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基本信息
- 項目名稱：
- 自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品針對目前頻繁發(fā)生的高層建筑火災(zāi)及其它突發(fā)事件，選擇通過逃生器具、沿建筑物的外墻落到地面的逃生方案，構(gòu)思和設(shè)計了自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯，為樓內(nèi)人員提供一種更加安全、高效的逃生方法。作品中的裝置無外接動力源，以逃生人員的自重作為動力實現(xiàn)循環(huán)逃生，采用兩個箱體循環(huán)上下，循環(huán)運作；作品具有自救和救援兩種逃生方式，救援效率高、安全性好。
- 詳細介紹：
- 1.1基本思路 1.1.1無外接動力源 由于在災(zāi)難發(fā)生情況下，電力、水力、氣源等機械動力的來源極有可能遭到破壞，作品考慮了在無外接動力源的前提下，以逃生人員的自重作為動力實現(xiàn)循環(huán)逃生。 1.1.2安全易用 作品采用V型摩擦輪應(yīng)用技術(shù)和可移動模式錐度應(yīng)用剎車技術(shù)解決制動問題，以手動的方式控制逃生梯的下降速度，并具有自救和救援兩種逃生方式，使用方便、安全性好。 1.1.3實現(xiàn)循環(huán)逃生 逃生梯含兩個乘坐箱體，一個箱體位于高處，另外一個位于地面，通過定滑輪用鋼絲繩連接，分別在兩條半圓形軌道上滑行，一個箱體下降時，另一個箱體隨之上升，以實現(xiàn)循環(huán)逃生，提高救援效率。 1.1.4實現(xiàn)地面控制 在樓底設(shè)計地面控制裝置，包括手動轉(zhuǎn)輪、減速器和離合器，逃生人員由于各種原因無法操作箱體時，地面救援人員可通過地面控制裝置實現(xiàn)對箱體的控制。 1.2 技術(shù)方案、原理 1.2.1總體技術(shù)方案、原理 自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯由繩索滑輪裝置、人員乘坐箱體、逃生人員乘坐箱、軌道齒輪裝置、地面操作裝置組成。軌道齒條裝置安裝在設(shè)計好的預(yù)留安裝墻面上，兩個人員乘坐箱安裝在軌道上，箱內(nèi)輸出軸齒輪與安裝在墻面上齒條嚙合，通過滑輪繩索將兩個人員乘坐箱體、地面操作裝置連接起來，兩個人員乘坐箱重量相等，當(dāng)其中一個人員乘坐箱有人時，通過人的自重，在重力的作用實現(xiàn)下降逃生，另外一個逃生梯同步上升，實現(xiàn)循環(huán)逃生。 1.2.2人員乘坐箱方案、原理 人員乘坐箱由箱體、安全門、剎車機構(gòu)、樓層自鎖操作機構(gòu)、繩索張緊機構(gòu)、速度控制操作機構(gòu)組成。人員乘坐箱為鋼結(jié)構(gòu)，8個角上有8個滑輪（或滑動軸承）安裝在軌道上，使人員乘坐箱沿著軌道移動，剎車機構(gòu)采用模式錐度自鎖原理，分別由靜、動兩個模式錐面配合，通過齒輪齒條嚙合，由速度控制操作機構(gòu)、樓層自鎖操作機構(gòu)實現(xiàn)對人員乘坐箱下降速度和停車的控制和定位。繩索張緊機構(gòu)由絲杠、彈簧組成，用于拉近繩索和控制地面操作機構(gòu)上摩擦輪驅(qū)動力，保證地面操作正常。 1.2.3地面操作裝置方案、原理 地面操作裝置由自鎖式渦輪蝸桿減速器、摩擦輪、手動操作機構(gòu)、離合器組成。渦輪蝸桿減速器具有自鎖功能，實現(xiàn)手動安全操作、人員乘坐箱下降速度穩(wěn)定、安全。摩擦輪上繞有繩索，在張緊力的作用下利用摩擦力驅(qū)動人員乘坐箱下降、上升。離合器由手動控制（初始位置為分開），根據(jù)逃生方式選擇。手動操作機構(gòu)為手搖式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，控制摩擦輪的旋轉(zhuǎn)速度。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的： 隨著城市化的加速發(fā)展，城區(qū)建筑高度和密集都日趨增加，高層建筑的安全隱患日漸突出。在高層建筑發(fā)生火災(zāi)等險情時，為保證人身安全，需要幫助人們迅速安全撤離。發(fā)生險情時，電梯往往因電力系統(tǒng)不穩(wěn)定而不能使用，安全通道可能被煙火封鎖。如果鋌而走險，通過煙霧彌漫的樓梯，容易造成窒息死亡。特別是遇到上層和下層同時發(fā)生火災(zāi)的情況，處于火災(zāi)中的人們將無法通過已走火的樓內(nèi)安全通道逃生，將面臨死亡的威脅，除了等待救援或跳樓，只能是坐以待斃。為解決這一問題，作品選擇了通過逃生器具、沿建筑物的外墻落到地面的逃生方案，構(gòu)思和設(shè)計了自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯，擬為樓內(nèi)人員提供一種更加安全、高效的逃生方法。 基本思路： 1、無外接動力源 2、安全易用 3、實現(xiàn)循環(huán)逃生 4、實現(xiàn)地面控制 創(chuàng)新點： 1、以逃生者的自重驅(qū)動逃生梯，不依賴外接動力源。 2、以兩箱體一升一降實現(xiàn)了兩廂內(nèi)多人循環(huán)逃生，逃生效率更高。 3、可根據(jù)高層建筑具體情況，設(shè)計逃生梯承載人數(shù)，應(yīng)用范圍廣。 4、擁有自救和他人救援兩種逃生模式，適用的逃生人群廣。 關(guān)鍵技術(shù)： 1、V型摩擦輪應(yīng)用技術(shù)； 2、可移動模式錐度應(yīng)用剎車技術(shù)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、逃生梯速度1～2m/秒； 2、一次逃生人數(shù)1～10人； 3、經(jīng)校核有效高度150米。
科學(xué)性、先進性
