機(jī)械循環(huán)使用的安全逃生裝置研制（doc 9頁）.doc

1、循環(huán)使用的安全逃生裝置說明書 設(shè)計(jì)者：XXX，XXX，XXX（浙江工業(yè)大學(xué)XXXXXXXXXX，杭州310024） 作品內(nèi)容簡介通過創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)了一套循環(huán)使用的逃生裝置。本設(shè)計(jì)主要用于火災(zāi)等突發(fā)災(zāi)害來襲之時(shí)，電梯無法工作，幫助居住在高樓的市民安全迅速離開火場，保證人身安全。本設(shè)計(jì)是由逃生繩索、逃生鉤、簡易緩降器、簡易保護(hù)器三部分組成。逃生繩索的逃生鉤模仿剪刀的構(gòu)造，在剪片握內(nèi)側(cè)添加彈簧，控制受力形式。繩索采用軍用航空鋼絲，外包用尼龍繩編織，結(jié)實(shí)可靠耐火耐高溫。緩降器采用簡單的鋼絲環(huán)繞增加摩擦的方式。保護(hù)器人性化設(shè)計(jì)，更多的照顧了老人和小孩。相比同類產(chǎn)品，我們的作品簡單可靠低成本，面向普通

2、家庭，保證功能又節(jié)約材料，與世界環(huán)保主題同行關(guān)鍵詞：可循環(huán)，高空逃生，簡單可靠，環(huán)保聯(lián)系人：XXX、聯(lián)系電話：XXXXXXXXXXX，EMAIL:XXXXXXXXX。1 研制背景及意義目前消防應(yīng)急救援裝備能力與高層建筑的發(fā)展嚴(yán)重失衡，一是裝備的舉高和遠(yuǎn)射能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于高層建筑的高度發(fā)展，現(xiàn)有的消防水罐車噴水滅火能力僅僅為8層樓高，最高的云梯車舉高能力也只有15層左右，對(duì)于更高的高層建筑火災(zāi)來說，這些應(yīng)急救援逃生裝備只能望樓興嘆；二是裝備的體積龐大、機(jī)動(dòng)性差，受道路交通、建筑周邊環(huán)境影響嚴(yán)重，經(jīng)常因地形復(fù)雜、障礙阻擋等原因而延誤時(shí)機(jī)，三是裝備的救援能力差，現(xiàn)有云梯車一次升降只能營救2

3、至3人，一旦遇上特大火災(zāi)，不能滿足現(xiàn)場實(shí)際救援需要。隨著我國工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷加快，上述矛盾也將日益突出，已有數(shù)據(jù)顯示，我國一些發(fā)達(dá)城市高層建筑火災(zāi)事故已經(jīng)呈現(xiàn)加速上升態(tài)勢。針對(duì)目前的被動(dòng)狀況，認(rèn)真分析國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向，填補(bǔ)我國消防應(yīng)急救援裝備技術(shù)的漏洞，迫在眉睫。隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)財(cái)富日益增多，加上各種新設(shè)備、新材料、新工藝的大量開發(fā)和應(yīng)用，用火、用電、用氣范圍日益擴(kuò)大，潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)因素越來越多，火災(zāi)的危害性也越來越大，火災(zāi)已成為各種災(zāi)害中發(fā)生頻繁且毀滅性較大的災(zāi)害之一，隨著高樓的日益增多，也給消防工作帶來巨大壓力。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)；如何能保證高樓內(nèi)生活或工作的市民，他們的

