CN110758408B - 一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法，设置由旋转机构驱动、绕自身长轴旋转的驱动杆，在所述驱动杆上分别设置第一滚轮机构、滚筒和第二滚轮机构，其中，所述滚筒固定连接所述驱动杆，跟随驱动杆自转。所述主动横渡装置通过设置在滚轮机构上端的固定滚轮、挂于绳索上，并且绳索螺旋缠绕于所述滚筒上。在使用时，只要所述旋转机构驱动所述驱动杆自转，带动所述滚筒旋转，通过静摩擦力驱动所述绳索移动，就可以实现所述主动横渡装置沿所述绳索的横渡移动。本发明的主动横渡装置，通过设置滚筒，将绳索螺旋缠绕滚筒至少一圈，增加了绳索与主动横渡装置的静摩擦力，不容易发生悬吊横渡移动中滑落或掉落的事故，保证了横渡操作的安全性。

Description

一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法

技术领域

本发明涉及消防救援器具技术领域，尤其涉及一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法。

背景技术

在峡谷、河道、高层建筑物、抗洪抢险等大跨度大空间灾害事故救援中，救援官兵可能无法直接到达遇险人员所在地，此时通常是采用横渡救援的方式开展救援，主要包括快速架桥救援的方式和绳索横渡的方式。在峡谷或河道救援中，也可以快速架桥救援，其疏散能力强，但架设操作复杂、耗时长、装备成本巨大、且不适合激流水域。通常快速架桥救援的方式仅适用于在，比如流水较缓的水域、以及极少数的重特大洪涝灾害或事故现场，当需要救援疏散的人群数量较大时，快速搭建救生通道。

而更多时候，采用绳索横渡的方式，虽然每次运输量较小，但结构简单、要求低，故架设速度很快。绳索横渡，首先要架设符合安全标准的横渡绳索，构成绳索通道，例如通过人工背负绳索，徒手攀爬到对岸并架设绳索通道，或由抛投机构发射或弹射带爪或锚的绳索，抓住对岸的某个结构后，再收紧并架设所述绳索通道。在这方面，我国与国外差距不大。所述绳索通道架设完成后，就可以开始横渡救援操作，救援人员借助于所述绳索通道，跨过障碍，如峡谷、河道、建筑物等，移动至对岸，通常为沿着绳索滑动至对岸。

在国内外的救援实战中，就出现过横渡救援人员因为体力不支，而无法完成救援任务甚至落水溺水的案例。故人们开发出相应地横渡装置，以节约救援人员的体力。例如中国专利CN104875750A，就公开了一种消防遥控大绳横渡装置，所述横渡装置为一心形结构，通过上侧面上的两个滑轮咬合绳索，并在电机驱动下，沿绳索移动。

可见，横渡装置与绳索的之间的咬合就很重要，咬合不牢，就可能发生救援人员掉落的事故；但咬合太紧，又会导致横渡装置与绳索的之间的摩擦力增加，增加了滑动的难度，消耗了滑动需要的能量，还降低了滑动的效率。

因此，现有技术还有待于进一步提高和改进。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法，以帮助救援人员节省体力，完成救援工作。

为实现上述目的，本发明首先提供了一种螺旋抓绳式主动横渡装置，其中，包括由旋转机构驱动、绕自身长轴旋转的驱动杆，所述驱动杆上沿长度方向分开设置两个滚轮机构：第一滚轮机构和第二滚轮机构，每个所述滚轮机构包括滚轮固定件，通过滚轮轴承固定在所述驱动杆上，所述滚轮固定件的上端，设置有旋转面平行于所述长度方向的固定滚轮；两个所述滚轮机构之间，设置至少一个滚筒，所述滚筒为圆柱形，固定套合于所述驱动杆上。

优选地，所述滚筒设置至少两个，两个所述滚筒之间，还设置至少一个导向轮机构，所述导向轮机构包括圆盘状的导向轮固定件，通过导向轮固定轴承可旋转地固定于所述驱动杆上；所述圆盘面上包括一个沿半径方向开设的缺口，绳索穿过所述缺口后，绕于相邻的所述滚筒上。

更优选地，所述导向轮固定件的圆盘面上，还开设有沿周向排列的一组第一导向轮窗，导向轮的旋转轴沿所在的半径方向嵌于所述第一导向轮窗中，所述导向轮的旋转面凸出所述圆盘面。

