棱轴救生锤制造技术

一种由羊形锤头和组件手柄构成的多功能救生锤，该锤利用力学结构之阻尼系数、矢量法则、滑轮原理，采用“一把锤+一根绳”(简称“1+1”)模式，以软绳绕缠阻力轴滑降的方式在锤头上增设了阻力轴、安全锁和手柄上增加了工具组件、安全挂孔等构件，简化了复杂险情场景如火灾时的意外要求，能快速破障和连接，一把锤子化繁为简、避免了诸多不利条件影响，赢得了时间、效率和希望。此外，亦可用于日常生活中居家常用、驾车、攀岩、登山等场景，具有“平时备家用、险时应急用”灵活性。

【技术实现步骤摘要】
棱轴救生锤一，
本技术涉及一种可绕轴式连接救生绳滑降的多功能救生锤，是一种火灾时高楼救生救援、日常家用或野外滑降的手工工具。二，
技术介绍
高层建筑若发生火灾时其高楼救援逃生是一个世界性难题。在高楼化普及的今天，高楼消防自救应急措施与高层建筑的发展严重失衡。现代高层建筑因防火更为严格，相对来说高层建筑火灾发生量并不大，但由于高层建筑的特殊性，一旦发生火灾，则后果不堪设想，因其高度高、层数多、结构复杂、人员密集、不可预见等，火灾时燃烧猛烈，由点及面到整体，蔓延迅速，极易形成立体燃烧，火灾扑救带来极大困难。目前高层建筑消防安全管理以预防为主，辅以配置必要的救生缓降器、逃生滑道或者逃生梯等逃生辅助器材，有关此方面的研究成果如下：(一)从国内看：有基于弹簧的新型高楼逃生器、全自动不间断高楼自救逃生装置、离心摩擦式高楼安全逃生器、流动液体阻尼式高楼逃生器、百米以内布袋滑道等为代表的专业学术人员研究方案；还有以巧力夹高楼自救逃生装置、小学生技术的高楼逃生楼梯、老人技术的高楼逃生桌等为代表的普通群众百姓通过日常经验累积而创造出的逃生自救方法。(二)从国外看：美国人凯文·斯通在“9.11事件”之后以鱼竿上的鱼线轮为基础设计了一款新型设备，其作用高度取决于绳索的长度，逃生者所要做的就是打开一个抽屉大小的容器，将钢索钩在一个坚固的物体或是连接点上(如门框盒)，然后他们只要钻进能适合各种身材人士的吊具，抓住绳子翻出窗外，沿着绳子到地面。还有：降落伞式、室内专用滑道、专用电机工程、德国米特曼井架逃生装置等。通过对现有的国内外高楼自救逃生装置的研究分析发现，所有高楼下降救生装置偏重于理想化、专业化条件或演习式的设计，在救生工具的设计及应用方面存在两方面缺陷：一是工具设计的简捷性、实用性不足；二是工具应用的通用性(大众化)、功能性(家用化)不强。即现有工具都只注重逃生者从高楼到地面50米以内的过程，忽略了逃生者从房间内到建筑物外墙的过程；只注重专业人员角度的脱险而忽略了普通逃生者的操作技能、非电梯居住环境及普通家庭消防意识等；只注重工具的专业程度而忽略了救生工具的综合性能提高。而现有的各类救生绳、安全绳、登山绳或其它可用于安全滑降的软绳各有相应的专用器械，如8字环、安全扣、自锁器、缓降器、防滑手套等此类器械虽各有一定的优势，也很普遍且容易得到，但只能和与之相匹配的绳索配套使用，有局限性、专业性、功能性限制，而没有一个通用性、多功能、大众化的救生工具。三，
技术实现思路
针对上述问题及情况分析，本技术以“平时备家用、险时应急用”为产品设计理念，提出了“一把锤+一根绳”模式(简称“1+1”式，全文同)应急方案。本技术综合利用力学结构原理之滑动摩擦力原理(阻力系数)、矢量法则(力的分解与合成)、滑轮原理(杠杆原理)，设计出一种以软绳绕缠阻力轴方式滑降的救生锤，该锤在结构上与普通家用手工铁锤近似，由羊形锤头和组件手柄两部分构成，但功用却有本质区别，主要是在锤头上增设了阻力轴、安全锁钩和手柄上增加了工具组件、安全挂孔等构件，使其既可日常家用，也可险时应急。现以力学结构原理图结合数学方法和物理方法运算分析软绳绕缠阻力轴滑降工作原理。本技术的阻力轴为N边棱柱形多面体，为叙述方便，本文设定阻力轴为六边形棱柱，当安全绳绕六边形棱柱一周且开始滑降时，横截面的安全绳A与阻力轴B之间有阻力系数、力的分解与合成、杠杆原理三种受力作用，其力学原理及结构分析图示附后。一)：阻力系数。阻力系数指通过绳索滑降时阻力轴B的刚性阻力和绳索A的摩擦阻力，这些阻力用一个系数值(物理学中通常用ω或f来表示)加以修正，此系数称为阻力系数。满足条件如下：1、绳索A与阻力轴B之间相互接触且有压力；2、绳索A与阻力轴B之间必须发生相对运动或发生相对运动的趋势；3、阻力轴B接触面粗糙。其滑动摩擦力的计算公式为：F＝μFn滑动摩擦力的大小跟压力成正比，是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。