CN110816556B - 一种客运架空索道吊厢下坠安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种客运架空索道吊厢下坠安全装置。包括位移测量传感器、伞降装置、防碰缓冲装置和角动量平衡装置，位移测量传感器设置于吊厢的抱索器上，防碰缓冲装置包括防碰缓冲垫、触发系统和引导轨，设置于吊厢内部用于保护吊厢内人员安全，还包括角动量平衡装置，包括半球外壳、安装在半圆外壳中的第一平衡轮、第二平衡轮、惯性传感器、控制器、电机；该装置可以极大地提高吊厢下坠时乘客的安全性，进而减少景区恶性事故的发生，减少损失，降低社会恶劣影响。

Description

一种客运架空索道吊厢下坠安全装置

技术领域

本发明属于索道安全防护技术领域，具体涉及一种客运架空索道吊厢下坠安全装置。

背景技术

随着我国人民生活水平的提高，旅游业发展呈现不断上升态势。其中，以自然景观为主的景区占到所有景区的50%以上，在自然景观的景区内架空索道是主要的客运方式。另外，有一部分人造景观中也有客运索道的应用，且索道对于滑雪场等游乐场所更是必不可少。因此，索道的发展前景相当可观，其数量逐年上升。索道的基数增加后，随之而来的就是事故率的增加，甚至同一景点在短时间内出现两次以上的故障。客运索道事故多为吊厢或吊椅停滞高空，但是仍有吊厢坠落的事故，该类事故一旦发生会对人身生命财产安全和景区经济造成巨大损失，社会影响恶劣。

自然景观的景区大多融合了山川、河流、湖泊、断崖和森林等等复杂地貌特征，是自然灾害和极端天气的多发地，且具有突发性和不可抗性。例如：山体巨石滑落砸中吊厢或用来牵引的钢丝绳，风暴刮断树木砸中牵引钢丝绳或直接导致吊厢脱索坠落，这些都是吊厢坠落事故的主要原因。而现有技术对吊厢坠落事故的应对措施较少，基本处于空白状态。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种客运架空索道吊厢下坠安全装置。该装置可以极大地提高吊厢下坠时乘客的安全性，进而减少景区恶性事故的发生，减少损失，降低社会恶劣影响。

本发明的技术方案是：一种客运架空索道吊厢下坠安全装置，包括位移测量传感器、伞降装置、防碰缓冲装置和角动量平衡装置，

所述位移测量传感器，设置于吊厢的抱索器上，位移测量传感器用于感应抱索器的脱索；

所述防碰缓冲装置包括防碰缓冲垫、触发系统和引导轨，所述引导轨设置在吊厢门窗左右侧，所述触发系统包括电磁发生端、铁片吸附端，所述电磁发生端安装在吊厢四壁顶端，铁片吸附端安装在防碰缓冲垫上部，所述防碰缓冲垫位于吊厢门窗上部，包括外向内依次固定连接的弹性蓬松层、中部缓冲层和弹簧底层，所述中部缓冲层，由若干缓冲单元矩阵排序形成，所述缓冲单元，包括中部橡胶内芯及套装在橡胶内芯外部的弹性螺旋条形成的缓冲筒，所述弹簧底层，由若干弹簧矩阵排列设置在背板上形成，背板底面设置有滑块，滑块与引导轨配合，所述位移测量传感器与电磁发生端控制电路线路连接，用于控制电磁发生端通断电；

还包括伞降装置包括带有自动开伞控制器的降落伞包、固定台，所述固定台安装在吊厢顶面中部，降落伞包安装在固定台上，位移测量传感器与开伞控制器线路连接；

所述角动量平衡装置包括半球外壳、安装在半圆外壳中的第一平衡轮、第二平衡轮、惯性传感器、控制器、电机，所述半球外壳固定连接在吊厢底部，所述第一平衡轮、第二平衡轮由电机驱动，第一平衡轮和第二平衡轮的转轴交角为90°，与吊厢底部平面夹角为45°，所述惯性传感器、位移测量传感器与控制器线路连接，控制器与电机线路连接，用于控制第一、第二平衡轮的运行及转速。

