本發明涉及安全救援裝置領域，尤其涉及的是一種救援設備用的速度控制裝置。

背景技術：

據統計，國內現有高層建筑34.7萬棟，200米以上超高建筑超過600棟，其中未設置自動消防設施的占到46.2%。為了解決高樓火災的人員逃生問題，專利號201620987854.8的發明專利公開了一種安全逃生救援緩降設備，該設備包括一端固定在高處、而另一端固定在低處的繩索；與繩索纏繞連接的緩降盒體；與緩降盒體連接并在重力的作用下自由下垂的載人座；緩降盒體帶動載人座沿繩索上下升降。具體的，緩降盒體包括正反轉電機、與正反轉電機連接的鋰電池組（用于在緩降盒體下降時，存儲正反轉電機產生的電能）和活塞阻尼器（用于提高緩降盒體下降時的阻力）。在救援設備從高處沿著繩索運動到低處時，正反轉電機和活塞阻尼器同時對救援設備提供阻力（阻礙其下降），保證救援設備可以在安全的速度下將人從高處送往低處。

實際應用中，由于救援設備每次運輸的人（或物體）的重量不同，同時救援設備的不同運動階段所要求的安全運動速度不同，必須要對正在下降運動過程中的救援裝置的運動速度進行實時控制調節，以保證救援設的使用安全性，專利號201620987854.8的發明專利公開的技術方案并不能實現對正在下降運動過程中的救援裝置的運動速度進行實時控制調節。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種救援設備用的速度控制裝置，旨在解決現有的救援設備在下降過程中不能對其下降速度進行實時調節的技術問題。

本發明的技術方案如下：一種救援設備用的速度控制裝置，其中，包括控制器、監測救援設備運動速度的速度傳感器和負載調節電路；

所述速度傳感器與所述控制器連接；

所述負載調節電路與救援設備的正反轉電機的輸出端連接；

所述控制器與所述負載調節電路連接，并根據所述速度傳感器的速度信號控制所述負載調節電路，調節所述正反轉電機的負載。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述負載調節電路包括多個并聯連接的負載和與負載一一對應連接的第一電子開關，所述各第一電子開關分別單獨控制各并聯連接的負載回路的通斷；所述各第一電子開關與所述控制器連接；

所述控制器根據所述速度傳感器的速度信號控制所述各第一電子開關，實現控制并聯接入正反轉電機的負載回路的負載數量，從而調節正反轉電機的負載。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述負載調節電路包括與所述正反轉電機輸出端連接的負載、第二電子開關和占空比控制器；

所述負載通過所述第二電子開關與救援設備的正反轉電機的輸出端連接；

所述第二電子開關通過所述占空比控制器與所述控制器連接；

所述控制器根據所述速度傳感器的速度信號控制所述占空比控制器產生對第二電子開關的控制波形，通過控制第二電子開關的通斷時間實現控制所述負載的通電時間。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述負載調節電路包括多個并聯連接的負載和與多個負載連接的負載開關，所述各負載的電阻值各不相同；所述負載開關與所述控制器連接；

所述控制器根據所述速度傳感器的速度信號控制所述負載開關選擇接通不同阻值的負載，實現控制接入正反轉電機的負載回路的負載阻值大小。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述負載調節電路包括負載和控制元件；

所述負載通過控制元件與正反轉電機的輸出端連接；

所述控制元件與所述控制器連接；

所述控制器根據所述速度傳感器的速度信號發送控制電壓給所述控制元件，所述控制元件改變經過所述負載的電流大小。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，還包括調節救援設備的活塞阻尼器的進出氣流流量大小的電動節流閥，所述電動節流閥與所述控制器連接；

所述控制器根據所述速度傳感器的速度信號控制電動節流閥對救援設備的活塞阻尼器的進出氣流流量大小進行調節。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，還包括對救援設備的鋰電池組進行加熱的加熱電路；

所述加熱電路包括電加熱器和加熱開關，所述電加熱器通過所述加熱開關與救援設備的正反轉電機的輸出端連接；

所述加熱開關與所述控制器連接。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述加熱電路還包括監測救援設備的鋰電池組的實時溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制器連接；

所述控制器根據所述溫度傳感器的溫度信號控制所述加熱開關的通斷，從而控制所述電加熱器對鋰電池組進行溫度調節。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述電加熱器包括發熱絲和/或發熱片。

