一种渐开线绳轮的制作方法

本发明涉及紧急逃生设备技术领域，具体涉及一种渐开线绳轮。

背景技术：

目前，在城市中高层及超高层建筑越来越多，一旦发生火灾、地震等灾害，人们被大火困在房内无法脱身时，就只能等待消防人员前来救援，这样，使受困人员生命安全受到了极大的威胁，针对上述问题，人们研制了许多逃生工具，现有技术中高空逃生装置很多，但存在以下问题：1、结构复杂，体积笨重，制造成本高，难以得到推广应用；2、操作困难，被困人员在面临灾难这种紧急情况下难以操作；3、不具备自动回位功能，即具备回位功能，也需要高处被困人员来操作进行返高，无法适应在多人需要逃生情况下的用；4、安装复杂，对使用场地的结构要求比较高。

在中国专利申请号为200520072737.0，公告日为2006.07.12的专利文献中公开了一种用于高层建筑作业、高层民用缓降装置，尤其是一种可自行调整下降速度、高层逃生用的应急救生用缓降装置。具有壳体，在壳体内设置有主动齿轮轴，在壳体内还设置有被动齿轴，主动齿轮轴和被动齿轴与壳体活动连接，主动齿轮和被动齿轴啮合，被动齿轴上设置有降速离心机构，壳体上端设置有降速毂，降速离心机构置于降速毂内，在绳索导轮上嵌装有绳索，在壳体外部设置有锁绳机构。该实用新型所述的救生缓降器，结构简单、能快速方便地实现高层建筑的应急逃生，下降安全平稳。

该缓降器所采用的绕绳方式是通过绳索缠绕在绳索导轮上再通过绳索导轮带动主动齿轮运转，主动齿轮再传动到被动齿轴上的降速离心机构实现降速，但是该实用新型，绳索只是简单的缠绕在绳索导轮上，由此可能会发生绳索打滑的现象，从而导致在逃生的过程可能会出现意外而导致逃生人员发生危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种渐开线绳轮，利用渐开线的原理，从而增加绳子与绳轮之间的摩擦力，保证缓降绳与缠绕线轮之间的稳定性。

为达到上述目的，一种渐开线绳轮，设置在缓降器的缓降箱内，包括用于缠绕缓降绳的缠绕线轮，所述缠绕线轮包括缠绕轮轴、第一缠绕轮、第二缠绕轮和线轮，所述第一缠绕轮和第二缠绕轮通过线轮连接，缠绕轮轴穿过第一缠绕轮和第二缠绕轮，所述缠绕轮轴的一端固定在缓冲箱内，所述第一缠绕轮和第二缠绕轮靠近线轮一侧面上设有以线轮的渐开线向外延伸的渐开线凸起，线轮上设有缓降绳，且渐开线凸起在渐开线凸起与缓降绳相交处的切线方向与缓降绳在相交处的切线方向相垂直。

上述结构的渐开线绳轮，使用时将缓降绳缠绕在缠绕轮上，在缓降的过程中缓降绳向上移动而带动缠绕轮进行转动，在带动缠绕轮轴转动，进而带动其他缓降器实现缓降功能，而由于所述第一缠绕轮和第二缠绕轮靠近线轮一侧面上设有以线轮的渐开线向外延伸的渐开线凸起，在转动的过程中，缓降绳能与渐开线凸起进行面接触，防止由于点接触导致滑动过快的问题，同时由于渐开线凸起是沿着线轮的渐开线方向设置，由于渐开线的原理，从而使得线轮在运动时产生的预脱离缓降绳方向脱离力，由于渐开线凸起在渐开线凸起与缓降绳相交处的切线方向与缓降绳在相交处的切线方向相垂直，从而在运动过程中，缓降绳与渐开线凸起相接触渐开线凸起会给缓降绳产生一个与脱离力相反方向的力，且缓降绳是与缓降绳与渐开线凸起相交处的切线方向垂直，从而限制缓降绳沿着相交处的两侧摆动，从而防止缓降绳从线轮上脱离，结构稳定性好。

