多功能自救座椅设计
檀大华Ｌ２郭园园１
ｌ安徽理工大学．淮南２３２００１２唐山国华国际科技有限公司
唐山０６３０２０
摘要：目前．高楼逃生装置多为专用设备，结构复杂且成本较高，难以推广应用。本文设计了一种多功能自救座椅，将普通座椅与火灾逃生功能集成一体，结构简单，造价低，有利于在高层办公场合和家庭推广使用。
关键词：火灾；逃生；座椅中圈分类号：ＴＨＩＩＩ
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１—０７８５（２０１２）０７—００２２—０２
ａｒｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｌ，ｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｅｓｃａｐｅｓｙｓｔｅｍｓ
ｍａｉｎｌｙｓｐｅｃｉａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘ
ｓｅａｔ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ
ｈｊｇｌＩ
ｃｏｓｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆｏｒｗｉｄｅｓｐｒｅａｄＵＳＯ。Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｂｉｎｅｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ
ｓｅａｌ
ｋｉ甜ｏｆｍｄｔｉ－ｆｕｎｅｔｉｏｎｓｅｌｆ－ｓａｖｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ｗｈｉｃｈＧ＇ｏｍ－
ｃｏｓｔ，９０
ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｆｉｒｅ
ｓｅａｔ
ｅｓｃａｐｅ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｗｉｔｈｍｏｒｅｓｉｍｐｌｅ
ａｎｄｌｏｗｅｒｉｔｉｓ
ｅａｓｙｔ０
ｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｆｏｒｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｖａｒｉｏｕｓｂｕｉｌｄｉｎｇｏｆｆｉｃｅｓａｒｄｆａｍｉｌｉｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｒｅｈａｚａｒｄ；ｅｓｃａｐｅ；ｓｅａｔ
１研制背景及意义
火灾发生时，往往由于房间门１２Ｉ或楼梯口被浓烟封锁，窗户成为首选的逃生通道，低层楼房可以采取跳窗的方式逃离火灾现场，但随着人类生存空间越来越拥挤，城市里的高层建筑越来越多，发生火灾时徒手跳窗显然是不现实的，同时消防云梯最多只能到达十几层楼的高度，消防人员到达火灾现场进行救援需要时间，人们的生命安全往往受到威胁。目前，有些发达国家采取直升飞机救援或降落伞逃生等方式，但是在楼房密集的住宅区实施难度很大。近年来，人们也设计了多种紧急逃生设备或装置，但设计目的多为让室内人员从窗户下降到地面逃生，结构复杂，体积庞大，且造价高，难以作为常备用品在办公场所或家庭推广。事实上建筑火灾多在单一楼层或房间内发生，只有在长时间得不到控制时才会发展成多楼层或整建筑火灾，因此，在高层火灾发生初期，如能及时从窗户进入下面安全的楼层或在窗外等待救援，将可确保生命安全。
与救援器材相结合，弥补了专业逃生器材的缺点。该逃生座椅平时可作为椅子使用，日常展开后可作为家庭扶梯使用，遇到火灾等紧急情况时则可作为逃生梯使用，具有使用方便、坚固耐用、安
全可靠和成本低等优点。
３设计方案
如图１所示，所设计多功能逃生座椅的结构特点是采用可折叠框架结构，框架中的各杆件以后腿、椅背框、座板框和前腿依次相互铰接构成，各铰接位置处的铰接旋转面均处在与座板框平面相垂直的平面内；所述后腿和前腿分别具有一对
１３
１２
２设计创新点
专业逃生装置价格昂贵，操作复杂，难以在普通办公场所或家庭推广，遇到火灾时常常因未能及时找到有效的逃生工具而造成生命财产的损失。所设计的自救座椅将日常生活中必备的椅子一２２一
１．椅背框连接销钉２．靠背板３，椅背框４．套筒
５．铰链６．座板框７．安全包８．后腿９．后脚ｌＯ．前脚１１．前腿１２．套筒固定销１３．座板
图ｌ多功能逃生椅结构示意图
《起重运输机械》
２０１２（７｝
万方数据
向内弯折的后脚和前脚，后脚与前脚可在折叠成
椅子时通过销钉固定连接。图２和图３分别为所设
计逃生座椅展开过程和展开状态示意图。
图２展开过程示意图
图３展开状态示意图
４具体实施方式