其中：F等于滑动摩擦力，μ为动摩擦系数，Fn为压力。动摩擦系数μ是比例常数，它的数值跟相互接触的接触面的材料和接触面的情况(如粗糙程度、干湿程度、温度等)有着密切的关系。动摩擦系数是两个力的比值，因此没有单位。滑动摩擦力的大小与绳轴间相对运动的速度无关，与接触面的面积大小无关。滑动摩擦力的作用总是阻碍物体间的相对运动，但不是阻碍物体的运动，滑动摩擦力可能是阻力，当然也可能是动力。二)：力的分解与合成。绳索A绕缠六棱阻力轴B一周，在轴B滑降时，A向上固定的拉力N1与B向下承载的重力N2及经六棱形120°分解后的矢量拉力N3的关系式为：N1＝N2+N3，其受力结构分析如下：1.力的合成与分解互为逆运算。由平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么矢量合力F可以用F1、F2所夹的角120°及大小来表示。共点的两个力F1、F2的合力F的大小，与它们的夹角θ(0≤θ≤π)有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是|F1-F2|≤F≤(F1+F2)(当θ＝120°时，合力＝分力)，其计算公式为：F＝√(F12+F22+2F1*F2*cosθ)。2.力的合成与分解的平行四边形法则：力的合成就是由平行四边形的两邻边求对角线的问题，反之，力的分解就是由对角线求两邻边的问题。3.合力和力的合成：一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，求几个力的合力叫力的合成。平面汇交力系合成的结果是一个合力，合力的矢量等于力系中各力的矢量和。本技术中，轴B承受六个棱角方向的合力即为力的合成，为矢量和。N3经过轴B六个120°角的矢量分解，从N1至N3依次为六次力的矢量分解递减结果，即轴B承载的重力N2经过六次120°矢量力的分解递减使N3的值减小。三)：滑轮原理(杠杆原理)。当阻力轴B的棱柱N→∞(即无穷大)时，N边棱柱即为圆柱。本技术中的阻力轴为固定状态，以定滑轮工作原理分析可知：当绳索A绕缠阻力轴B一周时，向下方向由杠杆原理及图示N1与N2的力臂关系式可知：N1＝2N2，反之，向上方向由杠杆原理及图示N3与N2/的力臂关系式同理可知：N2/＝2N3，其中，N2＝N2/，即以圆心为原点的作用力与反作用力关系。由上述两个等量关系式可知：N1＝4N3，即绳索A经过阻力轴B的杠杆作用，其绕轴B一周后的拉力已减少为原来的1/4。若绳索A绕轴B两周，则N1＝42N3，依此类推，绕缠n次的关系式为：N1＝4nN3。叙述略。综上所述：绳索A绕缠阻力轴B一周后，绳索A首端的拉力N1与其尾端的拉力N3受摩擦阻力、矢量递减、杠杆原理等影响呈几何级递减，减缓重力，保障并实现了重物的安全滑降。上述“1+1”救援模式很简捷、快捷，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由羊形锤头(1)和组件手柄(2)两部分构成的棱轴救生锤，其特征是：羊形锤头(1)中部有用于绕缠绳索的倒三角形通道，其四周由锤击头(4)、阻力轴(3)、羊角口(5)、安全锁(6)、插销一(7)构成固定的整体，组件手柄(2)由把手(8)、插销二(9)、锯尺(10)、锉刀(11)、安全孔(12)五部分组成，其中锯尺(10)、锉刀(11)由插销二(9)活动连接在把手(8)内部，安全孔(12)固定焊接在把手(8)的尾端，把手(8)的首端与羊角口(5)的尾端固定焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种由羊形锤头(1)和组件手柄(2)两部分构成的棱轴救生锤，其特征是：羊形锤头(1)中部有用于绕缠绳索的倒三角形通道，其四周由锤击头(4)、阻力轴(3)、羊角口(5)、安全锁(6)、插销一(7)构成固定的整体，组件手柄(2)由把手(8)、插销二(9)、锯尺(10)、锉刀(11)、安全孔(12)五部分组成，其中锯尺(10)、锉刀(11)由插销二(9)活动连接在把手(8)内部，安全孔(12)固定焊接在把手(8)的尾端，把手(8)的首端与羊角口(5)的尾端固定焊接。


2.根据权利要求1所述的棱轴救生锤，其特征是：阻力轴(3)为多边棱柱体结构，与把手(8)、安全孔(12)处...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡秀赤，
申请(专利权)人：蔡秀赤，
类型：新型
国别省市：湖北;42