CN108785881A - 可控制升降的充气逃生球 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控制升降的充气逃生球，包括外层球体和内层球体，内层球体位于外层球体的内部；外层球体包括氦气囊和空气囊，氦气囊设有第一排气口，空气囊设有第二排气口；还包括气压控制装置，包括控制器和与控制器分别相连的第一气压控制阀、第二气压控制阀、第一气压传感器、第二气压传感器和气压显示器，第一气压控制阀与第一排气口相连接，第二气压控制阀与第二排气口相连接；气压显示器分别与第一气压传感器和第二气压传感器相连并实时显示出氦气囊和空气囊内气压的大小；控制器根据第一气压传感器和第二气压传感器所检测到的氦气囊和空气囊的气压信号分别控制第一气压控制阀和第二气压控制阀，进而控制第一排气口和第二排气口的开合。

Description

可控制升降的充气逃生球

技术领域

本发明属于逃生技术领域，具体涉及一种可控制升降的充气逃生球。

背景技术

随着经济的发展，高层建筑越来越多，在遇到火灾或者其他紧急突发情况时逃生非常不便。目前的逃生方式一般有三种，第一种是所在楼层较低时通过升降的消防云梯救人，要等到消防人员及时赶到才能施救，不能及时逃生；第二种是在地面铺设气垫，让楼上的人们直接跳到气垫上逃生，危险性较大，容易受伤；第三种是使用各种绳索慢慢从楼上滑下逃生，这种方式的下降速度较快，施救人员不好控制降落速度，降落速度过快容易导致人员受伤。而现有技术中的充气逃生球，没有控制逃生球升降的功能，高层建筑在发生紧急事件的情况下，周围环境的风向风力不可预测，如果不控制逃生球的升降和下降位置，大风将逃生球吹回火场或其他具有危险性的地方，会对逃生者产生更严重的二次危害。由此可见，发明一种可控制升降的充气逃生球，是亟待解决的生产问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可控制升降的充气逃生球，用于高层建筑发生紧急情况时使用。

为实现上述目的，本发明提供一种可控制升降的充气逃生球，包括外层球体和内层球体，所述内层球体位于所述外层球体的内部；所述外层球体包括氦气囊和空气囊，所述氦气囊设有第一排气口，所述空气囊设有第二排气口；还包括气压控制装置，用于控制逃生球的升降，所述气压控制装置包括控制器和与所述控制器分别相连的第一气压控制阀、第二气压控制阀、第一气压传感器、第二气压传感器和气压显示器，所述第一气压传感器位于所述氦气囊的内部，所述第二气压传感器位于所述空气囊的内部，所述控制器、所述第一气压控制阀、所述第二气压控制阀和所述气压显示器位于所述内层球体的内部，所述第一气压控制阀与所述第一排气口相连接，所述第二气压控制阀与所述第二排气口相连接；所述气压显示器分别与所述第一气压传感器和所述第二气压传感器相连并实时显示出所述氦气囊和所述空气囊内气压的大小；所述控制器根据所述第一气压传感器和所述第二气压传感器所检测到的所述氦气囊和所述空气囊的气压信号分别控制所述第一气压控制阀和所述第二气压控制阀，进而控制所述第一排气口和所述第二排气口的开合。本发明的可控制升降的充气逃生球设计科学合理，通过设置气压控制装置，能够很好的对逃生球的升降进行控制，操作简单，使用时，控制器可以根据第一气压传感器和第二气压传感器检测到的氦气囊和空气囊的气压值，自动调节第一气压控制阀和第二气压控制阀，从而调节第一排气口和第二排气口，通过对氦气囊和空气囊内的气体进行排放，从而调节逃生球的升降。显示器可以显示出氦气囊和空气囊的气压值，有助于逃生人员作出判断，给与控制器升降的指令。也可手动调节第一气压控制阀和第二气压控制阀，从而控制逃生球的升降。当逃生球需要上升时，通过控制器或者手动调节第二气压控制阀，打开第二排气口，释放部分空气，减少空气的体积，从而减轻逃生球本身的重量，会实现逃生球上升；当逃生球需要下降时，通过控制器或者手动调节第一气压控制阀，打开第一排气口，释放部分氦气，减少氦气的体积，从而减少浮力，可以实现逃生球下降。