还包括烟雾定位装置，包括GPS定位仪、密闭容器、安装在密闭容器中的高压舱、点火器、汽油机拉烟泵，所述GPS定位仪与位移测量传感器线路连接，密闭容器设置于吊厢外部侧面，所述点火器与位移测量传感器、汽油机拉烟泵线路连接，用于根据位移测量传感器发出的信号通过点火器控制汽油机拉烟泵工作，汽油机拉烟泵与高压舱连接，用于控制高压舱向外喷烟雾，所述高压舱上设置有喷嘴，内部设置有拉烟剂。

还包括坠落报警模块，安装在吊厢内部，包括处理器、外置天线和接收终端，处理器与外置天线、位移测量传感器线路连接，用于将位移测量传感器发出的信号发送给接收终端，所述接收终端位于索道中控台。

所述弹性蓬松层为羽绒填充层，羽绒填充层的包裹材料呈透明或半透明。

所述的拉烟剂为彩色。

所述引导轨的下端与吊厢底板之间的距离为1～1.3m。

还包括第一磁体、第二磁体，所述第一磁体安装在防碰缓冲垫下部，第二磁体对应第一磁体安装在吊厢底板上，第一磁体与第二磁体同极相对。

所述位移测量传感器与测量放大器线路连接。

本发明的有益效果是：因自然景观景区地形复杂，自然灾害和极端天气等事故多发，且具有突发性和不可抗性。本发明装置旨在针对由此引起的吊厢坠落这类最具危害性的事故起到对乘客生命安全的保护作用。具体的坠落报警模块与烟雾定位装置组成双报警模式，从索道中控台仪器和救援人员亲眼所见的烟雾的飘散轨迹，可将事故发生的时间和地点瞬间传达至救援人员，极大减少救援的反应时间。伞降装置、防碰伤缓冲垫装置、角动量平衡装置保证吊厢平稳坠落及人员安全，并尽量保持空中姿态和落地姿态。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明坠落报警模块工作流程图；

图3为本发明烟雾定位装置工作原理图；

图4为本发明伞降装置工作流程图；

图5为本发明防碰缓冲垫缓冲单元结构示意图、俯视图；

图6为本发明防碰缓冲垫结构示意图；

图7为本发明角动量平衡装置结构示意图；

图8为本发明防碰缓冲装置安装示意图。

图中：1、坠落报警模块，2、烟雾定位装置，3、伞降装置， 33、伞衣，4、防碰缓冲装置，41、弹性蓬松层，42、缓冲筒，43、橡胶内芯，44、弹簧底层，45、滑块，46、引导轨，47、电磁发生端，48、铁片吸附端，5、角动量平衡装置，51、第一平衡轮，52、第二平衡轮，53、惯性传感器，54、控制器，55、半球外壳，6、吊厢，7、吊杆，8、抱索器，9、第一磁体，10、第二磁体。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-8所示，一种客运架空索道吊厢下坠安全装置，包括位移测量传感器、坠落报警模块、彩色烟雾定位装置2、伞降装置3、防碰缓冲装置4和角动量平衡装置5，

位移测量传感器，设置于吊厢6的抱索器8上，抱索器8与吊厢6通过吊杆7连接，位移测量传感器与一个测量放大器线路连接，用于处理传感器信号，后续内容中为了简单描述将只说明位移测量传感器与相关部件的连接关系，默认隐含测量放大器；

防碰缓冲装置4，包括防碰缓冲垫、触发系统和引导轨46，引导轨46设置在吊厢6门窗左右侧，触发系统为一个电磁锁，包括电磁发生端47、铁片吸附端48，电磁发生端47安装在吊厢6四壁顶端，铁片吸附端48安装在防碰缓冲垫上部，触发系统平时处于通电状态，将防碰缓冲垫吸附于吊厢顶部，当抱索器8与钢丝绳脱开且吊厢6下坠时，位移测量传感器发出信号，触发系统断电，防碰缓冲垫将顺着引导轨下滑；防碰缓冲垫位于吊厢6门窗上部，包括外向内依次固定连接的羽绒填充半透明弹性蓬松层41，与人体接触具有较好的触感与弹性，中部缓冲层和弹簧底层44，中部缓冲层，由若干缓冲单元矩阵排序形成，缓冲单元，包括中部橡胶内芯43及套装在橡胶内芯外部的弹性螺旋条形成的缓冲筒42，弹簧底层44的背板上设置有滑块45，滑块45与引导轨46配合，中部缓冲层在受到各个方向的冲击时，首先条状螺旋弹性体形成的缓冲筒会发生旋转同时被挤压，更好的缓解大扭矩给人的肌肉和骨骼带来的伤害，这是气囊所不能比拟的优势。橡胶内芯43呈圆柱体置于每一个螺旋网状结构42之中，对弹性蓬松层起到缓冲和一定的支撑作用，总体来说本发明的防碰缓冲装置使得发生意外的人员得到有层次感的“软缓冲”甚至是无级缓冲，相对于传统的气囊弹出方式更加安全，避免了因气囊弹出的角度、力度问题，而引发的间接事故。还包括第一磁体9、第二磁体10，第一磁体9安装在防碰缓冲垫下部，第二磁体10对应第一磁体安装在吊厢底板上，第一磁体与第二磁体同极相对，用降低防碰缓冲垫的下落势能，并通过一定的斥力使防碰缓冲垫悬浮在引导轨中下部，正对窗口的位置，进一步提高吊厢内的人员安全性。