4、人生安全已經(jīng)成為非常嚴(yán)峻的問題。僅在這十年里國內(nèi)外關(guān)於“火災(zāi)安全逃生裝置”的專利申請(qǐng)已超過五六十種之.但多數(shù)為：單線式、鋼絲繩、及機(jī)械化的逃生器。用機(jī)械旋轉(zhuǎn)控制實(shí)現(xiàn)下行逃生;使用時(shí)將人吊在空中，繩子自動(dòng)回位旋轉(zhuǎn)。操作復(fù)雜且占用時(shí)間，影響效率。并且逃生器也比較重，大部份機(jī)械裝置跟隨人落到地上，安全性不高，對(duì)老人及小孩尤其不適用。除此之外，逃生器中最昂貴的有云梯、消防車之類的火災(zāi)安全逃生裝置，其成本較高、體積大。難以普及于民眾家庭安裝和消費(fèi)，一般只有專業(yè)的消防隊(duì)才能配置。高層火災(zāi)自行逃生基本不可能近千高樓逃生設(shè)備幾乎為零，如果高樓有了救生設(shè)備，情況就大不一樣了，大部分高層建筑并沒設(shè)置避難層。既然高

5、樓大廈存在發(fā)生火災(zāi)的隱患。（國家消防部門要采取多種救災(zāi)方法主要是實(shí)施自救為主并用“消防法”強(qiáng)制居住高樓居民家里必須備有遇災(zāi)逃生工具。）如某棟高樓的居民遇到終生難逢的大火災(zāi)，居民手中沒有一種得心應(yīng)手的逃生工具，單等消防人員前來掄救往往錯(cuò)過逃生的第一時(shí)間，其后果不可設(shè)想。本發(fā)明人本著“消災(zāi)救人”的目的，而研發(fā)了“巧力夾高樓逃生裝置”。城市火災(zāi)是一種發(fā)生頻率高、涉及面廣、破壞性大、反響強(qiáng)烈的突發(fā)性災(zāi)害。隨著建筑高度的增加和日趨密集，建筑的安全隱患也越來越多，即使在發(fā)達(dá)國家的高樓遇有火災(zāi)、爆炸等事件時(shí)，由于時(shí)間、空間等諸多因素的限制，人員自救逃生也是一個(gè)極待解決的重要問題。高樓突然失火 ,電梯不能用,

6、樓梯阻塞,飛不上去也跳不下來,怎樣才能迅速逃生?這樣的情況每年都有發(fā)生 ,也有很多人因無法逃生而遇難,而高樓失火逃生裝置在這樣的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。在人們將越來越多的精力和時(shí)間都投入到對(duì)安全問題保障研究的同時(shí),卻忽略了最基礎(chǔ)的一種手段 ,在人們?cè)絹碓蕉嗟挠玫礁鞣N高科技和現(xiàn)代手法進(jìn)行安全保障的同時(shí),卻忽略意外事件的發(fā)生,是不可以借助外力和各種現(xiàn)代手段的 ,要靠最基礎(chǔ)和最簡單的方式 ,也就是機(jī)械的方式才是最安全和穩(wěn)定的。2 主要功能和性能指標(biāo)2.1 主要功能現(xiàn)在全球高樓矗立，當(dāng)其發(fā)生火災(zāi)或者其他危險(xiǎn)情況，需要人立即高空逃生，那么一般的光有繩索是沒有用的，還必須有一個(gè)安全的固定地點(diǎn)才行。我們的作品其一就

7、是以繩子本身為固定點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)逃生時(shí)保險(xiǎn)繩的安全固定地點(diǎn)未能解決的問題。更重要的是解決因樓層過高，繩子長度不足。繩子一般在2040米，而現(xiàn)在的樓層一般都超過400米。一根繩子根本無法徹底解決逃生問題，而我們的作品設(shè)計(jì)使繩子可重復(fù)使用，解決繩長難題。還有溫馨設(shè)計(jì)：適合老人兒童的保護(hù)器。2.2 性能指標(biāo)2.2.1逃生繩圖1 逃生繩規(guī)格：長25m 直徑：8mm。材質(zhì)：內(nèi)芯用直徑3.2mm的軍用航空鋼絲，外包用尼龍繩編織。最小斷裂拉力（N）：24700經(jīng)高溫處理后的最小斷裂拉力（N）：24700經(jīng)低溫處理后的最小斷裂拉力（N）：1、24700經(jīng)高溫處理后的斷裂延伸率（%）：8經(jīng)低溫處理后的斷裂延伸率（%）

