[考试]高楼缓降逃生器的创新设计

[考试]高楼缓降逃生器的创新设计 城市火灾是一种发生频率高、涉及面广、破坏性大、反响强烈的突发 性灾害。随着建筑高度的增加和日趋密集，建筑的安全隐患也越来越 多，即使在发达国家的高楼遇有火灾、爆炸等事件时，由于时间、空 间等诸多因素的限制，人员自救逃生也是一个极待解决的重要问题。 高楼突然失火 ,电梯不能用,楼梯阻塞,飞不上去也跳不下来,怎样才能 迅速逃生?这样的情况每年都有发生 ,也有很多人因无法逃生而遇难, 而高楼失火逃生装置在这样的环境下应运而生。 1.创新设计目的 在人们将越来越多的精力和时间都投入到对安全问题保障研究的同 时,却忽略了最基础的一种手段 ,在人们越来越多的用到各种高科技 和现代手法进行安全保障的同时,却忽略意外事件的发生,是不可以借 助外力和各种现代手段的 ,要靠最基础和最简单的方式 ,也就是机械 的方式才是最安全和稳定的。 (命题要求，内容要求，格式要求，其它要求，等等) 2(创新设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,、 试卷完成时间:不得迟于2012年6月29号。 (1)自动调速 该装置在逃生者下降的过程中自动调速，无需手动操作，不需要专业 ,、考试方式、分制与分数解释 知识。解决了以往逃生器儿童、妇女以及老人无法使用的难题。 采用提交设计/论文的方式，成绩按优秀、良好、中等、(2)自动实现4m/s的匀速下滑 该装置的液体阻尼系统，使速度变化趋于和缓，有缓冲作用，而且，及格、不及格五级制评定。 液缸的独特设计，孔径的精确计算，再加速度控制器的双保险，使任 ,、开卷考试要求: 何人使用都会保持4m/s匀速下滑。 (3)落地前自动减速 (1)试卷采用B4纸质横向排版，论文或设计、字数不少于 该装置装有减速装置，减速装置可以实现在落地前8m自动减速，将3000。 速度从4m/s减到1.5m/s甚至更小，这样对于儿童、妇女以及老人来 说更加安全。 (2)设计/论文必须横排。 (4)满足多人使用 (3)必须独立完成，若有雷同，均按零分处理。 该装置特有的双线轴结构，能满足多人循环使用。 (5)收尾存放方便 ,、下列内容: 该装置有一摇柄，使用结束后，通过摇柄轻松使绕回线轴，该装置体(1)运用创造原理与创新技法进行机构创新设计、结构创 积小，重量轻，存放十分方便。 新设计 3.创新设计及原理 本设计由加速环节、液体阻尼环节、速度调节环节、多人循环环节以(2)反求设计与技术引进的应用 及减速部分五大部分组成，结构简单，原理明确。 (3)原理方案的创新设计 ? 加速部分设计 加速部分的作用一是减小液缸的负载，二是使稳速下滑的效果更加良(4)其他形式的创新设计或论文亦可 高楼缓降逃生器的创新设计 好，设计如下图1: 利于达到匀速的目的。而且，孔越大，活塞移动速度越快，产生的阻 力也就越大。经计算当孔的面积为5.37cm?时，对于70kg的人刚好 以4m/s的速度匀速下滑。活塞的一端与曲柄摇杆相连。这样，曲柄 的旋转运动转变成活塞的直线运动，能量借助流体转化为热能和流体 的动能。 此设计有两个液缸，其位置成90?角，如图: 图1 加速环节结构图 加速部分有两级加速，每次加速倍数为2.5倍，共加速6.25倍。齿轮 1通过固定轴与线轴2相连，线轴2的转动带动齿轮1转动，齿轮1 到齿轮2为第一级加速，齿轮2和齿轮3同轴且固定在一起，齿轮3 带动齿轮4为第二级加速，通过轴传到齿轮5，于是齿轮5圆盘上的 曲轴做圆周运动。