还包括伞降装置包括带有自动开伞控制器的降落伞包、固定台，此处的降落伞包可以采用一般常规降落伞技术，所述固定台安装在吊厢顶面中部，降落伞包安装在固定台上，位移测量传感器发出信号至开伞控制器，控制器控制打开引导伞，引出伞衣33，进而完成电子开伞。伞降装置提高保证吊厢6平稳着陆的可能性。伞衣33在地面投影图近似为圆，其直径应小于相邻两吊厢的间距，具体数值视实际情况而定，以免伞衣之间在空间内互相干涉。伞衣33面积在距地面50米以下时约一个篮球场大小，面积参数具体视实际吊厢6的荷重而定。

所述角动量平衡装置包括半球外壳、第一平衡轮、第二平衡轮、惯性传感器、控制器、电机、蓄电池，所述半球外壳固定连接在吊厢底部，所述第一平衡轮、第二平衡轮安装在半球外壳内部，第一平衡轮和第二平衡轮的转轴交角为90°，与吊厢底部平面夹角为45°，所述惯性传感器、位移测量传感器与控制器线路连接，控制器与电机线路连接，用于控制第一、第二平衡轮的转速。惯性传感器53在吊厢与地面接触后会不断检测吊厢运动的速度方向倾角，基于角动量守恒原理将按照控制器54中设置好的程序对平衡轮进行控制以达到两个目的：一、当吊厢底部着陆时，帮助吊厢不再受到外力影响而发生翻滚。二、当吊厢着陆面为非底面或正发生翻滚时，帮助吊厢减少翻滚速度和冲击力并且重回底面着陆的状态。

还包括烟雾定位装置，包括GPS定位仪、密闭容器、安装在密闭容器中的高压舱、点火器、汽油机拉烟泵，所述GPS定位仪与位移测量传感器线路连接，GPS定位仪用于从吊厢6开始坠落将不断地将坠落轨迹传至索道中控台的仪器，使救援人员能从仪器中了解吊厢6的实时位置，以便快速制定救援方案；密闭容器设置于吊厢外部侧面，所述点火器与位移测量传感器、汽油机拉烟泵线路连接，用于根据位移测量传感器发出的信号通过点火器控制汽油机拉烟泵工作，汽油机拉烟泵与高压舱连接，用于控制高压舱向外喷烟雾，所述高压舱上设置有喷嘴，内部设置有彩色拉烟剂，彩色拉烟剂与汽油机拉烟泵喷出的高温燃气混合，形成的蒸气遇冷后凝结成雾，产生浓浓的彩色烟雾，彩色烟雾在空中保持十秒以上，数公里之外都可以看到。救援人员通过肉眼观察对坠落轨迹有进一步的直观判断，进而极大地为救援赢得时间。

还包括坠落报警模块，安装在吊厢6内部，包括处理器、外置天线和接收终端，处理器与测量放大器、外置天线线路连接，用于将位移测量传感器发出的信号发送给接收终端，接收终端位于索道中控台，使救援人员在收到坠落信号后能及时作出救援应对措施。处理器与外置天线置于吊厢内座椅底部或吊厢底部等相对安全的地方，以免坠落报警模块因突发的情况造成损坏。