进一步的，所述渐开线凸起设置有两条以上，且所述渐开线凸起沿着第一缠绕轮和第二缠绕轮的圆周方向均匀设置，沿着圆周方向均匀设置多个渐开线凸起，使得缓降绳在转动过程中，能多次与渐开线凸起相接触，进一步防止在转动过程中缓降绳脱离线轮。

进一步地，缓冲箱内设有叶轮箱，所述叶轮箱包括箱体、缓冲环、叶轮、液压油、叶轮轴和箱盖，所述箱体固定在缓降箱内，在箱体的内壁设有缓冲环，所述叶轮设置在缓冲环内并通过叶轮轴连接箱体，箱盖设置在箱体上方，叶轮轴穿过箱盖连接齿轮组，所述叶轮上设有一个以上的叶轮片，所述缓冲环上设有与叶轮片相对应的缓冲块，在叶轮与缓冲环之间填充有液压油，由此设置，通过叶轮与缓冲环的作用牵制缠绕线轮的转动速度以实现缓慢降落，通过叶轮片在旋转时接触缓冲块，再加上液压油作为缓冲液体且能起到润滑冷却的作用使得叶轮片在接触缓冲块时不会因为摩擦而产生热量过高从而破坏叶轮片和缓冲块的结构。

进一步的，所述缓冲块与缓冲环连接处的切线方向倾斜设置，且一个以上缓冲块倾斜方向相同，由于缓冲块相对与缓冲环倾斜设置，使得缓冲块与叶轮片相接触时，给叶轮片一定导向作用，也不会被缓冲块卡死，结构稳定性更好。

进一步的，所述缠绕轮轴的另一端用于连接齿轮组，所述齿轮组包括缠绕齿轮、传动齿轮、叶轮箱齿轮和传动轴，所述缠绕齿轮设置在缠绕轮轴上，叶轮箱齿轮设置在叶轮轴上，传动齿轮设置在缠绕齿轮和叶轮箱齿轮之间并与缠绕齿轮和叶轮箱齿轮啮合连接，传动齿轮通过传动轴连接缓冲箱，通过齿轮啮合传动的作用，可保证下落过程中齿轮不会发生打滑现象，从而保证求生人员的安全。

进一步的，所述缓冲箱位于缠绕线轮一端的上下两侧上设有导向孔，位于导向孔上设有导向轮，缓降绳穿过导向孔缠绕在线轮上，导向轮压制缓降绳通过导向轮的作用，在缓降绳缠绕在缠绕线轮上时不会发生缓降绳重合缠绕在一起的现象。

进一步的，所述叶轮轴与叶轮箱齿轮连接的一端设有叶轮连接轴，所述叶轮连接轴上连接有两条叶轮连接条，所述的两条叶轮连接条的中心相连形成十字形且中心处于叶轮连接轴的中心，在所述叶轮箱齿轮上设有与叶轮连接条相对应的十字形叶轮连接槽，由此设置，十字形的连接方式比圆形连接更加紧固，从而保证叶轮轴与叶轮箱齿轮在转动时不会发生打滑现象。

进一步的，所述传动轴与传动齿轮连接的一端设有传动连接轴，所述传动连接轴上连接有两条传动连接条，所述的两条传动连接条的中心相连形成十字形且中心处于传动连接轴的中心，在所述传动齿轮上设有与传动连接条相对应的十字形传动连接槽，所述缠绕轮轴与缠绕齿轮连接的一端设有缠绕连接轴，所述缠绕连接轴上连接有两条缠绕连接条，所述的两条缠绕连接条的中心相连形成十字形且中心处于缠绕连接轴的中心，在所述缠绕齿轮上设有与缠绕连接条相对应的十字形缠绕连接槽，由此设置，十字形的连接方式比圆形连接更加紧固，从而保证传动轴与传动齿轮在转动时不会发生打滑现象。