优选地，所述第一导向轮窗沿相同的半径高度、均匀分布在所述导向轮固定件上。

优选地，相邻的所述导向轮固定件通过导向轮连接件连接为一体。

优选地，所述滚筒通过键槽固定于所述驱动杆上。

优选地，所述滚筒的半径高度不小于所述导向轮的下沿所在的半径高度。

优选地，所述滚筒的柱形面上设有沿周向分布的至少一个第一凹槽或凸起。

优选地，所述绳索以单层排列于所述滚筒的柱形面。

优选地，所述滚轮的弧形面中间沿周向开有第二凹槽，用于容纳绳索。

更优选地，所述第二凹槽的横截面为劣弧。

优选地，所述旋转机构为驱动电机，所述驱动电机通过一轴承模组减速后、驱动所述驱动杆旋转。

更优选地，所述驱动电机为带刹车的直流电机，用于实现在任意位置的锁止。

优选地，所述滚轮固定件上，设有至少一第二导向轮窗，所述第二导向轮窗位于所述固定滚轮与所述驱动杆之间，一导向轮嵌于所述第二导向轮窗中。

更优选地，所述第二导向轮窗的至少一个开口朝向所述导向轮固定件，所述导向轮的旋转面凸出所述开口。

本发明还公开了所述主动横渡装置的使用方法，包括以下步骤：

a.绳索从第二滚轮下方穿过第二滚轮固定件，绕于所述滚筒上至少一圈后，从第一滚轮下方穿出；

b.所述旋转机构驱动所述驱动杆绕自身长轴方向自转，带动所述滚筒旋转；

c.所述滚筒旋转，驱动所述绳索离开所述主动横渡装置；

d.所述主动横渡装置沿所述绳索前进。

技术效果：本发明公开了一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法，设置由旋转机构驱动、绕自身长轴旋转的驱动杆，在所述驱动杆上分别设置第一滚轮机构、滚筒和第二滚轮机构，其中，所述滚筒固定连接所述驱动杆，跟随所述驱动杆自转。所述主动横渡装置通过设置在所述滚轮机构上端的固定滚轮、挂于绳索上，并且所述绳索螺旋缠绕于所述滚筒上。在使用时，只要所述旋转机构驱动所述驱动杆自转，带动所述滚筒旋转，通过静摩擦力驱动所述绳索移动，就可以实现所述主动横渡装置沿所述绳索的横渡移动。本发明的主动横渡装置，通过设置滚筒，将绳索螺旋缠绕滚筒至少一圈，增加了绳索与主动横渡装置的结合摩擦力，不容易发生悬吊移动中滑落或掉落的事故，保证了横渡操作的安全性。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的螺旋抓绳式主动横渡装置在使用状态时的结构示意图；

图2是本发明的螺旋抓绳式主动横渡装置的部分拆解图；

图3是本发明的螺旋抓绳式主动横渡装置的使用方法流程图。

图中，10、旋转机构；14、滚筒；15、驱动电机；16、轴承模组；17、驱动杆；20、导向轮机构；21、导向轮固定轴承；22、导向轮连接件；28、导向轮；29、导向轮固定件；30、滚轮机构；31、第一滚轮；32、第一滚轮固定件；33、第二滚轮；34、第二滚轮固定件；35、末端封闭件；40、绳索。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

本发明公开了一种螺旋抓绳式主动横渡装置，所述主动横渡装置的总体结构如图1所示，包括一旋转机构10，所述旋转机构10连接并驱动一驱动杆17绕其自身的长轴方向自转。尤其是，在一个更佳的实施例中，所述旋转机构10为一台驱动电机15，所述驱动电机15通过一轴承模组16减速后，驱动所述驱动杆17旋转。并且，更佳地，所述驱动电机为直流电机，并带刹车功能，能够实现在随时的锁止。

在所述驱动杆17上，沿长度方向、分开设置两个滚轮机构30，每个滚轮机构30包括通过滚轮轴承、固定于所述驱动杆17上的滚轮固定件，所述滚轮固定件的上端设置有固定滚轮，所述固定滚轮的旋转面与所述长轴方向平行。在使用时，所述主动横渡装置是通过所述固定滚轮挂于绳索40上。其中，为了方便所述绳索40穿过，所述固定滚轮为可拆卸结构。或者，在所述绳索40两端固定之前，将所述主动横渡装置已经悬挂于所述绳索40上。

具体地，所述滚轮机构30包括第一滚轮机构和第二滚轮机构，如图1所示，所述第一滚轮机构设置于靠近所述旋转机构10的一端，包括第一滚轮31，固定在第一滚轮固定件32的上端；所述第二滚轮机构设置于所述驱动杆17的另一端，包括第二滚轮33，固定在第二滚轮固定件34的上端，且所述驱动杆17的自由端还设置有一末端封闭件35。当所述驱动杆17的转动方向如图1中弧线箭头所示的方向时，所述主动横渡装置的移动方向如图1中箭头所示，即向左移动。相应地，所述绳索40就从所述第二滚轮33的下方穿过，进入所述主动横渡装置，并从所述第一滚轮31的下方穿过，离开所述主动横渡装置。当所述驱动电机15锁止时，使用者即可暂停于所述绳索40的任何位置。

