液压阻尼式救生装置设计及运动仿真开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:2330字

1. 研究目的与意义

目前,中国的高层建筑建设,正处于突飞猛进的发展阶段。高层建筑具有楼层多,内部装饰材料多、功能多、人员多、管道竖井多等六多的特点,这就造成了一旦高层建筑发生火灾,就必然存在群死群伤及重大财产损失的风险。如何使建筑内所有人员快速而安全地疏散到安全区域,是一个越来越受到各界关注和重视的问题,也是建筑人员消防工作人员和安全管理人员应积极研究解决的问题。目前市场上有各种从窗户或阳台逃生的装置,这些装置几乎都是靠摩擦阻尼来限速,由于摩擦力的大小随摩擦件的材质、表面物理特性、摩擦件之间的压力、环境温度、湿度等各种不稳定因素的改变而变化,稳定性较差,因此这类靠摩擦阻尼来限速的逃生装置不够安全。

本装置将液压阻尼引入救生装置,主要靠节流阀产生的液压阻尼来控制人下降时的速度,适合各年龄层、不同体重的人使用。且随着人在重力作用下下降速度的增加,液压阻尼也随之增大,形成了自动反馈,始终保持人匀速下降,安全可靠。

2. 国内外研究现状分析

国内研究现状:曹红奎针对目前高楼逃生手段的现状,提出了一种新颖的缓降器设计方法,即基于液压阻尼式的高楼逃生器的设计。通过对缓降器内部结构的分析,采用高阻尼液体与阻尼小孔相配合的方式,达到高阻尼减速的目的,使其可以在发生火灾等危急情形下不需要考虑人体重量和楼房高度等因素的影响,任何人不需要预先练习都可以安全快速成功的逃生;王立杰将液压阻尼引入救生装置,此装置主要靠节流阀产生的液压阻尼来控制不同体重的人下降的速度,适合各年龄层、不同体重的人使用,安全可靠;兰杰设计了液压阻尼逃生装置,该逃生器通过多个液压缸中的液体往复流动提供的阻力,从而达到不同人群以不同的速度稳定下降的目的;唐学工研制了高楼救生索,装置的原理是采用一个离心加载减速器。当人因重力从高处下降时,会产生一个速度,这个速度传递给离心加载减速器后,会产生一个因减速器旋转而带来的离心力,将离心力转化成轴向压力压紧一组摩擦片,产生了抵抗人体重力的摩擦力;沙金良研制了一种新型的空气阻尼式缓降器,该装置的原理是将人、物在重力场内下降时释放出的位能转变为空气动能,排放于周围大气中,从而限制落地速度在合理范围之内,安全落地。不发热、无磨损、安全可靠、可连续重复使用,尤其适用于高层、超高层建筑,当发生灾害时集体自救逃生;张蕊华、陈海初、刘述亮设计了一种自发电的高空缓降救生器,该救生器具有体积小、重量轻、负载大、救援高度可达100m安装方便等优点,其工作原理是利用多级齿轮实现增速传动,将人体下降时的速度传递给发电机并带动发电机转动发出电能,通过功率热电阻转化成热能耗散,减少势能向动能的转化,从而实现高空缓降。

国外研究现状:国外发明了一种高层建筑智能救生系统,该设备使用非动力空气阻尼摆线结构,提高了设备的稳定性和安全性,完全不同于正常的齿轮啮合塔起落架结构,避免在高温高压下或齿轮长期反复使用时,机械结构变形而报废。该系统配有两根可以重复使用的绳索,比传统的单根绳索效率翻了一倍。同时该设备还具有很好的节能功能。全新的设计和独特的制造工艺,使这种产品不但安全可靠,更具有很强的实践性;9.11恐怖袭击事件发生后,美国凯文斯通发明了一种摩天大楼救生轮,经过长时间多次的测试,平均每下一层用时不到一秒,假如高150米的大楼发生火灾,不用2分钟就可以安全快速稳定的缓降到地面;2004年,一名丹麦老人延森自制了一套安全缓降救生装置高楼滑动鞋,并将其安装在一栋高楼外随时可以使用,如果发生火灾可以快速的帮助人们缓降救生用,这种滑动鞋的工作原理是依靠安装在高楼外面的轨道实现缓降滑动;德国研制出一种由运载器、载人轮和齿轮导轨3部分组成的救生装置,齿轮导轨固定在高楼的外部墙体上面,对于一栋35层的高楼而言,救援能力可达到每小时250人次;以色列发明了一种有5层折叠救生舱组成的救生系统,该系统和救生电梯比较相似,该系统用防火材料做成救生舱的四面,用高强度的材料复合做成底板,每层最多可容纳30人;西班牙研究人员发明了一种带导轨的滑行救生装置,该装置的导轨安装在高楼内部,可以控制缓降滑行者的速度,每次将一个人安全地运送到紧急出口;英国研究出一种特殊材料制成的尼龙膜充气袋,该尼龙气袋可以耐高温防火,摩擦阻力较大,并且能够在极短的时间内完成充气,尼龙膜气袋充气后就成为一个倾斜槽形的滑道,逃生者可迅速缓降滑行逃生;阿根廷研制了一种箱式缓降救生装置,疏散人员的效率相对比较高;美国研制了一种缓降救生器,该缓降救生器设计了一个依靠摩擦提供阻力的制动器,能自动控制缓降的速度并将其控制在一个安全的范围内,它可以安装在天花板上,阳台上或外墙上,使用者只要穿上安全带便可立即使用;目前,救生设备已经向搜救机器人方向发展。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1.根据使用要求确定调速器的参数;

2.拟定系统原理图;

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4. 研究创新点

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