优选的，所述氦气囊还设有第一充气口，所述空气囊还设有第二充气口。利用氦气囊的第一充气口，液氦罐可通过输液管将液氦输入氦气囊，由于液氦的沸点为零下268°，因此液氦进入氦气囊可以迅速转换为氦气，从而实现对氦气囊快速充气，为逃生球提供浮力。通过空气囊的第二充气口，电动充气泵可以对空气囊快速充入空气。

优选的，所述内层球体和所述外层球体之间设有逃生通道，供逃生者进出。

优选的，所述内层球体的内部还设有九轴传感器，用于控制逃生球在升降过程中保持平稳状态；所述九轴传感器包括加速传感器、陀螺仪和电子罗盘。加速传感器判断逃生球的加速方向和速度大小，陀螺仪检测逃生球的旋转状态。通过加速传感器和陀螺仪确定逃生球的运动状态，电子罗盘利用测量地球的磁场，通过绝对指向功能修正逃生球的旋转状态，保证下降过程中逃生者在内层球体内部始终保持头部向上的状态。

优选的，所述内层球体的内部还设有无人机控制系统，用于遥控无人机。逃生者通过遥控无人机飞行可控制逃生球升降。

优选的，所述外层球体的外壁设有多个粘性挂钩。用于连接无人机和实现多个逃生球相互连接。

优选的，所述内层球体还设有安全带、挂钩和绳索。安全带可以固定逃生者，绳索的一端通过挂钩连接到逃生球上，另一端投放到地面，由施救人员连接地面固定物，可以帮助人员安全逃生。通过挂钩还可以连接保护带，用于稳定球体和方便逃生者进入逃生球。

优选的，本发明的可控制升降的充气逃生球还包括定位和报警装置。可向公安机关发送求救信号和位置信息，实现更有效更快捷地救援。

优选的，所述内层球体和所述外层球体的材质均为透明塑料。便于逃生者在逃生球内部观察四周环境，更好地选择逃生球的安全下降位置。

优选的，所述氦气囊与所述空气囊的体积的比例为24：1。通过这个比例可以很好地为逃生球提供浮力，有助于逃生球平稳运行，并且实验证明，在通过释放部分氦气或部分空气以调整逃生球升降的时候，氦气囊与空气囊的体积比24：1为最佳比例，可以有效控制逃生球的升降。

附图说明

图1是本发明的可控制升降的充气逃生球的结构示意图；

图2是本发明的可控制升降的充气逃生球固定在室内建筑物的示意图；

图3是本发明的可控制升降的充气逃生球采用绳索方式的示意图；

图4是本发明的可控制升降的充气逃生球采用无人机方式的示意图；

图5是本发明的可控制升降的充气逃生球采用多个逃生球连接方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的可控制升降的充气逃生球，包括外层球体1和内层球体2，所述内层球体2位于所述外层球体1的内部；所述外层球体1包括氦气囊3和空气囊4，所述氦气囊3设有第一排气口7，所述空气囊4设有第二排气口8；还包括气压控制装置，用于控制逃生球的升降，所述气压控制装置包括控制器和与所述控制器分别相连的第一气压控制阀9、第二气压控制阀10、第一气压传感器、第二气压传感器和气压显示器11，所述第一气压传感器位于所述氦气囊3的内部，所述第二气压传感器位于所述空气囊4的内部，所述控制器、所述第一气压控制阀9、所述第二气压控制阀10和所述气压显示器11位于所述内层球体2的内部，所述第一气压控制阀9与所述第一排气口7相连接，所述第二气压控制阀10与所述第二排气口8相连接；所述气压显示器11分别与所述第一气压传感器和所述第二气压传感器相连并实时显示出所述氦气囊3和所述空气囊4内气压的大小；所述控制器根据所述第一气压传感器和所述第二气压传感器所检测到的所述氦气囊3和所述空气囊4的气压信号分别控制所述第一气压控制阀9和所述第二气压控制阀10，进而控制所述第一排气口7和所述第二排气口8的开合。本发明的可控制升降的充气逃生球设计科学合理，通过设置气压控制装置，能够很好的对逃生球的升降进行控制，操作简单，利用氦气囊3中氦气的浮力，可实现逃生球大范围顺风浮动。使用时，控制器可以根据第一气压传感器和第二气压传感器检测到的氦气囊3和空气囊4的气压值，自动调节第一气压控制阀9和第二气压控制阀10，从而调节第一排气口7和第二排气口8，通过对氦气囊3和空气囊4内的气体进行排放，从而调节逃生球的升降。显示器可以显示出氦气囊3和空气囊4的气压值，有助于逃生人员观察作出判断，给与控制器升降的指令。也可手动调节第一气压控制阀9和第二气压控制阀10，从而控制逃生球的升降。当逃生球需要上升时，通过控制器或者手动调节第二气压控制阀10，打开第二排气口8，释放部分空气，从而减轻逃生球本身的重量，会实现逃生球上升；当逃生球需要下降时，通过控制器或者手动调节第一气压控制阀9，打开第一排气口7，释放部分氦气，从而减少浮力，可以实现逃生球下降。