为了保证所述固定滚轮不会从所述绳索40上滑落，导致摔落事故，在一个更佳的实施例中，所述滚轮的弧形面中间沿周向还开有第二凹槽，所述绳索40就纳入所述第二凹槽中。为了适应不同直径的绳索40，以及方便所述绳索40纳入所述第二凹槽，所述第二凹槽的横截面优选为劣弧。

所述主动横渡装置，因为是以主动驱动的方式沿所述绳索40移动的，需要利用与所述绳索40的之间的静摩擦力为驱动，故为了增加摩擦力，所述绳索40在进入所述主动横渡装置后，以螺旋方式绕于所述驱动杆上至少一圈。具体地，如图2所示，两个所述滚轮机构之间，设置至少一个滚筒14，所述滚筒14为圆柱形壳体结构，固定套合于所述驱动杆17上，跟随所述驱动杆17自转。尤其是，所述滚筒14通过键槽结构固定于所述驱动杆17上，以确保与所述驱动杆17之间不会发生相对滑动。而所述滚筒14的柱形面上，设有沿周向分布的至少一个第一凹槽或凸起，所述第一凹槽或凸起优选为垂直于周向，沿所述柱形面的直线长度方向。所述绳索40沿周向缠绕所述滚筒14的柱形面至少一圈，故所述第一凹槽或凸起至少需要不与周向平行，从而增加所述绳索40与所述滚筒14之间的静摩擦力，进一步防止在驱动所述绳索40移动时打滑。所述绳索40在螺旋缠绕所述滚筒14上时，以单层排列。即所述绳索40在螺旋缠绕在所述滚筒14上时，保持为总是接触所述滚筒14的柱形面，从而保证了对所述绳索40的驱动力。

为了增加施加于所述绳索40上的静摩擦力，所述滚筒14设置多于一个，并且，如图1所示，相邻滚筒14之间，设置有用于分隔以及引导所述绳索40均匀缠绕的导向轮机构20，具体如图2所示，包括圆盘状的导向轮固定件29，通过导向轮固定轴承21可旋转地固定于所述驱动杆17上。而考虑到所述绳索40在绕于所述滚筒14上，跟随所述滚筒14的旋转而平移时，与其他结构之间的摩擦力都可能成为阻力，故在所述导向轮固定件29的圆盘面上，设有一组沿周向排列的导向轮窗，优选为以相同的半径高度，沿周向均匀排列为一圈。导向轮28的旋转轴沿所在的半径方向，嵌于所述导向轮窗中，并且，所述导向轮28的旋转面凸出所述圆盘面，直接接触至所述绳索40。即，当所述驱动杆17在所述旋转机构10，例如一驱动电机15的驱动下旋转，带动所述滚筒14旋转时，所述滚筒14再通过静摩擦力带动其上缠绕的绳索40跟随移动，而绳索40因为要绕于不同的滚筒14上，故需要接触到不跟随所述驱动杆14旋转的所述导向轮固定件29的圆盘面，产生摩擦阻力。而这由设置所述导向轮28与所述绳索40直接接触，将滑动摩擦转为滚动摩擦而加以大大减轻。

当然，所述导向轮28的旋转面下沿所在的半径高度应该不大于所述滚筒14的半径高度，即保证所述滚筒14上单层缠绕的所述绳索40直接接触到所述导向轮28。

考虑到所述绳索40需要跨过各个所述导向轮固定件29，从而分布至不同的所述滚筒14上，故在所述圆盘面上还设置一个沿半径方向开设的缺口，绳索40穿过所述缺口后，绕于相邻的所述滚筒14上。

同样地，在所述滚轮固定件上，也设置有设有至少一个第二导向轮窗，所述导向轮窗位于所述固定滚轮与所述驱动杆17之间，所述第二导向轮窗中也设有一导向轮28。并且，所述第二导向轮窗的至少一个开口朝向所述导向轮固定件29，所述导向轮28的旋转面也凸出所述开口。当所述绳索40从所述固定滚轮的下方进入所述主动横渡装置后，首先沿滚轮固定件的圆周侧面绕行向下，然后滑过所述第二导向轮窗中的导向轮28后，再绕于所述滚筒14上。

并且，考虑到各个所述导向轮固定件29是不跟随所述驱动杆17旋转的，故在一个更佳的实施例中，所述导向轮固定件29的圆周面上，还设有导向轮连接件22，与相邻的所述导向轮固定件29固定连接，即各个所述导向轮机构20通过各个所述导向轮连接件22连接为一体，以及还与所述滚轮固定件固定连接为一体。此时，因为所述固定滚轮是挂于所述绳索40上，故当所述驱动杆17在驱动下旋转时，只能带动所述滚筒14转动，驱动所述绳索40在所述主动横渡装置上移动，即所述主动横渡装置沿所述绳索40平移。

