基本信息
- 項目名稱：
- 智能型無動力緩降裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本裝置集機械和液壓于一體，以下降物體自重作為驅動力。使用時，先將重物裝入第一個吊箱，在其下降時，速度傳感器和拉力傳感器將電信號傳遞給放大器，自動調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)比例閥的開口度，從而使吊箱勻速下降。當?shù)谝粋€吊箱下降時，第二個吊箱同時被卷起，如此往復，從而實現(xiàn)連續(xù)運輸。該裝置可實現(xiàn)快速逃生、高空貨物運輸?shù)?，?jié)能環(huán)保，應用前景廣泛。
- 詳細介紹：
- 本裝置若第一逃生箱下降，則帶動與第一卷筒相連接的第一軸轉動，通過齒輪傳動、鏈傳動，使得液壓泵的輸入軸轉動同時轉速增大，液壓泵開始將高壓油壓入油路中，在三通接口處有兩個分支，第一個分支通過單向閥進入蓄能器，第二個分支通過比例節(jié)流閥和比例溢流閥流入油箱；質(zhì)量傳感器根據(jù)重物的拉力通過單片機來調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥和比例溢流閥開口度的大小，調(diào)節(jié)液壓油的壓力與輸入轉矩平衡，進而調(diào)節(jié)重物的下降速度；當速度傳感器檢測到重物下落速度過快，即超過了預設安全速度時，信號發(fā)送到單片機，此時，通過單片機使得二位三通換向閥換向打開閥口，而使蓄能器中的液壓油壓入液壓盤式制動器中，由于摩擦力而降低了重物的下降速度。通過拉力傳感器和速度傳感器的檢測，使得第一逃生箱將以安全速度勻速下降；另外，第一卷筒和第二卷筒上分別裝有繞向相反的鋼絲繩，當?shù)谝惶由湎陆禃r，第二逃生箱同時被吊起，此時，第二逃生箱開始工作，從而實現(xiàn)連續(xù)運輸。 采用了一套棘輪換向機構使輸入到液壓泵的轉向不變，從而保證了液壓泵的連續(xù)正常工作。 當?shù)谝惶由浒踩竭_地面停止工作時，通過單片機對二位三通換向閥、比例節(jié)流閥和比例溢流閥的控制，分別使得液壓盤式制動器和液壓泵卸荷。此時，第二逃生箱就可以實現(xiàn)與第一逃生箱一樣的下落過程，實現(xiàn)了將逃生人員連續(xù)地從高樓下落的目的。 本裝置集機械傳動與智能液壓反饋控制于一體，將重力勢能轉化為液壓能，依靠逃生人員自身重力進行工作，不需額外的動力裝置；另外，本實用新型采用有兩個卷筒，能快速地實現(xiàn)往復逃生，大大地提高了逃生幾率；逃生箱采用箱體式，有效避免了逃生過程中人的“二次”傷害，能使包括老弱病殘和婦女兒童在類的所有人群安全可靠地到達地面。 因此，本實用新型具有可靠性強、適用性廣和在無外動力源時能保障群體逃生人員安全的特點。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、發(fā)明的目的： 隨著城市化的加快，在高樓工作和生活的人越來越多，當火災或地震等突發(fā)性災難發(fā)生時，如何讓受困于高樓的人員快速安全地脫離險境已成為社會普遍關注的課題。又如在當代社會，能源緊缺一直是經(jīng)濟建設中的瓶頸，怎樣充分、合理利用新能源一直困擾著人們。為了能將人或是貨物在無外接動力的情況下，按指定的安全速度由高處運到低處，我們設計開發(fā)了智能型無動力緩降裝置。 基本思路： 本裝置充分利用重物的重力勢能，在重物下降時，將其轉化為動能，再經(jīng)機械傳動部分將動能輸入葉片泵，實現(xiàn)動能轉化為液壓能，通過調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥和比例溢流閥的開口度從而控制重物的下降速度；設計的換向機構保證液壓泵的輸入動力旋轉方向不變，從而實現(xiàn)連續(xù)往復緩降功能。蓄能器和盤式制動器保證在突發(fā)狀況時整個系統(tǒng)的緊急制動。 創(chuàng)新點： 1、無需外接動力（控制裝置采用微電源24V），利用重物自身重力勢能進行工作，節(jié)能環(huán)保； 2、通過拉力傳感器和速度傳感器測量吊箱和人或貨物的質(zhì)量及下降速度，自動調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥和比例溢流閥的閥口開口度，使不同的下降質(zhì)量按照預定的不同速度下降，實現(xiàn)自動控制，高效快捷； 3、正反纏繞的卷筒能實現(xiàn)往復緩降，連續(xù)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。 技術關鍵： 速度傳感器和拉力傳感器對比例節(jié)流閥開口度的自動調(diào)節(jié)。 主要技術指標： 吊箱下降速度1m/s，承重質(zhì)量根據(jù)葉片泵的大小來定（設計質(zhì)量為100Kg），不同的下降質(zhì)量可以調(diào)節(jié)不同的下降速度。