8、：9經(jīng)清水浸濕后的斷裂延伸率（%）：10抗沖擊性能：安全繩經(jīng)高2M、300KG的負(fù)載自由落體沖擊后，無斷裂現(xiàn)象。適用范圍：本產(chǎn)品內(nèi)裝有25m救生繩，適用于家庭住宅、醫(yī)院、旅館、寫字樓、公共娛樂場所、勞動(dòng)密集型的生產(chǎn)場所發(fā)生火災(zāi)時(shí)的救生設(shè)施。2.2.2簡易緩降器圖2 簡易緩降器最大使用負(fù)荷量，比標(biāo)準(zhǔn)增加25%，超過目前標(biāo)準(zhǔn)最大負(fù)荷100公斤的規(guī)格，簡易緩降器的最大使用負(fù)荷是125公斤；最可靠的救生緩降器，其采用獨(dú)特的摩擦阻尼結(jié)構(gòu)，使它的下滑速度非常平穩(wěn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他產(chǎn)品，在負(fù)荷100公斤運(yùn)行時(shí)其下降速度僅為0.64米/秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)限定的最大下降速度1.5米/秒，使乘坐人員感覺非常平穩(wěn)，意

9、味著乘坐本緩降器更安全、可靠、舒服。2.2.3逃生鉤圖3 逃生鉤材料名稱: 45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼 標(biāo) 準(zhǔn) 號(hào): GB699-88 試樣尺寸: 25 試樣狀態(tài): 退火鋼 抗拉強(qiáng)度: 600 (MPa) 屈服強(qiáng)度: 355 (MPa) 延 長 率: 16% 斷面收縮率: 40% 布氏硬度: 197 (Hblack eye )材料化學(xué)成分組成： 元素 比例(%) 碳 C 0.420.50 鉻 Cr 0.25 錳 Mn 0.500.80 鎳 Ni 0.25 磷 P 0.035 硫 S 0.035 硅 Si 0.170.37 特性及應(yīng)用: 未熱處理時(shí)：HB229 熱處理：正火 沖擊功：Aku39J 強(qiáng)度較高

10、，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件，以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時(shí)有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火。焊接性差2.2.4 保護(hù)器圖4 保護(hù)器可承載成人23人，特別適合老人兒童。保護(hù)器設(shè)計(jì)成椅子形狀，保證安全可靠的同時(shí)還很舒服，并且不僅面向成人，老人小孩尤其收益。還有承載能力的設(shè)計(jì)適用于多人同時(shí)逃生，節(jié)省了一個(gè)個(gè)逃生的時(shí)間。3 設(shè)計(jì)方案3.1 逃生鉤設(shè)計(jì)彈簧的設(shè)計(jì)使鉤子的扣緊與張開，通過繩子的拉緊與放松控制來實(shí)現(xiàn)，而繩子的拉緊與放松由重力控制（當(dāng)彈簧僅承受整個(gè)裝置本身的重力時(shí)，鉤子出于臨

11、界扣緊狀態(tài)，僅當(dāng)人給它一個(gè)向上的外力，鉤子才會(huì)張開）。圖5 逃生鉤三維圖圖6 逃生鉤三維圖3.2 簡易緩降器設(shè)計(jì)緩降器采用鋼絲環(huán)繞增加摩擦的簡單方式，是最可靠的救生緩降器，其采用獨(dú)特的摩擦阻尼結(jié)構(gòu)，使它的下滑速度非常平穩(wěn)，使乘坐人員感覺非常平穩(wěn)，意味著乘坐本緩降器更安全、可靠、舒服。3.3 保護(hù)器設(shè)計(jì)保護(hù)器的設(shè)計(jì)簡單實(shí)用，安全可靠。避免一般保護(hù)衣存在因重心不穩(wěn)，瞬間滑落導(dǎo)致人身不安全。以及照顧到老人小孩控制力道不穩(wěn)和保護(hù)器對(duì)他們身體造成疼痛傷害。保護(hù)器伸縮帶的設(shè)計(jì)，可因人的重量而異，在載重范圍內(nèi)調(diào)節(jié)長度，從而達(dá)到多人使用保證平衡，不傾斜。4 理論設(shè)計(jì)計(jì)算各項(xiàng)性能指標(biāo)計(jì)算方法：彈簧勁度系數(shù)應(yīng)力：

