一種救援設備用的電池加熱結構及救援設備的制作方法

本發明涉及安全救援設備領域，尤其涉及的是一種救援設備用的電池加熱結構及救援設備。

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）。

由于這種救援設備使用了鋰電池組，并且在緩降盒體下降時，通過正反轉電機將重力勢能轉化成電能存儲在鋰電池組中，同時在緩降盒體下降完畢后，需要鋰電池組對正反轉電機供電，使正反轉電機反轉動作使緩降盒體自動的回到高處。為了實現這種工作過程，鋰電池組必須保證處于正常的工作狀態。當該救援設備在寒冷的環境中使用時，鋰電池組由于溫度過低使其充放電過程受到影響，很可能會導致救援設備工作異常，存在極大的安全隱患。

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電池加熱結構，旨在解決傳統的救援設備在寒冷的環境下使用時，由于鋰電池溫度過低使救援設備存在使用安全風險的技術問題。

本發明的另一個目的在于提供一種使用該電池加熱結構的救援設備。

本發明的技術方案如下：一種救援設備用的電池加熱結構，安裝在救援設備上，其特征在于，包括控制器、用于監測鋰電池組溫度的溫度傳感器和電加熱器；

所述溫度傳感器與所述控制器連接；

所述電加熱器通過電子開關與救援設備的正反轉電機的輸出端連接；

所述電子開關與所述控制器連接；

所述控制器根據所述溫度傳感器的溫度信號控制所述電子開關的通斷，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電池加熱結構，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電加熱器的工作狀態信息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電池加熱結構，其中，所述電加熱器還設置有連接外部供能設備的對外接口。

所述的救援設備用的電池加熱結構，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電池加熱結構，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。

本發明開公開了一種救援設備，包括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；所述緩降盒體帶動載人座沿繩索上下升降；所述緩降盒體包括正反轉電機、與正反轉電機連接的鋰電池組和活塞阻尼器；所述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；所述活塞阻尼器用于提高緩降盒體下降時的阻力，其中，還包括所述的電池加熱結構。

本發明的有益效果：本發明對現有的救援設備進行優化，通過添加電池加熱結構，保證鋰電池組在寒冷的環境下能正常穩定工作，提高了救援設備使用的安全性。

附圖說明

圖1是現有的救援設備的內部結構圖。

圖2本發明電池加熱結構的結構簡圖。

圖3是本發明帶有電動節流閥的電池加熱結構的結構簡圖。

圖4是電動節流閥和活塞阻尼器的結構簡圖。

圖5是電加熱器和鋰電池組的結構簡圖。

圖6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6，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懸掛在繩索上并沿著繩索運動，當救援設備沿著繩索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。

由于傳統的這種救援設備采用了鋰電池組，并且鋰電池組能否正常工作直接影響到救援設備能否沿繩索的往返運動和能否正常工作，因此必須保證鋰電池組的正常工作狀態，確保救援設備能正常工作，消除安全隱患。當救援設備在寒冷的環境（例如在冬天的北方室外）工作時，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。

實施例1

為了解決上述技術問題，本實施例通過在傳統的救援設備安裝電池加熱結構，實現對鋰電池組的溫度控制，避免鋰電池組溫度過低。

參見圖2，是本實施例的電池加熱結構的結構簡圖，包括控制器100、用于監測鋰電池組溫度的溫度傳感器200和電加熱器300；該溫度傳感器200與控制器100連接；電加熱器300通過電子開關310與救援設備的正反轉電機40的輸出端連接；該電子開關310與控制器100連接；工作時，控制器100根據溫度傳感器200的溫度信號控制電子開關310的通斷，從而控制電加熱器300對鋰電池組進行溫度調節。

實際應用中，溫度傳感器200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發送控制信號給電子開關，使正反轉電機40的輸出端與電加熱器300連通，使電加熱器300工作對鋰電池組加熱。并且，溫度傳感器200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發送控制信號給電子開關，使正反轉電機40的輸出端與電加熱器300斷開，電加熱器300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；電子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器件即可。

具體的，參見圖5，是電加熱器和鋰電池組的結構簡圖，電加熱器300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300和鋰電池組90之間設置絕緣導熱層320，防止在工作時，電加熱器300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320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、導熱塑料等。

本實施例通過在傳統的救援設備上增加鋰電池組的電池加熱結構，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。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎上進行了優化，參見圖3，本實施例的電池加熱結構增加了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；控制器100根據電加熱器300的工作狀態信息控制電動節流閥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。具體的，控制器100可以通過電子開關310的通斷信息判斷電加熱器300的工作狀態；當然，控制器也可以直接與電加熱器300進行通訊連接，直接獲取電加熱器300的工作狀態信息。