曲轴通过连杆与活塞相连，圆周运动于是变为直线 运动。 图2阻尼环节 ? 阻尼部分剖析 这样设计，既减小单个液 本设计采用流体阻尼式原理。弹性式用弹簧做阻力，阻力与下降位 缸承受的负载，也使液缸移有关，越往下阻力越大，还有可能在落地前反弹，而且无法做到下 可以做的很小，同时也解降时匀速。摩擦式因为长时间的磨合，摩擦系数有所改变，性能也不 决了曲柄在旋转到极限位稳定，而液体流动阻尼式是利用液体流动阻尼把人体势能转化成液体 置时的速度波动。而加速热能，以达降低速度的目的。其主要特点是由于液体阻尼的大小取决 部分的多级传递使轻微的于外负载，所以不论人体质量的大小均能以比较恒定的速度(本设计 速度波动大大化解，匀速下降速度为4m/s)下降。 效果更加完善。 液缸内径为3cm，外径为3.5cm，液缸高4.5cm，活塞活动范围为 ? 独特设计 4cm，连杆长4.5cm。活塞面积为7.065cm?，孔的总面积为5.37cm?。 ?多人循环部分设计 此种液缸类似于普通的活塞缸，不同的是缸的两端均密封，内有阻尼 多人循环部分结构如图3液体，而且，活塞由带有许多阻尼孔的多层薄隔板构成，当液体流经 所示: 多层隔板的阻尼小孔时，产生的阻力平衡了人体重力，使人能匀速下 图3多人循环环节 滑。根据流体力学可知，采用多层有孔薄隔板比采用单层薄隔板更有 圆盘半径为8cm。连杆长1cm，摆动范围为1.5cm。弹簧1劲度系数按键由齿轮7、支架和弹簧组成，按键类似于启动按钮。齿轮7起连为351.1N/s。 弹簧2的拉力为703.9N。开关阀阻力为248.84N。质接齿轮的作用。按一下，按键开启，齿轮7分别与齿轮8和齿轮9啮量体质量为20g。 合，线轴1和线轴2的旋转联通。再按一下，由于弹簧的作用，按键速度为4m/s时，F(r=6.5cm)=225.7N，F(r=8cm)=277.80N 弹起，齿轮7分别与齿轮8和齿轮9分离，齿轮8和齿轮9断开连接，速度为4.2m/s时，F(r=6.5cm)=248.87N，F(r=8cm)=306.30N 线轴1和线轴2的旋转互不干扰。 带槽圆盘上有三个导槽，每个槽内有一个质量块，质量块只能在槽内转轴部分由两个同心线轴组成，分别为线轴1和线轴2，线轴1和齿沿半径方向来回运动，质量块的一端用弹簧连接在圆盘中心轴上，并轮8通过轴固定在一起，线轴2和齿轮9通过轴固定在一起，齿轮8用一连杆接在圆盘的a点，连杆的另一端连接在b点，质量块可带动和齿轮9中间有齿轮7连接，齿轮7由按键控制。两线轴既可以同时连杆左右摆动。质量块与摩擦槽的接触端装有梯形橡胶块，其形状与转也可以不同时转。若按键按下，线轴1和线轴2同时旋转。若按键摩擦槽吻合，连杆机构相当于开关阀门，摩擦槽设计成梯形槽如图所弹起，线轴1和线轴2的转动互不干扰。装置一端还有个摇柄，便于示，以增大摩擦力。 收放绳子。 速度控制器根据离心原理，圆盘静止时，弹簧1拉力为0，弹簧2为此部分的设计，既可做到多人循环使用，也使此救生装置更加实际化。拉伸状态，使开关阀门有248.84N的阻力，所以质量块不向外运动。使用方便，同时也便于存放。绳子可通过摇柄收起或放开。使用方法当圆盘旋转时，质量块有向外飞离的趋势，随圆盘转速的增加，离心请参照产品简介部分。 