见图ｌ，采用可折叠框架结构，框架中的各杆件以后腿、椅背框、座板框和前腿依次相互铰接构成，各铰接位置处的铰接旋转面均处在与座板框平面相垂直的平面内；后腿和前腿分别具有一对向内弯折的后脚和前脚，后脚与前脚可在折叠成椅子时通过销钉固定连接，同时后腿和椅背框通过固定销
钉固定连接。椅背框固定销孔两边有等距自由销孔，
分别用来控制椅子状态和梯子状态下椅背框和后腿之间的自由度，使之不能转动，如图４ａ所示。
在椅背框的下方设置可拆卸的安全包，安全包内放置有安全锤和安全带等，需要时可直接取用。
作为椅子使用时，靠背板和座板分别固定在椅背框和座板框上，椅背框上的自由销钉插在固定销
钉下方的销孔内。前脚和后脚通过固定销钉连接。
展开为梯子时将靠背板和座板取下。同时取下前脚
《起重运输机械》
２０１２（７）
万方数据
和后脚之问的固定销，将椅背框下方的自由销钉插到上侧的自由销孔内。座板框和前腿展开后的自由度通过铰链控制，展开后椅背框和座板框之间的旋转自由度则通过椅背框上的套筒控制，套筒由于重力滑落抵在座板框的横杆上，如图４ｂ所示。座板框和前腿之间的旋转自由度则通过前腿上的套筒控制。为了防止套筒下落，在座板框的横杆上装有插销，用以固定套筒，如图４ｃ所示。
（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ａ）椅背自由销设计（ｂ）椅背套筒连接设计
（ｃ）前腿套筒连接设计
图４局部放大图
梯子展开后，作为家庭扶梯使用时，通过后脚搭于墙上，前脚作支撑，遇到火灾等突发灾害，作为逃生用梯时，通过后脚挂于窗台墙上，前脚作支撑，使梯子保持一定角度，以使逃生者能踩稳横杆不至坠落。逃生者上梯子前，可取出安全包中的安全带固定在身体上，增加逃生时的安全系数，
在遇到下面安全楼层的窗户关闭无法进入时，可
利用安全包中的逃生锤打碎玻璃进入室内。５结束语
救援器材与常用必备的家具座椅完美结合，必将在突发火灾中人员逃生方面起到显著作用。该多功能座椅适合在家庭、学校、办公场所、娱乐场所等高层建筑使用，可迅速普及，具有十分广阔的市场前景。
参考文献
［１］吕仲文．机械创新设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社
２００４．
［２］孙桓，陈作模，葛文杰，等．机械原理［Ｍ］．北京
高等教育出版社，２００６．
者：檀大华
址：唐山国华国际科技有限公司
编：０６３０２０
—２３—
作地邮
收稿日期：２０１２—０２—０８
多功能自救座椅设计
檀大华Ｌ２郭园园１
ｌ安徽理工大学．淮南２３２００１２唐山国华国际科技有限公司
唐山０６３０２０
摘要：目前．高楼逃生装置多为专用设备，结构复杂且成本较高，难以推广应用。本文设计了一种多功能自救座椅，将普通座椅与火灾逃生功能集成一体，结构简单，造价低，有利于在高层办公场合和家庭推广使用。
关键词：火灾；逃生；座椅中圈分类号：ＴＨＩＩＩ
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１—０７８５（２０１２）０７—００２２—０２
ａｒｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｌ，ｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｅｓｃａｐｅｓｙｓｔｅｍｓ
ｍａｉｎｌｙｓｐｅｃｉａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘ
ｓｅａｔ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ
ｈｊｇｌＩ
ｃｏｓｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆｏｒｗｉｄｅｓｐｒｅａｄＵＳＯ。Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｂｉｎｅｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ
ｓｅａｌ
ｋｉ甜ｏｆｍｄｔｉ－ｆｕｎｅｔｉｏｎｓｅｌｆ－ｓａｖｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ｗｈｉｃｈＧ＇ｏｍ－
ｃｏｓｔ，９０
ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｆｉｒｅ
ｓｅａｔ
ｅｓｃａｐｅ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｗｉｔｈｍｏｒｅｓｉｍｐｌｅ
ａｎｄｌｏｗｅｒｉｔｉｓ
ｅａｓｙｔ０
ｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｆｏｒｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｖａｒｉｏｕｓｂｕｉｌｄｉｎｇｏｆｆｉｃｅｓａｒｄｆａｍｉｌｉｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｒｅｈａｚａｒｄ；ｅｓｃａｐｅ；ｓｅａｔ
１研制背景及意义
火灾发生时，往往由于房间门１２Ｉ或楼梯口被浓烟封锁，窗户成为首选的逃生通道，低层楼房可以采取跳窗的方式逃离火灾现场，但随着人类生存空间越来越拥挤，城市里的高层建筑越来越多，发生火灾时徒手跳窗显然是不现实的，同时消防云梯最多只能到达十几层楼的高度，消防人员到达火灾现场进行救援需要时间，人们的生命安全往往受到威胁。目前，有些发达国家采取直升飞机救援或降落伞逃生等方式，但是在楼房密集的住宅区实施难度很大。近年来，人们也设计了多种紧急逃生设备或装置，但设计目的多为让室内人员从窗户下降到地面逃生，结构复杂，体积庞大，且造价高，难以作为常备用品在办公场所或家庭推广。事实上建筑火灾多在单一楼层或房间内发生，只有在长时间得不到控制时才会发展成多楼层或整建筑火灾，因此，在高层火灾发生初期，如能及时从窗户进入下面安全的楼层或在窗外等待救援，将可确保生命安全。
与救援器材相结合，弥补了专业逃生器材的缺点。该逃生座椅平时可作为椅子使用，日常展开后可作为家庭扶梯使用，遇到火灾等紧急情况时则可作为逃生梯使用，具有使用方便、坚固耐用、安
全可靠和成本低等优点。
３设计方案
如图１所示，所设计多功能逃生座椅的结构特点是采用可折叠框架结构，框架中的各杆件以后腿、椅背框、座板框和前腿依次相互铰接构成，各铰接位置处的铰接旋转面均处在与座板框平面相垂直的平面内；所述后腿和前腿分别具有一对
１３
１２
２设计创新点
专业逃生装置价格昂贵，操作复杂，难以在普通办公场所或家庭推广，遇到火灾时常常因未能及时找到有效的逃生工具而造成生命财产的损失。所设计的自救座椅将日常生活中必备的椅子一２２一
１．椅背框连接销钉２．靠背板３，椅背框４．套筒
５．铰链６．座板框７．安全包８．后腿９．后脚ｌＯ．前脚１１．前腿１２．套筒固定销１３．座板
图ｌ多功能逃生椅结构示意图
《起重运输机械》
２０１２（７｝
万方数据
向内弯折的后脚和前脚，后脚与前脚可在折叠成
椅子时通过销钉固定连接。图２和图３分别为所设
计逃生座椅展开过程和展开状态示意图。
图２展开过程示意图
图３展开状态示意图
４具体实施方式
见图ｌ，采用可折叠框架结构，框架中的各杆件以后腿、椅背框、座板框和前腿依次相互铰接构成，各铰接位置处的铰接旋转面均处在与座板框平面相垂直的平面内；后腿和前腿分别具有一对向内弯折的后脚和前脚，后脚与前脚可在折叠成椅子时通过销钉固定连接，同时后腿和椅背框通过固定销
钉固定连接。椅背框固定销孔两边有等距自由销孔，
分别用来控制椅子状态和梯子状态下椅背框和后腿之间的自由度，使之不能转动，如图４ａ所示。
在椅背框的下方设置可拆卸的安全包，安全包内放置有安全锤和安全带等，需要时可直接取用。
作为椅子使用时，靠背板和座板分别固定在椅背框和座板框上，椅背框上的自由销钉插在固定销
钉下方的销孔内。前脚和后脚通过固定销钉连接。
展开为梯子时将靠背板和座板取下。同时取下前脚
《起重运输机械》
２０１２（７）
万方数据
和后脚之问的固定销，将椅背框下方的自由销钉插到上侧的自由销孔内。座板框和前腿展开后的自由度通过铰链控制，展开后椅背框和座板框之间的旋转自由度则通过椅背框上的套筒控制，套筒由于重力滑落抵在座板框的横杆上，如图４ｂ所示。座板框和前腿之间的旋转自由度则通过前腿上的套筒控制。为了防止套筒下落，在座板框的横杆上装有插销，用以固定套筒，如图４ｃ所示。
（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ａ）椅背自由销设计（ｂ）椅背套筒连接设计
（ｃ）前腿套筒连接设计
图４局部放大图
梯子展开后，作为家庭扶梯使用时，通过后脚搭于墙上，前脚作支撑，遇到火灾等突发灾害，作为逃生用梯时，通过后脚挂于窗台墙上，前脚作支撑，使梯子保持一定角度，以使逃生者能踩稳横杆不至坠落。逃生者上梯子前，可取出安全包中的安全带固定在身体上，增加逃生时的安全系数，
在遇到下面安全楼层的窗户关闭无法进入时，可
利用安全包中的逃生锤打碎玻璃进入室内。５结束语
救援器材与常用必备的家具座椅完美结合，必将在突发火灾中人员逃生方面起到显著作用。该多功能座椅适合在家庭、学校、办公场所、娱乐场所等高层建筑使用，可迅速普及，具有十分广阔的市场前景。
参考文献
［１］吕仲文．机械创新设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社
２００４．
［２］孙桓，陈作模，葛文杰，等．机械原理［Ｍ］．北京
高等教育出版社，２００６．
者：檀大华
址：唐山国华国际科技有限公司
编：０６３０２０
—２３—
作地邮
收稿日期：２０１２—０２—０８