實際應用中，由于電加熱器300接入正反轉電機40進行加熱工作，即改變了正反轉電機40的負載，因此會改變正反轉電機40對主軸80所產生的阻力，使救援設備的運動速度發生改變。例如，電加熱器300從斷開狀態轉變為接入電路工作狀態，此時救援設備的運動速度會降低；同時，救援設備的運動速度降低同時會反過來影響電加熱器300的加熱效率。為了在開啟電加熱器300時，保持救援設備的下降速度不發生較大的改變，同時保證電加熱器300的加熱效率，此時需要對電動節流閥400進行控制，使電動節流閥400的開口增大，增大活塞阻尼器50的進出氣流流量，從而降低活塞阻尼器50對主軸80的阻力。

本實施例的電池加熱結構在使用時，控制器100根據電加熱器300的工作狀態信號，對電動節流閥400進行控制，通過電動節流閥400即可調節救援設備的活塞阻尼器的進出氣流流量大小（即調節活塞阻尼器對救援設備下降時的阻力大小），從而調節救援設備的運動速度，保證電加熱器300的實時加熱功率。例如，當開啟電加熱器300時，正反轉電機40對救援設備的阻力增大，救援設備的下降速度降低，此時調節電動節流閥400使活塞阻尼器的進出氣流流量增大，使活塞阻尼器對救援設備下降時的阻力變小，從而降低救援設備的速度變化，保證電加熱器300的實時加熱功率。當電加熱器300關閉時，正反轉電機40對救援設備的阻力減小，相應的應該調節電動節流閥400使活塞阻尼器的進出氣流流量減小，從而增大活塞阻尼器對救援設備下降時的阻力，使救援設備的運動速度得到保持。

實際應用中，參見圖4，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。

本實施例通過設置電動節流閥消除了電加熱器工作對救援設備的運動速度的影響，保證了電加熱器的實時加熱效率，甚至可以根據實際情況適當調節電動節流閥實現對電加熱器的實時加熱效率的控制，提高了救援設備的工作安全性。

實施例3

本實施例是實施例1的優化方案，本實施例在電加熱器上還設置連接外部供能設備的對外接口。當正反轉電機40沒有轉動工作時，電加熱器可以通過外設供電電源，保證電加熱器正常工。

本實施例主要是考慮到在救援設備沿著繩子上升的過程中，由于鋰電池組對正反轉電機供電使其反轉工作，因此正反轉電機并不會對外輸出電流，若此時鋰電池組溫度過低，則會影響鋰電池組的供電效果，影響救援設備的上升作業。此時必須要外接一個供電電源，保證電加熱器可以隨時對鋰電池組進行加熱。

實施例4

本實施例開公開了一種救援設備，主要是在專利號201620987854.8的發明專利公開的救援設備的基礎上，增加實施例1-3任意一款的電池加熱結構。

參見圖6，本實施例的帶有電池加熱結構的救援設備工作時，先將繩索10的兩端分別固定在高低兩處地方，形成救援設備的運動路徑，救援設備1通過滾筒卷繞繩索10懸掛在繩索10上。救援設備初次運動時，需要分兩種情況討論：

第一、若救援設備是從高到低開始運動（即救援這邊將人從高處送往低處），則正反轉電機和活塞阻尼器同時產生阻力，正反轉電機輸出電流對鋰電池組進行充電，此時溫度傳感器監測鋰電池組的溫度，并將鋰電池組的實時溫度信號反饋給控制器，控制器根據鋰電池組的實時溫度信號，對電子開關（和電動節流閥）進行控制，若鋰電池組實時溫度低于正常工作溫度，則控制器控制電子開關動作使電加熱器與正反轉電機的輸出端連通，電加熱器工作對鋰電池組加熱，直到鋰電池組恢復正常工作狀態；溫度傳感器持續對鋰電池組的實時溫度進行監測；若需要提高電加熱器的加熱效率，則控制器對電動節流閥進行控制，使活塞阻尼器的進出氣流量增大。當救援設備到達低處后，鋰電池組為正反轉電機供電，使其反向轉動，實現救援設備沿著繩索向上運動到達高處，由于此時鋰電池組處于正常的溫度狀態，并且該溫度狀態會維持一段時間，因此足夠救援設備從低處運動到高處。若高低兩處路程太長，為了保證救援設備從低處運動到高處的過程中不會出現鋰電池組溫度過低，此時需要設置一個外部供電電源，為了實現對外部供電電源的控制，可以設置第二電子開關，外部供電電源通過第二電子開關與電加熱器連接，而第二電子開關與控制器連接，并根據控制器的控制信號實現接通或者斷開外部供電電源和電加熱器的連接。

第二、若救援設備是從低到高開始運動，此時正反轉電機并不會輸出電流（即電加熱器無法從正反轉電機獲取電能），若此時鋰電池組溫度過低，則需要對電加熱器外接一個供電電源，使電加熱器對鋰電池組進行加熱工作。為了實現對外部供電電源的控制，可以設置第二電子開關，外部供電電源通過第二電子開關與電加熱器連接，而第二電子開關與控制器連接，并根據控制器的控制信號實現接通或者斷開外部供電電源和電加熱器的連接。

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。