- 作品“自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯”，經(jīng)“中國科學(xué)院上海科技查新咨詢中心”查新，得到的結(jié)論是：“未查到與該委托項目“自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯”完全相同的國內(nèi)公開出版物報道。綜上所述，由上海工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院委托查新的‘自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯’課題，采用V型摩擦輪應(yīng)用技術(shù)以及可移動模式錐度應(yīng)用剎車技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，自主研制了一種自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯。查新分析認為，項目方的研究具有新穎性，并具有重要的實際應(yīng)用和市場開發(fā)價值。”(附查新報告)
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 初期作品于2010年6月6日參加在同濟大學(xué)舉行的第四屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽上海賽區(qū)選拔賽獲 “二等獎”
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 本項目擬定與企業(yè)合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 模型 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 作品針對目前頻繁發(fā)生的高層建筑火災(zāi)及其它突發(fā)事件，選擇通過逃生器具、沿建筑物的外墻落到地面的逃生方案，構(gòu)思和設(shè)計了自重驅(qū)動高層建筑多人循環(huán)逃生梯，為樓內(nèi)人員提供一種更加安全、高效的逃生方法。作品中的裝置無外接動力源，以逃生人員的自重作為動力實現(xiàn)循環(huán)逃生，采用V型摩擦輪應(yīng)用技術(shù)和可移動模式錐度應(yīng)用剎車技術(shù)解決制動問題；采用兩個乘坐箱體，其中一個箱體位于最高點，另外一個位于地面，通過定滑輪用鋼絲繩連接，分別在兩條半圓形軌道上滑行，兩個箱體循環(huán)上下；作品具有自救和救援兩種逃生方式，救援效率高、安全性好。 查新分析認為，作品具有新穎性，并具有重要的實際應(yīng)用和市場開發(fā)價值。 團隊成員同時認為，作品為結(jié)構(gòu)相對簡單的機械裝置，成本不高，具有較高的經(jīng)濟效益和市場適應(yīng)性。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外現(xiàn)有的逃生裝置主要有以下幾類： 1云梯消防車 云梯消防車車上設(shè)有伸縮式云梯，可帶有升降斗轉(zhuǎn)臺及滅火裝置，供消防人員登高進行滅火和營救被困人員，是目前應(yīng)用最廣的高層建筑火災(zāi)的撲救及救援裝置，常用的云梯最大工作高度一般為19米，26米，32米，39米，44米和53米。目前世界上最高的云梯車由芬蘭博浪濤公司生產(chǎn)制造，取名為“擎天搶險消防平臺云梯車”，最高有效高度為101米，相當(dāng)于30層樓高，但造價昂貴，每臺造價在2200萬左右。所以，當(dāng)今的云梯消防車存在有效救援高度和造價無法兼顧的問題，相比較，本作品根據(jù)模型以及理論設(shè)計選材校核后的數(shù)據(jù)計算，在150米的高樓上是可以運用的。但是，該裝置并不局限于150米，根據(jù)我們的設(shè)計理論，電梯能裝到多高的樓，我們的裝置就能裝多高，而且造價相對便宜得多。 2 便攜式逃生軟梯 便攜式逃生軟梯由主掛鉤、主懸?guī)А⒎鍪?、踏板、軟梯線等組成，其特征在于：主掛鉤連接主懸?guī)?，主懸?guī)нB接踏板；踏板連接軟梯線，軟梯線另一端則連接另一踏板，如此重復(fù)，構(gòu)成軟梯；主掛鉤、主懸?guī)А④浱菥€等全采用金屬材質(zhì)，以防止火災(zāi)等破壞。結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且可以折疊實現(xiàn)便攜式收藏，適合家庭及公司作為逃生工具，但在適用人群上存在某些不足，不太適合老幼婦殘等人群。 3 逃生緩降管 逃生緩降管是較為先進的消防應(yīng)急逃生通道。其設(shè)計原理是：在內(nèi)外兩層高抗拉力并經(jīng)靜電處理的布管內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?，裝置由特殊橡膠制成漏斗狀、適合任何大小體型慢速通過、并具有松緊效果的環(huán)帶，具有緩降效果。逃生管有4條支撐帶，可承受3700kg以上拉力。布管每隔約70cm有圓鐵圈保護，使逃生者在布管內(nèi)不會因風(fēng)大而碰撞到墻壁，尤其是布管下面出口不用固定也絕不會打結(jié)，因此人不會卡在里面，可連續(xù)逃生多人。但是雙腳不能伸直者和孕婦無法使用。逃生緩降管根據(jù)樓層的不同進行報價，比如一條六七層的，需幾萬元，目前還沒有推廣。 4 救生氣墊 救生氣墊是一種利用充氣產(chǎn)生緩沖效果的高空救生設(shè)備，采用高強度纖維材料，經(jīng)縫紉、粘合制成，其氣源一般采用高壓氣瓶。救生氣墊僅限于高度為3~4層的樓房使用，隨著高度的增加，其緩沖效果、作用面積也將大打折扣，因此應(yīng)用范圍非常有限。 5 樓頂緩降裝置 樓頂緩降裝置是一種安裝于大樓樓頂?shù)木徑笛b置，其頂端包括一個圓球、一個支架和滑動平臺，圓球內(nèi)垂下一根帶著掛鉤的鋼索。