进一步的，所述渐开线凸起为条形凸块，且渐开线凸起包括第一连接面、第二连接面和第三连接面，第一连接面和第二连接面的一侧与第一缠绕轮的一侧面相连，第一连接面和第二连接面的另一侧与第三连接面的两侧相连，且第一连接面与第二连接面都与第三连接面倾斜设置，第三连接面宽度小于第二连接面的宽度，第三连接面的宽度小于第一连接面的宽度，以上设置，使得渐开线的凸起的截面形成梯形，从而保证缓降绳与渐开线凸起的顶面的接触面大的情况下，两侧倾斜设置又能防止接触面过大影响线轮的转动。

进一步的，第一缠绕轮和第二缠绕轮都包括平行设置的第一环面和第二环面，且第一环面和第二环面之间设有第三环面，第三环面上设置有渐开线凸起，第一环面的中心和第二环面开设有缠绕轴轮的安装孔，第一环面的面积小于第二环面的面积，第一环面的面积与线轮的横截面积相匹配，以上设置，使得第一缠绕轮和第二缠绕轮都为一个内侧小外侧大的轮，第三环面为弧形面，从而使得内侧能与线轮贴合，同时使得渐开线凸起设置在倾斜面上，使得内侧与缓降绳接触更多，摩擦大，外侧与缓降绳接触少，使得缓降绳在进入缓降器的一侧滑动稳定，但是伸出缓降器的不会受到过大摩擦力的影响。

附图说明

图1为安装有本发明的渐开线绳轮的缓降器的剖视图。

图2为本发明的渐开线绳轮与叶轮组以及叶轮箱的立体示意图。

图3为本发明的渐开线绳轮相连的叶轮箱的爆炸示意图。

图4为本发明的渐开线绳轮与叶轮组以及叶轮箱另一视角的立体示意图。

图5为叶轮片旋转至缓冲块时的剖视图。

图6为安装有本发明的渐开线绳轮的缓降器的立体示意图。

图7为齿轮组的爆炸图。

图8为图5中a处的方大图。

图9为第一缠绕轮的立体示意图。

图10为图9中b处的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1至图10所示，一种渐开线绳轮，设置在缓降器的缓降箱1内，包括用于缠绕缓降绳13的缠绕线轮3，所述缓降箱1内还设有齿轮组4和叶轮箱2，所述齿轮组4连接缠绕线轮3和叶轮箱2。

如图4所示，所述缠绕线轮3包括缠绕轮轴31、第一缠绕轮32、第二缠绕轮33和线轮34，所述第一缠绕轮32和第二缠绕轮33通过线轮34连接，缠绕轮轴31穿过第一缠绕轮32和第二缠绕轮33，所述缠绕轮轴31的一端固定在缓降箱内，通过缠绕线轮3的设置，使用时，将缓降绳13缠绕在缠绕轮3上，在缓降的过程中缓降绳13向上移动而带动缠绕轮3进行转动，在带动缠绕轮轴31转动，进而带动其他缓降器实现缓降功能。

所述第一缠绕轮32和第二缠绕轮33靠近线轮的一侧面上设有以线轮34的渐开线向外延伸的渐开线凸起35，线轮34上设有缓降绳13。

如图8所示，渐开线凸起35在渐开线凸起35与缓降绳13相交处的切线方向s与缓降绳在相交处的切线方向l相垂直。

在本实施例中，所述渐开线凸起位置的计算公式为：

x=r*cos(t)+r*t*sin(t)

y=r*sin(t)-r*t*cos(t)

其中t的角度为：0°≤t≤360°

式中，（x,y）为渐开线凸齿上其中一点的坐标，r为线轮的半径，t为渐开线展开的角度。

由此设置，由于所述第一缠绕轮和第二缠绕轮靠近线轮一侧面上设有以线轮的渐开线向外延伸的渐开线凸起，在转动的过程中，缓降绳13能与渐开线凸35起进行面接触，防止由于点接触导致滑动过快的问题，同时由于渐开线凸起35是沿着线轮34的渐开线方向设置，由于渐开线的原理，从而使得线轮34在运动时产生的预脱离缓降绳方向脱离力f，由于渐开线凸起35在渐开线凸起35与缓降绳13相交处的切线方向s与缓降绳在相交处的切线方向l相垂直，从而在运动过程中，缓降绳13与渐开线凸起35相接触渐开线凸起35会给缓降绳13产生一个与脱离力f相反方向的力f'，且缓降绳13是与缓降绳13与渐开线凸起35相交处的切线方向s垂直，从而限制缓降绳13沿着相交处的两侧摆动，从而防止缓降绳13从线轮34上脱离，结构稳定性好。