所述的救援設備用的速度控制裝置，其中，所述電加熱器包裹鋰電池組，所述電加熱器與鋰電池組之間設置有絕緣導熱層。

本發明的有益效果：本發明通過在傳統的救援設備的基礎上增加了負載調節電路和電動節流閥，實現實時根據救援設備的運動速度調節正反轉電機和活塞阻尼器對救援設備的阻力，實現實時調節救援設備的運動速度。

附圖說明

圖1是現有的救援設備的內部結構圖。

圖2是帶有負載調節電路的速度控制裝置的結構簡圖。

圖3是負載調節電路的電路示意圖。

圖4是負載調節電路的另一實施方式的電路示意圖。

圖5是負載調節電路的另一實施方式的電路示意圖。

圖6是帶有電動節流閥的速度控制裝置的結構簡圖。

圖7是電動節流閥和活塞阻尼器的結構簡圖。

圖8是帶有加熱電路的速度控制裝置的結構簡圖。

圖9是電加熱器和鋰電池組的結構簡圖。

圖10是救援設備使用時的結構簡圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。

如圖1所示，是專利號201620987854.8的發明專利公開的救援設備的內部結構圖，該救援設備包括殼體11，在殼體11內部設置有導向輪20、滾筒30、正反轉電機40和活塞阻尼器50，繩索10經過各導向輪20纏繞在兩個滾筒30上，滾筒30內部設置有主軸80，該主軸80跟隨滾筒30轉動而轉動；主軸80連接正反轉電機40的動力軸，同時主軸80通過單向軸承70和曲軸60連接活塞阻尼器50的活塞桿；正反轉電機40的輸出端連接有鋰電池組（圖1中沒畫出）。工作時，參見圖10，將繩索10連接高低兩處地方，通過滾筒30纏繞繩索使救援設備1懸掛在繩索上并沿著繩索運動，當救援設備1沿著繩索10向下運動時，為了控制救援設備的下行速度，滾筒30轉動帶動主軸80轉動，從而使正反轉電機40和活塞阻尼器50工作產生阻力，降低救援設備的下降速度。正反轉電機40轉動產生電能，并存儲在鋰電池組中，當救援設備下降到最低點時，利用鋰電池組中存儲的電能，驅動正反轉電機40反向轉動，使救援設備沿著繩索10向上運動至起點。

實際應用中，由于救援設備所搭載的人或物體的重量不同，救援設備沿著繩索下降的速度必然會存在較大的差異；另外根據救援設備的不同運動階段，所對應的安全運動速度同樣存在不同，例如在救援設備初始降落階段，運動速度應該較小（避免造成使用者精神心理壓力），在下降中途，運動速度可以適當加快（提高運輸效率），在快要到底低處時，運動速度應該降低。傳統的救援設備無法在下降過程中對救援設備的實時下降速度進行調節，因此使用時存在不方便性，同時針對質量差異較大的人使用，存在較大的使用安全隱患。

實施例1

為了解決在下降過程中，對救援設備的速度實時可調的技術問題，本實施例公開了一種安裝在救援設備上的速度控制裝置。具體參見圖2，是帶有負載調節電路的速度控制裝置的結構簡圖。

本實施例公開的速度控制裝置包括控制器100、監測救援設備運動速度的速度傳感器200和負載調節電路300；該速度傳感器200與控制器100連接；負載調節電路300與救援設備的正反轉電機40的輸出端連接；控制器100與負載調節電路300連接。

工作時，控制器100根據速度傳感器200的速度信號控制負載調節電路300，調節正反轉電機40的負載，通過改變正反轉電機40的負載，實現改變正反轉電機40的輸出電流（即改變了正反轉電機40對主軸80產生的阻力），從而實現調節救援設備的下降速度。

具體為，控制器100接收速度傳感器200所獲取的救援設備的實時下降速度，并將該實時下降速度與預設的安全速度區間進行比較，若實時下降速度大于安全速度區間，則通過負載調節電路300減少正反轉電機40的負載，從而增大正反轉電機40的輸出電流，提高調節正反轉電機40對主軸80的阻力，實現降低救援設備的下降速度；若實時下降速度小于安全速度區間，則通過負載調節電路300增大正反轉電機40的負載，從而減小正反轉電機40的輸出電流，降低調節正反轉電機40對主軸80的阻力，實現提高救援設備的下降速度。