本发明的可控制升降的充气逃生球的氦气囊3还设有第一充气口，所述空气囊4还设有第二充气口。利用氦气囊3的第一充气口，液氦罐可通过输液管将液氦输入氦气囊3，由于液氦的沸点为零下268°，因此液氦进入氦气囊3可以迅速转换为氦气，从而实现对氦气囊3快速充气，为逃生球提供浮力。通过空气囊4的第二充气口，电动充气泵可以对空气囊4快速充入空气。内层球体2和所述外层球体1之间设有逃生通道，供逃生者进出。内层球体2和外层球体1的材质均为透明塑料。便于逃生者在逃生球内部观察四周环境，更好地选择逃生球的安全下降位置。

在本发明的一种实施例中，本发明的可控制升降的充气逃生球的氦气囊3与空气囊4的体积的比例可以为24：1，氦气囊中的氦气和空气囊中的空气相隔绝，不连通。通过24：1的比例可以很好地为逃生球提供浮力，有助于逃生球平稳运行，并且实验证明，在通过释放部分氦气或部分空气以调整逃生球升降的时候，氦气囊3与空气囊4的体积比24：1为最佳比例，可以有效控制逃生球的升降。常温下，空气的密度为ρ_空＝1.29kg/m³，氦气的密度为ρ_氦＝0.18kg/m³，假设逃生球的承载量，即逃生者和逃生器内部设备的重量为m＝100kg，若空气囊的体积为4m³，氦气囊的体积约为96m³，则氦气囊提供的浮力大小为：F_浮＝ρ_空gV_氦＝1.29×10×96＝1234.4N,而逃生球的总重量包括氦气囊的质量、空气囊的重量和逃生球的载重量：G＝ρ_氦gV_氦+ρ_空gV_空+mg＝0.18×10×96+1.29×10×4+100×10＝1224.4N。氦气囊提供的浮力大于逃生球的总重量，可以为逃生球提供浮力。在实际设计中，可以根据逃生球运用的实际情况调整空气囊的体积、氦气囊的体积以及氦气囊和空气囊体积之间的比例关系。

在本发明的进一步实施例中，本发明的可控制升降的充气逃生球的内层球体2的内部还设有九轴传感器18，用于控制逃生球在升降过程中保持平稳状态；所述九轴传感器18包括加速传感器、陀螺仪和电子罗盘。加速传感器判断逃生球的加速方向和速度大小，陀螺仪检测逃生球的旋转状态，通过加速传感器和陀螺仪确定逃生球的运动状态，电子罗盘利用测量地球的磁场，通过绝对指向功能修正逃生球的旋转状态，保证下降过程中逃生者在内层球体2内部始终保持头部向上的状态。