力也增加，当圆盘转速达到4182 r/min时，即下降速度为4.2m/s时。?:速度控制器的设计 质量块离心力刚好大于开关阀阻力，开关阀连杆向外摆动后对质量块速度调节器是此装置的关键环节，这部分结构简单，亦相当实用，能的压力由内变为向外，进一步增大了摩擦，使圆盘迅速减速，此时弹自动将速度控制在4m/s。主要由带槽圆盘、离心块、弹簧以及摩擦簧1处于拉伸状态。当下降速度减到4m/s，质量块的离心力与连杆导槽构成，其结构如下图所示: 的合力小于弹簧1的拉力，弹簧1收缩，质量块被拉回内侧，质量块 回到原状态。若圆盘速度再次增大，连杆便再次打开，质量块再次使 之减速，如此反复，圆盘的速度便被控制在4m/s到4.2m/s的范围内， 达到稳速的目的。 ?减速环节设计 为了使落地更加安全，扩大使用的范围(如妇女和儿童)，本设计特 意添加了落地前的减速环节。减速器可以在8m内将速度由4m/s减 到落地时的1.5m/s。而且减速器装置也不复杂，经济又实用。 减速装置如图所示: 图4速度控制器侧图 [3] 王金武. 互换性与测量技术. [M]，北京:中国农业出版社，2008. 图5减速器结构图 [4] 范钦珊，殷雅俊. 材料力学. [M]，北京:清华大学出版社，2004. 弹簧拉力均为369.2N。 [5] 陆荣，刘杰，王世杰. 摆线针轮减速器齿廓强度理论分析，[J]， 减速装置主要由弯杆和弹簧组成。弯杆折成60?弯杆的折点固定在外沈阳工业大学学报，第27卷第6期，2005. 壳的点 点，弯杆的a端装有橡胶垫(增大摩擦系数作用)。弯杆转动幅度为60?。弹簧3的一端与弯杆a'点相接，另一端固定在外壳O1点，2个弯杆和弹簧成左右对称分布。在绳子2出口处同样有一相同装置，弯杆配合绳子上的结工作。 减速装置工作原理如下: 设计需求在落地8m前减速，于是在绳子1距挂钩8m处串一菱形结，菱形结的顶角成90?，菱形结宽0.8cm。当逃生者从绳子2逃生，距地面5m时，绳子1中的结恰好过连杆1和连杆2 的a'和b'端。由于弹簧3和弹簧4的作用，开始时，两杆的a、b端打开，由于a'和b'两点的缝隙小于0.8cm，于是a' 和b' 端随着绳结的开而摆向上方到达a '' 点和b '' 点，弯杆的旋转和弹簧的拉力作用使a、b两端闭合，绳子与a、b端橡胶垫便产生摩擦，由于结点的形状和杆a ''和b '' 角度的关系，结点可以很容易穿过a' 点和b' 点 。由于a、b两部分的角度关系，a、b两点产生了更大的挤压力，进一步增大了摩擦，于是绳子1开始减速，绳子2下降减速，到达地面时速度为1.5m/s左右。 当第二个人再从绳子1下降时，前8m内a、b在闭合状态，有适度的摩擦，使速度的增加平缓稳定，8m以后结点又使a、b端打开，进入4m/s的稳速下滑状态，在到达地面时，由于绳子2处的减速装置，最后以1.5m/s落地。 4.结束语 通过做论文，还是学到了不少的知识～不仅纠正了课程学习过程中出现的许多错误，还在试验中验证了自己的一些猜想。在学习的过程中有失败，当然也有困惑，有成功，当然就有喜悦。虽然只是课程设计，但我拿出了自己的全部精力去对待，能学到知识固然值得骄傲，能认识到自己的过错和不足不也是一件幸事吗～做学问也是做人，再作学问的过程中体味做人的道理不也是一种收获吗,记得古语中说:“学，然后知不足”～我必将更加努力的学习它完善自己。我想这就是我学习这门课的最大感受吧～ 5.参考文献 [1] 濮良贵，纪名刚. 机械设计. 8版. [M]，北京:高等教育出版社，2006. [2] 王世刚，王树才. 机械设计实践与创新. [M]，北京:国防工业出版社，2009.