處于概念階段，而且存在成本高、發生火災時密封件易損壞的缺點。國外的研究狀況和國內類似，但價格較高。

2 逃生器的結構及原理說明

本逃生裝置的原理如圖1所示，主要包括摩擦盤部分、棘輪機構部分、主體機架部分、軸、鋼絲繩、掛鉤、調速繩、逃生衣和專用逃生器支架等。本逃生器采用設計的專用的可伸縮支架固定在陽臺或窗戶邊上，外形設計美觀，平時可以作為裝飾品，而當發生火災或地震時，逃生人員穿上逃生衣，然后把逃生衣的掛鉤掛在逃生器的掛鉤上并跳出窗外，便可在穩定的速度下下降，直至著地。

本摩擦式逃生器工作原理：主要是利用摩擦盤2 和摩擦墊4 相對轉動時的摩擦力力矩來平衡體重所產生的力矩，進而穩定下降的速度，使其人體適應的速度范圍內下降（＜0.5m/s）。該裝置還增加了超速止動裝置：棘輪9 在裝置旋轉下降時，不停地撥打棘爪10 使得其不斷地擺動，當下降加速度超過一定值時，致使棘爪得到的擺幅增大，棘爪的一端卡進棘輪槽，抱死棘輪，逃生人員停止下降。然后拉動解鎖裝置，使棘爪脫離棘輪，棘輪繼續轉動，逃生人員繼續下降直至著地。當第一個人著地時，松開逃生衣，在彈簧片6的彈力作用下，棘輪反轉，使逃生衣隨鋼絲繩7 迅速上升。當逃生衣到達頂端時，其他逃生人員可繼續逃生。

逃生器支架用來固定逃生裝置，如圖2所示。平時可把支架閉合起來，如圖2（a）所示，用來掛起逃生器，可作為裝飾品。當需要使用逃生器時，把支架打開，如圖2（b）所示，把支架的一根桿伸出窗外，逃生器固定在上面，穿上逃生衣掛在逃生器掛鉤上即可下降。當逃生人員可靠到達地面時，可以一拉一根在棘爪上的繩子，使得下降的繩子快速收縮，下一個逃生人員可以繼續使用。

圖3所示為設計的逃生器裝置的實物結構圖以及現場試驗，通過不斷的設計和修改，并利用Pro/E 進行建模優化，然后多次進行現場試驗，可以滿足該裝置的基本功能。

圖1 逃生裝置工作原理圖Fig.1 Working principle of escape apparatus

3 創新特色

（1）結構簡潔、合理。

（2）繩索及安全帶均采用高強度原材料，低延伸率，安全有保障。

（3）安全帶穩定性高，合理舒適，避免造成額外身體損傷。

（4）往復式設計。一人安全落地后，另一人可馬上開始下降，如此往復連續下降，無需人工拉回繩索，節省時間。

圖2 逃生器支架Fig.2 Support of escape apparatus

圖3 逃生器實物照片Fig.3 Photos of escape apparatus

（5）操作簡便，無需專門訓練。

（6）包裝簡潔實用，便于即取即用，高檔大氣，適于陳列存放。

（7）帶有自鎖機構，使用更加安全。

4 結論

本設計可實現雙向升降，在使用過程中，人的體重差異不會對下降速度有很大的影響，不同體重的人都可以利用本產品，可自己掌握一個自身舒適的下降速度實現安全逃生，經試驗效果良好，可以適用于各類建筑逃生裝備（住宅樓、辦公樓、寫字樓、教學樓、商業樓、銀行、醫療建筑、賓館、等公共、娛樂場所）、消防救援，自救等及高（低）空作業裝備，具有一定的推廣價值。

[1]張昊，李宏文，沈金波.建筑火災逃生新方法—室外緊急疏散[J].建筑科學，2008，1.

[2]楊家軍，張衛國.機械設計基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2003.

[3]張瑩.機械設計基礎（下冊）[M].北京：機械工業出版社，1997.

[4]張寶均.機械設計課程設計[M].北京：機械工業出版社，2005.