高楼缓降逃生器的创新设计

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1、（命题要求，内容要求，格式要求，其它要求，等等）１、试卷完成时间：不得迟于2012年6月29号。２、考试方式、分制与分数解释采用提交设计/论文的方式，成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五级制评定。３、开卷考试要求：(1)试卷采用B4纸质横向排版，论文或设计、字数不少于3000。(2)设计/论文必须横排。(3)必须独立完成，若有雷同，均按零分处理。４、下列内容：(1)运用创造原理与创新技法进行机构创新设计、结构创新设计(2)反求设计与技术引进的应用(3)原理方案的创新设计(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

2、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

3、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。2．创新设计方案分析（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。（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，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，使任何人使用都会保持4m/s匀速下滑。（3）落地前自动减速该装置装有

4、减速装置，减速装置可以实现在落地前8m自动减速，将速度从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。（4）满足多人使用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，该装置体积小，重量轻，存放十分方便。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、多人循环环节以及减速部分五大部分组成，结构简单，原理明确。⑴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考生答题不得过此线·········

5、··········装·····························订····························线··························第3页共6页好，设计如下图1：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

6、运动于是变为直线运动。⑵阻尼部分剖析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（本设计下降速度为4m/s）下降。液缸内径为3cm，外径为3.5cm，液缸高4.5cm，活塞活动范围为4cm，连杆长4.5cm。活塞面积为7.0

7、65cm²，孔的总面积为5.37cm²。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5.37cm²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

8、的动能。此设计有两个液缸，其位置成90˚角，如图：图2阻尼环节这样设计，既减小单个液缸承受的负载，也使液缸可以做的很小，同时也解决了曲柄在旋转到极限位置时的速度波动。而加速部分的多级传递使轻微的速度波动大大化解，匀速效果更加完善。⑶独特设计考生答题不得过此线················