CN111956992B - 一种高层建筑外墙攀援式消防装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高层建筑外墙攀援式消防装置，属于建筑消防技术领域，用于解决高层建筑救援效率低、救火效果差的问题。包括行走机构和攀援导轨，行走机构包括横板和竖板，竖板上转动设置有两个主动行走齿轮和两个从动行走齿轮，主动行走齿轮和从动行走齿轮分别对称设置在攀援导轨两侧，横板下端固定有行走电机和蓄电控制箱，横板上端固定有基座，基座上端转动设置有旋转机架，旋转机架上端转动设置有角度机架，角度机架上端转动设置有枪头机架；本发明通过行走电机、行走机构与攀援导轨配合，可快速攀援到发生火灾的楼层；通过基座、旋转机架、角度机架和枪头机架配合，快速准确的调整消防水管角度，正对起火点，快速灭火。

Description

一种高层建筑外墙攀援式消防装置

技术领域

本发明属于建筑消防技术领域，涉及一种高层建筑消防装置，特别是一种高层建筑外墙攀援式消防装置。

背景技术

高层建筑高达数十米，甚至达数百米，高层建筑着火给消防工作带来了很大的困扰，高层消防是世界难题，如果遇到高层着火，且火势迅猛，那么消防队员是很难接近火灾现场的，通常主要依靠高层建筑的室内消防栓系统扑救。火场实际需求用水量远远超过设计消防供水量，对于初期的火势可以采用消防栓扑救，一旦火势蔓延，建筑内的水量和水压则难以满足要求。

目前，全球消防体系能够提供的最高云梯约130米，而国内消防系统最高的云梯车只能举高90米，在这个基础上，高压水龙还能喷射出10米左右的水柱。但目前全球高层建筑最高已达101层492米，远远高出云梯车的灭火能力范围。国内一般城市配备的消防云梯车举高只有30～40米左右，与20～30层60～100米的楼高相差较大。

而现有的火灾救援机器人有履带式和六轮式在地面上行走的机器人，一般只能在地面活动，能爬坡，越障碍，进行地面现场的灭火工作，对于高层火灾则无招架之力，往往不能发挥出最大的效益。

因此，就需要一种攀援式消防装置，可以快速沿着外墙导轨攀援至发生火灾的楼层，同时可以调节出水的角度，精准冲击火灾起火点进行灭火。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高层建筑外墙攀援式消防装置，该装置要解决的技术问题是：如何快速高效准确的对高层建筑的火灾楼层进行灭火。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高层建筑外墙攀援式消防装置，包括行走机构和攀援导轨，所述攀援导轨固定在高层建筑外墙上，行走机构包括横板和竖板，横板和竖板垂直设置，竖板上转动设置有两个主动行走齿轮和两个从动行走齿轮，主动行走齿轮和从动行走齿轮分别对称设置在攀援导轨两侧，横板下端固定有行走电机和蓄电控制箱，横板上端固定有基座，基座上端转动设置有旋转机架，旋转机架上端转动设置有角度机架，角度机架上端转动设置有枪头机架，枪头机架上锁合有消防水管。

本发明的工作原理：当高层建筑发生火灾时，启动行走电机，行走电机带动主动行走齿轮转动，主动行走齿轮带动从动行走齿轮转动，主动行走齿轮和从动行走齿轮沿着攀援导轨向上移动，移动到发生火灾的楼层，然后启动旋转机架，围绕基座转动，使得枪头机架正对火灾的楼层，然后通过角度机架围绕旋转机架转动，枪头机架围绕角度机架转动，调整枪头机架的角度，即调整消防水管的角度，正对火灾起火点处，进行快速灭火。

所述攀援导轨呈H型，攀援导轨的两侧均设有齿条，主动行走齿轮和从动行走齿轮与对应的齿条啮合，且主动行走齿轮和从动行走齿轮抵触在攀援导轨上，攀援导轨下端转动设置有回弹导线辊。

采用以上结构，主动行走齿轮和从动行走齿轮与对应的齿条啮合，行走电机带动主动行走齿轮转动，主动行走齿轮带动从动行走齿轮转动，使得主动行走齿轮和从动行走齿轮沿着齿条上下移动，主动行走齿轮和从动行走齿轮抵触在攀援导轨上，移动稳定，回弹导线辊用于收纳导线。

所述行走机构还包括变向轴，变向轴转动设置在竖板上，横板的端部设置有限制孔，位于同侧主动行走齿轮和从动行走齿轮之间设置有第三链轮副，行走电机的输出轴与一侧的主动行走齿轮之间设置有第一链轮副，行走电机的输出轴与变向轴之间设置有第二链轮副，变向轴与另一侧的主动行走齿轮之间设置有齿轮副，横板和竖板之间固定有两个对称的斜撑杆。

采用以上结构，行走电机的输出轴带动第一链轮副和第二链轮副正向转动，第一链轮副和第二链轮副分别带动一侧的主动行走齿轮和变向轴正向转动，变向轴带动齿轮副转动，齿轮副带动另一侧的主动行走齿轮反向转动，主动行走齿轮带动同侧的第三链轮副转动，第三链轮副带动同侧的从动行走齿轮同步转动，从而使得主动行走齿轮和从动行走齿轮沿着攀援导轨上下移动。