科學性、先進性
- 科學性：該作品通過理論計算和實踐證明可行。 先進性：利用重物自身重力勢能進行工作，在無外接動力的情況下能將重物按預定的速度從高處勻速下降，節(jié)約能源，并對環(huán)境無污染；機架上的拉力傳感器和卷筒上的速度傳感器能探測吊箱和人或貨物對鋼絲繩的拉力及下降速度，并自動調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥和比例溢流閥的閥口的開度，從而滿足了運輸不同下降質(zhì)量的要求；換向機構和雙卷筒的設計可實現(xiàn)往復緩降，從而提高了生產(chǎn)效率。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年5月舉行的湖北省第四屆機械創(chuàng)新設計大賽中榮獲二等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、圖紙、磁盤、現(xiàn)場演示、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：正確安裝各個部件，并安裝24V直流蓄電池，需要應用該裝置時，直接將貨物（或人）放入其中一個逃生箱中，即可勻速且安全的達到地面，兩個逃生箱往復交替工作。 技術特點和優(yōu)勢：1、無需外接動力（控制裝置采用微電源 24V），利用重物自身重力勢能進行工作，節(jié)能環(huán)保；2、通過拉力傳感器和速度傳感器測量吊箱和人或貨物的質(zhì)量及下降速度，自動調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥和比例溢流閥的閥口開口度，使不同的下降質(zhì)量按照預定的不同速度下降，實現(xiàn)自動控制，高效快捷；3、正反纏繞的卷筒能實現(xiàn)往復緩降，連續(xù)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。 適用范圍及推廣前景：（1）該產(chǎn)品能安裝于高樓，當火災發(fā)生時，能將老弱病殘安全地送達地面，從而實現(xiàn)快速逃生；（2）在起重運輸行業(yè)，該裝置能方便快捷的將重物從高處運往低處，并且不需要外接動力，只需提供控制電源即可。此外，該裝置節(jié)能環(huán)保。 市場分析、經(jīng)濟效益預測：本作品與同類產(chǎn)品相比，具有自動化程度高、節(jié)能環(huán)保、使用性強、操作方便等優(yōu)點，適合進一步提高及推廣。
同類課題研究水平概述
- 一方面，在消防救援時，現(xiàn)有的登高救援車一般只能達到約10層的高度，更高樓層發(fā)生火災只能靠自救，目前采用的高樓逃生緩降器、逃生管、逃生傘等設備都存在一定的不足：逃生緩降器，一次只能供一個人使用，受困人員逃離險境所花的時間較長，并且對人產(chǎn)生極大的心理畏懼，更不適用于老人及兒童等弱勢人群；逃生管必須在建造時配套安裝，且造價高、維護要求較高；逃生傘只供一個人使用，受周圍環(huán)境的限制，使用范圍不廣。此外，現(xiàn)有的高樓緩降裝置多需要電能，而火災現(xiàn)場隨時可能停電；逃生裝置操作復雜，不利于受困人員（尤其老弱病殘和婦女兒童）的及時逃生。智能型無動力緩降裝置能在安全可靠的前提下，將重力勢能分別轉換為機械能和液壓能，借助反饋控制系統(tǒng)自動控制比例節(jié)流閥和比例溢流閥的閥口開口度，從而調(diào)節(jié)逃生人員的下降速度，實現(xiàn)安全緩降的目的；進一步采用了換向機構實現(xiàn)高效往復，提高了逃生的效率。 另一方面，對于起重運輸行業(yè)，現(xiàn)有的起重機很多都是由電動機或發(fā)動機提供動力，需要外接動力源。這樣不僅對環(huán)境產(chǎn)生了污染，而且發(fā)展空間還受到能源緊缺瓶頸的制約。放眼二十一世紀，高效快捷、節(jié)能環(huán)保型起重機已是大勢所趨。智能型無動力緩降裝置有效地將機械技術與電子技術結合，將液壓技術應用到機械驅動和控制系統(tǒng)，在一定程度上實現(xiàn)了自動化與智能化，有著更為廣闊的發(fā)展空間與應用前景。