本實施例通過在傳統的救援設備上增加負載調節電路300，實現了對救援設備的實施下降速度進行調節，提高救援設備的使用安全性。

實際應用中，負載調節電路300可以采用多種設置方式，以下列舉四種負載調節電路300的具體應用方式，以使本方案更加易于理解，當然本發明的負載調節電路300并不限定只保護這四種具體應用方式，凡是可以實現對正反轉電機40的負載進行實時調節的電路，均在本方案的保護范圍內。

第一種實施方案，參見圖3，負載調節電路包括多個并聯連接的負載310和與負載310一一對應連接的第一電子開關320，各第一電子開關320分別單獨控制各并聯連接的負載回路的通斷；各第一電子開關320與控制器100連接。使用時，控制器100根據速度傳感器200的速度信號控制各第一電子開關320的通斷，實現控制并聯接入正反轉電機40的負載回路的負載310的數量，從而調節正反轉電機的負載。實際應用中，各負載310可以采用阻值相同的電阻，例如救援設備正常工作狀態時，有三個第一電子開關320接通（即有三個負載310并聯接入正反轉電機40的負載回路），當救援設備需要降低速度時，需要增大正反轉電機40對主軸80的阻力，因此需要增大正反轉電機40的輸出電流（即減小正反轉電機40的負載），此時控制器100控制其中某個或某些第一電子開關320閉合，增加了并聯接入正反轉電機40回路的阻抗數量（從三個并聯增加到五個并聯，使整體的阻值變小），達到增大正反轉電機40輸出電流的目的。

第二種實施方案，參見圖4，負載調節電路包括與正反轉電機40輸出端連接的負載310、第二電子開關330和占空比控制器340；負載310通過第二電子開關330與救援設備的正反轉電機40的輸出端連接；第二電子開關330通過占空比控制器340與控制器100連接。工作時，控制器100根據速度傳感器200的速度信號控制占空比控制器340對第二電子開關330的通斷時間進行控制，通過控制第二電子開關330的通斷時間實現控制負載310的通電時間。實際應用中，負載310可以采用大功率電阻，當救援設備需要減速時，只需要延長負載310的通電時間（即延長正反轉電機40輸出大電流的時間），即延長正反轉電機40對主軸的阻尼時間，從而實現對救援設備的減速調節；當救援設備需要提高速度時，只需要減少負載310的通電時間，即減少正反轉電機40對主軸的阻尼時間，從而實現提高救援設備的速度。實際應用中，占空比控制器功能可以采用單獨的電路實現，也可以集成到控制器（芯片）中實現。

第三種實施方案，參見圖5，負載調節電路包括多個并聯連接的負載310和與多個負載連接的負載開關350，各負載310的電阻值各不相同；負載開關350與控制器100連接。使用時，控制器100根據速度傳感器200的速度信號控制負載開關350選擇接通不同阻值的負載310，實現控制接入正反轉電機40的負載回路的負載阻值大小，實現調節正反轉電機40的工作電流，實現調節救援設備的下降速度。例如負載310設置有5個，其電阻值分別為1-5ω，當救援設備需要減速時，控制器100控制負載開關350接通電阻值為1ω的負載；當救援設備需要加速時，控制器100控制負載開關350接通電阻值為5ω的負載。

第四種方案，負載調節電路包括負載和控制元件；負載通過控制元件與正反轉電機的輸出端連接；控制元件與控制器連接。工作時，控制器根據速度傳感器的速度信號發送控制電壓給所述控制元件，控制元件改變經過所述負載的電流大小。實際應用中，控制元件可以采用三極管或者場效應管，三極管或者場效應管的控制極與控制器連接，并由控制器輸出控制電壓信號，三極管或者場效應管根據控制器的控制電壓信號，對通過負載的電流大小進行調節（即調節正反轉電機工作回路的負載電阻大小）。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎上進行優化，新增加另一個對救援設備的下降速度進行實時調節的機制，實現了雙重調節效果，進一步增加救援設備的下降速度的可控性，提高救援設備的使用安全性。

參見圖6，是帶有電動節流閥的速度控制裝置的結構簡圖。本實施例的速度控制裝置還包括調節救援設備的活塞阻尼器50的進出氣流流量大小的電動節流閥400，該電動節流閥400與控制器100連接。

工作時，控制器100根據速度傳感器200的速度信號控制電動節流閥400對救援設備的活塞阻尼器50的進出氣流流量大小進行調節，通過改變活塞阻尼器50的進出氣流流量大小，實現改變活塞阻尼器50對主軸的阻力，從而實現調節救援設備的實時下降速度。