在本发明的进一步实施例中，本发明的可控制升降的充气逃生球还包括定位和报警装置17。可向公安机关发送求救信号和位置信息，实现更有效更快捷地救援。

在本发明的进一步实施例中，内层球体2还设有安全带12、挂钩13和绳索15，安全带12可以固定逃生者，绳索15的一端通过挂钩13连接到逃生球上，另一端投放到地面，由施救人员连接地面固定物，可以帮助人员安全逃生。通过挂钩13还可以连接保护带，用于稳定球体和方便逃生者进入逃生球。如图2所示，使用时，将保护带一端的挂环连接逃生球内层球体2内壁的挂钩13，另一端固定在室内建筑物，固定逃生球，方便逃生者安全地进入逃生球。同时，如图3所示，将内层球体2的绳索15的一端挂环连接在内层球体2的挂钩13上，另一端投放至地面，由地面上的救援人员协助拉拽。通过第一充气口对氦气囊3快速充气，为逃生球提供浮力。逃生者借助保护带通过球体间的进出通道进入内层球体2，系好全身安全带12后，取下内壁挂钩13上保护带的挂环，实现逃生球和保护带的脱离，由地面救援人员拉拽绳索15使逃生球缓慢下降。在逃生球下降过程中，若绳索15遇到障碍物，发生卡住的意外，导致逃生球不能顺利下降，采用内层球体2中的备用绳索，将备用绳索的一端投放至地面人员手中，并卸掉挂钩13上第一条绳索15的挂环，实现第一条绳索15与逃生球的脱离。若逃生者所处建筑层的高度并没有非常高，可以采用此方法，在逃生球的浮力和地面人员拉拽绳索15的作用下，将逃生球从建筑物拉降至安全地带，从而实现快速逃生的目的。

如图4所示，在本发明的再进一步实施例中，内层球体2的内部还设有无人机控制系统，用于遥控无人机，逃生者通过遥控无人机飞行可控制逃生球升降。外层球体1的外壁设有多个粘性挂钩19，用于连接无人机。使用时，将无人机的底座与外层球体1外壁的挂钩相连接，实现无人机与逃生球相连接。逃生者通过控制内层球体2的无人机控制系统，遥控无人机的升降使逃生球下降在安全地带，从而实现快速逃生的目的。如图5所示，还可以将多个逃生球通过外层球体1外壁的粘性挂钩19相互连接，一次性将多个逃生球下落在安全地带，从而实现大规模救援的目的，提高救援效率。

由此可见，本发明的可控制升降的充气逃生球设计新颖，使用方便，操作简单，利用氦气囊中氦气的浮力，可实现逃生球大范围顺风浮动，通过设置气压控制装置，能够很好的对逃生球的升降进行控制，具有良好的推广使用价值。

显然，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出对本发明的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本发明的权利要求及其等同形式的范围内，则本发明还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

Claims (10)

1.一种可控制升降的充气逃生球，其特征在于，包括外层球体和内层球体，所述内层球体位于所述外层球体的内部；所述外层球体包括氦气囊和空气囊，所述氦气囊设有第一排气口，所述空气囊设有第二排气口；还包括气压控制装置，用于控制逃生球的升降，所述气压控制装置包括控制器和与所述控制器分别相连的第一气压控制阀、第二气压控制阀、第一气压传感器、第二气压传感器和气压显示器，所述第一气压传感器位于所述氦气囊的内部，所述第二气压传感器位于所述空气囊的内部，所述控制器、所述第一气压控制阀、所述第二气压控制阀和所述气压显示器位于所述内层球体的内部，所述第一气压控制阀与所述第一排气口相连接，所述第二气压控制阀与所述第二排气口相连接；所述气压显示器分别与所述第一气压传感器和所述第二气压传感器相连并实时显示出所述氦气囊和所述空气囊内气压的大小；所述控制器根据所述第一气压传感器和所述第二气压传感器所检测到的所述氦气囊和所述空气囊的气压信号分别控制所述第一气压控制阀和所述第二气压控制阀，进而控制所述第一排气口和所述第二排气口的开合。

2.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述氦气囊还设有第一充气口，所述空气囊还设有第二充气口。

3.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述内层球体和所述外层球体之间设有逃生通道。

4.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述内层球体的内部还设有九轴传感器，用于控制逃生球在升降过程中保持平稳状态；所述九轴传感器包括加速传感器、陀螺仪和电子罗盘。

5.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述内层球体的内部还设有无人机控制系统，用于遥控无人机。

6.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述外层球体的外壁设有多个粘性挂钩。

7.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述内层球体还设有安全带、挂钩和绳索。

8.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，还包括定位和报警装置。

9.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述内层球体和所述外层球体的材质均为透明塑料。

10.根据权利要求1所述的可控制升降的充气逃生球，其特征在于，所述氦气囊与所述空气囊的体积的比例为24：1。