因此，本发明公开的主动横渡装置的使用方法，如3的流程图所示，总结如下：

S100.所述绳索40从所述第二滚轮33的下方穿过所述第二滚轮固定件34，绕于所述滚筒14上至少一圈后，从所述第一滚轮31的下方穿出。

S200.所述旋转机构10驱动所述驱动杆17绕自身长轴方向自转，带动所述滚筒14旋转。

S300.所述滚筒14旋转，驱动所述绳索40离开所述主动横渡装置。

S400.所述主动横渡装置沿所述绳索40前进。

综上所述，本发明公开了一种螺旋抓绳式主动横渡装置及使用方法，设置由旋转机构10驱动、绕自身长轴旋转的驱动杆17，在所述驱动杆17上分别设置第一滚轮机构、滚筒14和第二滚轮机构，其中，所述滚筒14固定连接所述驱动杆17，跟随所述驱动杆17自转。所述主动横渡装置通过设置在所述滚轮机构上端的固定滚轮、挂于绳索40上，并且所述绳索40螺旋缠绕于所述滚筒14上。在使用时，只要所述旋转机构10驱动所述驱动杆17自转，带动所述滚筒14旋转，通过静摩擦力驱动所述绳索40移动，就可以实现所述主动横渡装置沿所述绳索40的横渡移动。本发明的主动横渡装置，通过设置滚筒14，将绳索40缠绕滚筒14至少一圈，增加了绳索40与主动横渡装置的结合摩擦力，不容易发生悬吊移动中滑落或掉落的事故，保证了横渡操作的安全性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种螺旋抓绳式主动横渡装置，其特征在于，包括由旋转机构驱动、绕自身长轴旋转的驱动杆，所述驱动杆上沿长度方向分开设置两个滚轮机构：第一滚轮机构和第二滚轮机构，每个所述滚轮机构包括滚轮固定件，通过滚轮轴承固定在所述驱动杆上，所述滚轮固定件的上端，设置有旋转面平行于所述长度方向的固定滚轮；

两个所述滚轮机构之间，设置至少一个滚筒，所述滚筒为圆柱形，固定套合于所述驱动杆上；

所述主动横渡装置，通过设置在所述滚轮机构上端的固定滚轮、挂于绳索上，并且所述绳索螺旋缠绕于所述滚筒上，在使用时，所述旋转机构驱动所述驱动杆自转，带动所述滚筒旋转，通过静摩擦力驱动绳索移动，实现所述主动横渡装置沿所述绳索的横渡移动。

2.根据权利要求1所述的主动横渡装置，其特征在于，所述滚筒设置至少两个，两个所述滚筒之间，还设置至少一个导向轮机构，所述导向轮机构包括圆盘状的导向轮固定件，通过导向轮固定轴承可旋转地固定于所述驱动杆上；

所述圆盘面上包括一个沿半径方向开设的缺口，绳索穿过所述缺口后，绕于相邻的所述滚筒上。

3.根据权利要求2所述的主动横渡装置，其特征在于，所述导向轮固定件的圆盘面上，还开设有沿周向排列的一组第一导向轮窗，导向轮的旋转轴沿所在的半径方向嵌于所述第一导向轮窗中，所述导向轮的旋转面凸出所述圆盘面。

4.根据权利要求2所述的主动横渡装置，其特征在于，相邻的所述导向轮固定件通过导向轮连接件连接为一体。

5.根据权利要求1至4任一所述的主动横渡装置，其特征在于，所述滚筒的柱形面上设有沿周向分布的至少一个第一凹槽或凸起。

6.根据权利要求1所述的主动横渡装置，其特征在于，所述滚轮的弧形面中间沿周向开有第二凹槽，用于容纳绳索。

7.根据权利要求1所述的主动横渡装置，其特征在于，所述旋转机构为驱动电机，所述驱动电机通过一轴承模组减速后、驱动所述驱动杆旋转。

8.根据权利要求7所述的主动横渡装置，其特征在于，所述驱动电机为带刹车的直流电机，用于实现在任意位置的锁止。

9.根据权利要求1所述的主动横渡装置，其特征在于，所述滚轮固定件上，设有至少一第二导向轮窗，所述第二导向轮窗位于所述固定滚轮与所述驱动杆之间，一导向轮嵌于所述第二导向轮窗中。

10.根据权利要求1-9任一所述的主动横渡装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.绳索从第二滚轮下方穿过所述滚轮固定件，绕于所述滚筒上至少一圈后，从第一滚轮下方穿出；

b.所述旋转机构驱动所述驱动杆绕自身长轴方向自转，带动所述滚筒旋转；

c.所述滚筒旋转，驱动所述绳索离开所述主动横渡装置；

d.所述主动横渡装置沿所述绳索前进。

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