實際應用中，參見圖7，是電動節流閥和活塞阻尼器的結構簡圖；活塞阻尼器的活塞缸51上設置有氣流流通的通孔（圖中沒有畫出），電動節流閥400設置在通孔中，用于調節通孔打開的孔徑大小（即調節氣流流量的大小），從而調節活塞運動的阻力大小。當然，通孔也可以設置在活塞推板52上，本發明并不限定活塞阻尼器的結構和電動節流閥的設置方式，只要是可以實現通過電動節流閥調節活塞阻尼器的阻力大小的相關方案，均在本申請的保護范圍內。

具體的，電動節流閥可以采用市售的電動節流閥結構，當然也可以根據市售的電動節流閥的工作原理，針對具體的救援設備的需求定制合適的電動節流閥。

本實施例通過在實施例1的基礎上再次增加電動節流閥，作為對救援設備實時下降速度的第二重調節機制，進一步提高了救援設備實時下降速度的可控性，極大的提高了救援設備的使用安全性。

實施例3

本實施例是對實施例1的優化，主要是考慮到救援設備可能在寒冷的環境中使用，過低的溫度會影響鋰電池組的充放電性能，從而影響鋰電池組的工作狀態，使救援設備存儲較大使用安全隱患。因此本實施例增加加熱電路，用于對救援設備的鋰電池組進行加熱。

參見圖8，是帶有加熱電路的速度控制裝置的結構簡圖。本實施例公開的速度控制裝置還包括對救援設備的鋰電池組進行加熱的加熱電路；該加熱電路包括電加熱器510、加熱開關520和溫度傳感器530，電加熱器510通過加熱開關520與救援設備的正反轉電機40的輸出端連接；加熱開關520與控制器400連接；溫度傳感器530與控制器100連接。

使用時，溫度傳感器530監測救援設備的鋰電池組的實時溫度，并將溫度信號發送給控制器100；控制器100根據溫度傳感器530的溫度信號控制加熱開關520的通斷，從而控制電加熱器510對鋰電池組進行溫度調節。

實際應用中，溫度傳感器530對鋰電池組的實時溫度進行監測，并將鋰電池組的溫度信號發送給控制器100，控制器100內部可以設置一個比較器，用于將鋰電池組的實時溫度信號與預設的溫度值進行比較，若將鋰電池組的實時溫度信號低于預設的溫度值，控制器100發送控制信號給加熱開關520，使正反轉電機40的輸出端與電加熱器510連通，使電加熱器510工作對鋰電池組加熱。并且，溫度傳感器530持續對鋰電池組的實時溫度進行監測，當鋰電池組的實時溫度恢復高于預設溫度值時，控制器100發送控制信號給加熱開關520，使正反轉電機40的輸出端與電加熱器510斷開，電加熱器510停止對鋰電池組加熱。

具體的，控制器可以采用單片機等控制電路實現，或者采用可編程的控制芯片實現；加熱開關可以采用現有的可以根據控制信號進行通斷操作的開關產品或電路即可。

具體的，參見圖9，是電加熱器和鋰電池組的結構簡圖，電加熱器510可以采用發熱片，利用發熱片包裹鋰電池組90，并在電加熱器510和鋰電池組90之間設置絕緣導熱層600，防止在工作時，電加熱器510對鋰電池組90造成影響。當然，電加熱器也可以采用發熱絲結構，將發熱絲纏繞鋰電池組90，同樣在發熱絲和鋰電池組90之間設置有絕緣導熱層進行隔離。在另外的實施方式中，電加熱器也可以不與鋰電池組接觸，例如可以將鋰電池組置于一個空腔中，空腔的內壁上貼有發熱片，發熱片對空腔的內部空間加熱，從而使鋰電池組可以在正常的溫度下工作。

具體的，絕緣導熱層600可以采用已知的具有絕緣導熱性能的材料制作即可，例如絕緣紙或者導熱塑料等。

本實施例通過在傳統的救援設備上增加對鋰電池組進行溫度控制的加熱電路，使救援設備即使在寒冷的環境下工作仍然具有高度的安全可靠性。

另外，該電加熱器510同樣也可以作為調節正反轉電機40的回路負載的一個變化因素。例如，當需要對救援設備進行減速時，并且此時的鋰電池組的實時溫度低于正常工作溫度，則可以優先接通加熱電路，電加熱器通電對鋰電池組進行加熱，同時電加熱器接通后，并聯進入正反轉電機40的回路，使正反轉電機40的回路負載的電阻值降低，實現對救援設備進行減速。

應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。