如图4和图9所示，所述渐开线凸起35设置有两条以上，且所述渐开线凸起35沿着第一缠绕轮32和第二缠绕轮33的圆周方向均匀设置，沿着圆周方向均匀设置多个渐开线凸起35，使得缓降绳13在转动过程中，能多次与渐开线凸起35相接触，进一步防止在转动过程中缓降绳13脱离线轮34。

如图1和图3所示，所述叶轮箱2包括箱体21、缓冲环22、叶轮23、液压油（图中未示出）、叶轮轴25和箱盖26，所述箱体21固定在缓降箱1内，在箱体21的内壁设有缓冲环22，所述叶轮23设置在缓冲环22内并通过叶轮轴25连接箱体21，箱盖26设置在箱体21上方，叶轮轴25穿过箱盖连接齿轮组4，所述叶轮23上设有一个以上的叶轮片231，所述缓冲环22上设有与叶轮片231相对应的缓冲块221，在叶轮23与缓冲环22之间填充有液压油，通过叶轮片231在旋转时接触缓冲块221，再加上液压油作为缓冲液体且能起到润滑冷却的作用使得叶轮片231在接触缓冲块221时不会因为摩擦而产生热量过高从而破坏叶轮片231和缓冲块221的结构。

如图1和图5所示，所述缓冲块221与缓冲环22连接处的切线方向倾斜设置，且一个以上缓冲块221倾斜方向相同，由于缓冲块221相对与缓冲环22倾斜设置，使得缓冲块221与叶轮片231相接触时，给叶轮片231一定导向作用，也不会被缓冲块221卡死，结构稳定性更好。

如图2和图7所示，所述缠绕轮轴的另一端用于连接齿轮组，所述齿轮组4包括缠绕齿轮41、传动齿轮42、叶轮箱齿轮43和传动轴44，所述缠绕齿轮41设置在缠绕轮轴31上，叶轮箱齿轮43设置在叶轮轴25上，传动齿轮42设置在缠绕齿轮41和叶轮箱齿轮43之间并与缠绕齿轮41和叶轮箱齿轮43啮合连接，传动齿轮42通过传动轴44连接缓冲箱1，通过齿轮啮合传动的作用，可保证下落过程中齿轮不会发生打滑现象，从而保证求生人员的安全。

如图1所示，所述缓冲箱1位于缠绕线轮3一端的上下两侧上设有导向孔11，位于导向孔11上设有导向轮12，所述导向轮12通过导向轮柱121固定在缓降箱1上，缓降绳13穿过导向孔11缠绕在线轮34上，导向轮12压制缓降绳13，通过导向轮12的作用，在缓降绳13缠绕在缠绕线轮3上时不会发生缓降绳13重合缠绕在一起的现象。

如图7所示，所述叶轮轴25与叶轮箱齿轮43连接的一端设有叶轮连接轴251，所述叶轮连接轴251上连接有两条叶轮连接条252，所述的两条叶轮连接条252的中心相连形成十字形且中心处于叶轮连接轴251的中心，在所述叶轮箱齿轮43上设有与叶轮连接条252相对应的十字形叶轮连接槽431，由此设置，十字形的连接方式比圆形连接更加紧固，从而保证叶轮轴25与叶轮箱齿轮43在转动时不会发生打滑现象。

如图7所示，所述传动轴44与传动齿轮42连接的一端设有传动连接轴441，所述传动连接轴441上连接有两条传动连接条442，所述的两条传动连接条442的中心相连形成十字形且中心处于传动连接轴441的中心，在所述传动齿轮42上设有与传动连接条442相对应的十字形传动连接槽421，由此设置，十字形的连接方式比圆形连接更加紧固，从而保证传动轴44与传动齿轮42在转动时不会发生打滑现象。