本发明旨在针对地形复杂且极端天气频发的自然景观景区的吊厢6坠落事故，减小厢内的乘客的伤亡，只受轻伤，甚至达到无伤的最佳保护效果。同时本发明装置的各装置可以根据实际情况设置相应的参数，例如：周围环境在强风和大风等级时，烟雾定位装置2中的彩色拉烟剂应改进成分组成，使彩色烟雾在空中的轨迹停留的时间适当增长；各个装置的外壳应有足够的强度，并具有抗腐蚀和防雨防晒的性能；伞衣33的面积应当随着吊厢6的重量和载客量以及地形的复杂情况酌情增加；弹性蓬松层41在充气只够的蓬松度应适当增加，达到900；缓冲筒42和橡胶内芯43横截面的直径适当增大，弹簧底层44的弹簧选用较大的刚度，第一平衡轮51、第二平衡轮52的直径适当增大以便提供更大的角动量平衡性能。

本发明全部装置安装方式并不限于附图，图中所示而仅用作解释本发明，实际安装方式视具体情况而定。

Claims (8)

1.一种客运架空索道吊厢下坠安全装置，包括伞降装置，所述伞降装置包括带有自动开伞控制器的降落伞包、固定台，所述固定台安装在吊厢顶面中部，降落伞包安装在固定台上，其特征在于：还包括位移测量传感器、防碰缓冲装置和角动量平衡装置，

所述位移测量传感器，设置于吊厢的抱索器上，位移测量传感器用于感应抱索器的脱索；位移测量传感器与开伞控制器线路连接；

所述防碰缓冲装置包括防碰缓冲垫、触发系统和引导轨，所述引导轨设置在吊厢门窗左右侧，所述触发系统包括电磁发生端、铁片吸附端，所述电磁发生端安装在吊厢四壁顶端，铁片吸附端安装在防碰缓冲垫上部，所述防碰缓冲垫位于吊厢门窗上部，包括外向内依次固定连接的弹性蓬松层、中部缓冲层和弹簧底层，所述中部缓冲层，由若干缓冲单元矩阵排序形成，所述缓冲单元，包括中部橡胶内芯及套装在橡胶内芯外部的弹性螺旋条形成的缓冲筒，所述弹簧底层，由若干弹簧矩阵排列设置在背板上形成，背板底面设置有滑块，滑块与引导轨配合，所述位移测量传感器与电磁发生端控制电路线路连接，用于控制电磁发生端通断电；

还包括所述角动量平衡装置包括半球外壳、安装在半圆外壳中的第一平衡轮、第二平衡轮、惯性传感器、控制器、电机，所述半球外壳固定连接在吊厢底部，所述第一平衡轮、第二平衡轮由电机驱动，第一平衡轮和第二平衡轮的转轴交角为90°，与吊厢底部平面夹角为45°，所述惯性传感器、位移测量传感器与控制器线路连接，控制器与电机线路连接，用于控制第一、第二平衡轮的运行及转速。

2.根据权利要求1所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：还包括烟雾定位装置，包括GPS定位仪、密闭容器、安装在密闭容器中的高压舱、点火器、汽油机拉烟泵，所述GPS定位仪与位移测量传感器线路连接，密闭容器设置于吊厢外部侧面，所述点火器与位移测量传感器、汽油机拉烟泵线路连接，用于根据位移测量传感器发出的信号通过点火器控制汽油机拉烟泵工作，汽油机拉烟泵与高压舱连接，用于控制高压舱向外喷烟雾，所述高压舱上设置有喷嘴，内部设置有拉烟剂。

3.根据权利要求1所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：还包括坠落报警模块，安装在吊厢内部，包括处理器、外置天线和接收终端，处理器与外置天线、位移测量传感器线路连接，用于将位移测量传感器发出的信号发送给接收终端，所述接收终端位于索道中控台。

4.根据权利要求1所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：所述弹性蓬松层为羽绒填充层，羽绒填充层的包裹材料呈透明或半透明。

5.根据权利要求2所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：所述的拉烟剂为彩色。

6.根据权利要求1所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：所述引导轨的下端与吊厢底板之间的距离为1～1.3m。

7.根据权利要求1所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：还包括第一磁体、第二磁体，所述第一磁体安装在防碰缓冲垫下部，第二磁体对应第一磁体安装在吊厢底板上，第一磁体与第二磁体同极相对。

8.根据权利要求1所述的客运架空索道吊厢下坠安全装置，其特征在于：所述位移测量传感器与测量放大器线路连接。

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