12、延伸率斷面收縮率：5 工作原理及性能分析圖7 可循環(huán)使用的安全逃生裝置5.1 工作原理當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)，濃煙烈火封閉疏散通道的危急情況下，被困人員可利用本產(chǎn)品安全地迅速從天而降脫離險(xiǎn)境。本產(chǎn)品不用電，不借助外力，僅靠人的自重即可工作，并根據(jù)人的體重自動(dòng)調(diào)節(jié)下降速度。本產(chǎn)品操作簡便，無須專門訓(xùn)練，男女老幼均可使用。本產(chǎn)品除可以成為賓館、辦公樓、高層住宅和商場常備的救生設(shè)施外，也可以在消防、高空作業(yè)、石油平臺(tái)、井架等場所使用。選好跳落窗口或陽臺(tái)，將救生繩一端安全繞在窗口或牢固固定在建筑物上，逃生鉤扣住生字本身。將繩盤拋下地面，處于待用狀態(tài)。逃生者安全平穩(wěn)坐上保護(hù)器的適當(dāng)位置，并拉緊逃生繩，準(zhǔn)備跳

13、落。手握牢固地套在緩降器上的保護(hù)器鉤子，面向墻壁，從窗口或陽臺(tái)上從容跳落。落地后，使地面支撐重力，讓繩索處于自由狀態(tài)，給它一個(gè)向上的甩力，鉤在上層的逃生鉤在彈簧作用力下自動(dòng)松開，下落到更底層。逃生著隨即使用下端的鉤子重復(fù)上述動(dòng)作，反復(fù)幾次后即能安全逃離高層火災(zāi)發(fā)生處，然后離開現(xiàn)場。5.2 性能分析實(shí)現(xiàn)逃生時(shí)保險(xiǎn)繩的安全固定地點(diǎn)未能解決的問題。更重要的是解決因樓層過高，繩子長度不足。繩子一般在2040米，而現(xiàn)在的樓層一般都超過400米。一根繩子根本無法徹底解決逃生問題，而我們的作品設(shè)計(jì)使繩子可重復(fù)使用，解決繩長難題。6 創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用1）彈簧的設(shè)計(jì)使狗子的扣緊與張開，通過繩子的拉緊與放松控制來實(shí)現(xiàn)

14、，而繩子的拉近與放松有重力控制（當(dāng)彈簧僅承受整個(gè)裝置本身的重力時(shí)，鉤子處于臨界扣緊狀態(tài)，僅當(dāng)人給它一個(gè)向上的外力時(shí)，鉤子才會(huì)松開）。2）保護(hù)器的設(shè)計(jì)簡單實(shí)用，安全可靠。避免一般保護(hù)衣因重心不穩(wěn)，導(dǎo)致人體瞬間滑落，威脅人生安全。以及照顧到老人小孩控制力道不穩(wěn)和保護(hù)器對(duì)他們身體造成疼痛傷害。3）保護(hù)器伸縮帶的設(shè)計(jì)，可因人得重量而異，在載重范圍內(nèi)調(diào)節(jié)長度，從而達(dá)到多人使用時(shí)保證平衡，不傾斜。參考文獻(xiàn)1. 翁海珊，王晶.第一屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品集. 高等教育出版社.2006.52. 翁海珊，王晶.第二屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品集. 高等教育出版社.2007.53. 濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社.20014. 王成燾編著.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)：思想與方法。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.19995. 吳宗澤主編.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.19886.