[发明专利]一种高空缓降器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高空缓降器，属机械原理、机构学技术领域。

背景技术

本发明旨在利用齿轮变速原理和棘轮、棘爪机构以及发明者所设计的卡轮与卡叉的相互配合使绕绳盘作平均转速基本恒定的旋转，以控制绕于绕绳盘上的缆绳离开绕绳盘的速度。可用于高空作业或逃生等场合，使高空作业者或逃生者等以匀速而安全的速度下降。该装置下降速度均匀而适中，避免了可能发生的自由落体运动，因而安全可靠，且操作简单便捷，随遇而用。不仅是公共场合的救生装置，也可成为家庭避难器材或其他高空作业场合的器具，改变了传统上只能靠消防救援的被动局面，同时也是楼房建筑突发事件被困者迅速脱险的最佳选择。人体或其它重物通过缆绳传递给绕绳盘的力矩，产生相应的线速度，该速度经齿轮系及卡轮、卡叉机构后降至一定的较低值，从而达到缓降目的。而缆绳可在降下后收回，重复利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高空缓降器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：应用一种高空缓降器，以控制人体或其他重物的下降速度。其主要部件有：绕绳盘1、变速齿轮箱、齿轮系、卡轮10、卡叉11、内接式棘轮机构、缆绳13、机座14；齿轮系包括齿轮2、齿轮3、齿轮6、齿轮7、齿轮8、齿轮9；其技术方案是：缆绳13绕于绕绳盘1上，绕绳盘1与齿轮2同轴，齿轮2与齿轮3啮合，齿轮3与内接式棘轮机构中的主动轮4同轴，主动轮4通过棘爪12带动棘轮5转动，棘轮5与齿轮6同为一体，齿轮6与齿轮7啮合，齿轮7与齿轮8同轴，齿轮8与齿轮9啮合，齿轮9与卡轮10同轴，卡轮10与卡爪11配合，以控制卡轮10的转动速度，从而控制缆绳13下降的速度。所述各齿轮的齿数根据所要求的缆绳13离开绕绳盘1的速度而定。

本发明的有益效果是：通过变速齿轮箱中齿轮系的变速以及卡轮10与卡爪11的配合，来控制重物的下降速度。

附图说明

图1是高空缓降器的主要机构及其功能图。

图2是高空缓降器外形及主要零部件图。

图3是卡轮10与卡叉11的配合图。

图4是内接式棘轮机构图。

图5是卡轮10与卡叉11配合的工作原理图。

图中：1、绕绳盘，2、齿轮2，3、齿轮3，4、内接式棘轮机构中的主动轮，5、棘轮，6、齿轮6，7、齿轮7，8、齿轮8，9、齿轮9，10、卡轮，11、卡叉，12、棘爪，13、缆绳，14、机座。

具体实施方式

实施例1，参阅图1、图2、图3和图4，缆绳13一端固定在线盘1上，另一端通过安全挂钩与安全防护绳系于人体上，人体的重力，通过绕线盘1转化为力矩，绕线盘1与齿轮2同轴，所以绕线盘1上的转矩通过该传动轴传至齿轮2，齿轮2与齿轮3相啮合，齿轮3与内接式棘轮机构中的主动轮4同轴，所以齿轮3上的(扭)转矩通过传动轴传至内接式棘轮机构的主动轮4，内接式棘轮机构的棘轮5与齿轮6为一体，同时齿轮6通过滚动轴承与主动轮4的中心轴连接，主动轮4的中心轴转动时不能带动棘轮5和齿轮6一起转动。正转时速回绳时，因为棘轮机构传动的单向性，主动轮4不能带动棘轮5转动，于是将棘轮5以后的机构从系统中分离(相当于离合器的作用)，以实现小力矩快速回绳。齿轮6与齿轮7啮合，齿轮6的转矩传给齿轮7，齿轮7与齿轮8同轴，齿轮8与齿轮9啮合。通过齿轮2、3、6、7、8、9的传动，将人体下降时产生的转矩转变为一个较小的值。齿轮系(包括齿轮2、3、6、7、8、9)的传动比可根据人体下降速度的要求设计，本发明以传动比i＝1/14为例设计。齿轮9与卡轮10同轴，齿轮9的转矩传给卡轮10。卡轮10在齿轮9所产生的驱动力矩作用下转动。如图5所示，卡轮10倾斜的轮齿交替地与卡叉11的卡齿I、II接触而使卡叉11住复摆动，卡叉11往复摆动的周期与其转动惯量的平方根成正比，与卡轮10给卡叉11的转矩大小的平方根成反比。当卡叉11的材质与几何尺寸都己确定时，卡叉11的转动惯量即为常数，故只要卡轮10给卡叉11的力矩大小基本稳定，就能使卡轮10作平均转速基本恒定的间歇运动；当卡轮10的转速为一恒定值时，人体下降速度的也为一恒定值，而不会出现人体在下降的过程中因为重力加速度的作用而作自由落体运动。

下面对卡轮10与卡叉11的工作过程作一说明。

卡叉11的一个摆动周期可分为八段，参阅图5：