如图7所示，所述缠绕轮轴31与缠绕齿轮41连接的一端设有缠绕连接轴311，所述缠绕连接轴311上连接有两条缠绕连接条312，所述的两条缠绕连接条312的中心相连形成十字形且中心处于缠绕连接轴311的中心，在所述缠绕齿轮41上设有与缠绕连接条312相对应的十字形缠绕连接槽411，由此设置，十字形的连接方式比圆形连接更加紧固，从而保证缠绕轮轴31与缠绕齿轮41在转动时不会发生打滑现象。

如图9和图10所示，所述渐开线凸起35为条形凸块，且渐开线凸起35包括第一连接面351、第二连接面352和第三连接面353（在图10中示出），第一连接面351和第二连接面352的一侧与第一缠绕轮32的一侧面相连，第一连接面351和第二连接面352的另一侧与第三连接面353的两侧相连，且第一连接面351与第二连接面352都与第三连接面353倾斜设置，第三连接面353宽度小于第二连接面352的宽度，第三连接面353的宽度小于第一连接面351的宽度，第一连接面351与第二连接面352相对于第三连接面353对称设置，以上设置，使得渐开线的凸起35的截面形成梯形，从而保证缓降绳13与渐开线凸起35的顶面的接触面大的情况下，两侧倾斜设置又能防止接触面过大影响线轮34的转动。

如图4和图9所示，第一缠绕轮32和第二缠绕轮33都包括平行设置的第一环面301和第二环面302（在图4中示出），且第一环面201和第二环面302之间设有第三环面303，第三环面303上设置有渐开线凸起35，第一环面301的中心和第二环面302开设有缠绕轴轮31的安装孔305，第一环面301的面积小于第二环面302的面积，第一环面301的面积与线轮34的横截面积相匹配，以上设置，使得第一缠绕轮32和第二缠绕轮33都为一个内侧小外侧大的轮，第三环面303为弧形面，从而使得内侧能与线轮34贴合，同时使得渐开线凸起35设置在倾斜面上，使得内侧与缓降绳13接触更多，摩擦大，外侧与缓降绳13接触少，使得缓降绳13在进入缓降器的一侧滑动稳定，但是伸出缓降器的不会受到过大摩擦力的影响。

上述结构，在使用时，将缓降绳13穿入缓降箱顶端的导向孔11，并缠绕在缠绕线轮3上，再穿出缓降箱底端的导向孔11即可完成缓降绳13的安装，当需要进行缓降时，求生人员依靠缓降器进行下落，缓降绳13带动缠绕线轮3转动，齿轮组4相继进行转动从而带动叶轮箱2转动，通过叶轮片231与缓冲块221的作用牵制缠绕线轮3的转动速度以实现缓慢降落，通过缠绕线轮3转动带动齿轮组4转动，进而带动叶轮轴25转动，从而带动叶轮23旋转，叶轮片231在旋转时接触缓冲块221（如图5中所示），加上液压油作为缓冲液体且能起到润滑冷却的作用而使得叶轮片231在接触缓冲块221时不会因为摩擦而产生热量过高从而破坏叶轮片231和缓冲块221的结构，叶轮片231每次转动至缓冲块221时（如图5所示），由于叶轮片231与缓冲块221对应设置，从而使得缓冲块221与叶轮片231之间产生一定的摩擦，而液压油的作用也会使得叶轮片231与缓冲块221之间不会产生强烈的摩擦，使得叶轮片231每次接触缓冲块221时的摩擦速度平稳，正是由于这种摩擦关系存在使得缓冲减速的作用，由此使得缓降器在下落过程中不会突然停止也不会造成下落的速度过快，且该结构由于叶轮轴25伸出箱体21外，且通过叶轮轴25与齿轮组4实现转动连接，当齿轮组4损坏时，只需打开缓降箱1即可，无需拆卸叶轮箱2，结构简单，且维护简单，操作方便。

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