所述旋转机架转动设置在基座的基座齿轮轴承内部，旋转机架设置有旋转电机，旋转电机的输出轴竖直向下，旋转电机的输出轴上固定有旋转齿轮，旋转齿轮与基座的基座齿轮轴承的轮齿啮合，旋转机架上转动设置有推杆电机，推杆电机的输出轴上铰接有铰接推杆。

采用以上结构，旋转电机的输出轴带动旋转齿轮转动，旋转齿轮与基座齿轮轴承的轮齿配合，带动旋转机架围绕基座的基座齿轮轴承内部旋转，推杆电机推动铰接推杆伸出或收起，从而推动角度机架围绕旋转机架转动。

所述角度机架的下端设有铰接轴，铰接轴铰接在铰接推杆上，角度机架的上端转动设置有角度齿轮轴承。

采用以上结构，铰接推杆推拉铰接轴，带动角度机架围绕旋转机架转动，角度齿轮轴承用于调节带动枪头机架的转动，

所述枪头机架转动设置在角度齿轮轴承上，枪头机架上端设置有若干第一锁合座和若干第二锁合座，消防水管锁合在第一锁合座和第二锁合座上端，消防水管贯穿限制孔，枪头机架上设置有挡管杆和角度电机，挡管杆位于角度电机外侧，角度电机横向放置，角度电机的输出轴上固定有角度齿轮，角度齿轮与角度齿轮轴承的轮齿啮合。

采用以上结构，角度电机的输出轴带动角度齿轮转动，角度齿轮与角度齿轮轴承的轮齿啮合，带动枪头机架围绕角度机架旋转，消防水管锁合在第一锁合座和第二锁合座上端，锁合稳定，避免消防水管移动，消防水管贯穿限制孔，避免枪头机架在转动时，消防水管缠绕到旋转机架或角度机架上。

所述蓄电控制箱内部固定有蓄电池和PCB控制板，PCB控制板分别与蓄电池、行走电机、旋转电机、推杆电机和角度电机电性连接，PCB控制板通过导线电性连接有控制导线器，控制导线器的导线缠绕在回弹导线辊上。

采用以上结构，控制导线器的导线缠绕在回弹导线辊上，方便拉出或收起，通过控制导线器发送控制信号，PCB控制板接受控制信号，从而控制各电气元件工作，方便使用者站在地面控制。

与现有技术相比，本高层建筑外墙攀援式消防装置具有以下优点：

通过行走电机、行走机构与攀援导轨配合，快速带动本装置移动到高层建筑发生火灾的楼层位置，操作简单，攀援快速；通过基座、旋转机架、角度机架和枪头机架配合，可以进行三个自由的旋转调节，快速准确的调整枪头机架的角度，从而调整消防水管的角度，正对火灾起火点处，进行快速灭火；通过蓄电控制箱、控制导线器与回弹导线辊配合，满足高层建筑的高度需求，方便控制各电器部件工作，回弹导线辊方便展开或收纳导线。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是本发明在收起时的立体结构示意图；

图3是本发明在工作时的立体结构示意图；

图4是本发明中部分部件的立体结构示意图；

图中：1-行走电机、2-行走机构、2a-横板、2b-限制孔、2c-第一链轮副、2d-竖板、2e-主动行走齿轮、2f-变向轴、2g-齿轮副、2h-第二链轮副、2i-第三链轮副、2j-从动行走齿轮、3-蓄电控制箱、4-基座、5-旋转机架、5a-旋转电机、5b-推杆电机、5c-铰接推杆、6-角度机架、7-枪头机架、7a-挡管杆、7b-角度电机、7c-第一锁合座、7d-第二锁合座、8-消防水管、9-攀援导轨、9a-齿条、10-回弹导线辊、11-控制导线器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述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，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种高层建筑外墙攀援式消防装置，包括行走机构2和攀援导轨9，攀援导轨9固定在高层建筑外墙上，本实施例中，上述固定方式采用膨胀螺丝安装固定，行走机构2包括横板2a和竖板2d，横板2a和竖板2d垂直设置，竖板2d上转动设置有两个主动行走齿轮2e和两个从动行走齿轮2j，主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j分别对称设置在攀援导轨9两侧，横板2a下端固定有行走电机1和蓄电控制箱3，横板2a上端固定有基座4，本实施例中，上述固定方式均采用螺丝连接固定，基座4上端转动设置有旋转机架5，旋转机架5上端转动设置有角度机架6，角度机架6上端转动设置有枪头机架7，枪头机架7上锁合有消防水管8；

当高层建筑发生火灾时，启动行走电机1，行走电机1带动主动行走齿轮2e转动，主动行走齿轮2e带动从动行走齿轮2j转动，主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j沿着攀援导轨9向上移动，移动到发生火灾的楼层，然后启动旋转机架5，围绕基座4转动，使得枪头机架7正对火灾的楼层，然后通过角度机架6围绕旋转机架5转动，枪头机架7围绕角度机架6转动，调整枪头机架7的角度，即调整消防水管8的角度，正对火灾起火点处，进行快速灭火。

攀援导轨9呈H型，攀援导轨9的两侧均设有齿条9a，主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j与对应的齿条9a啮合，且主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j抵触在攀援导轨9上，攀援导轨9下端转动设置有回弹导线辊10；主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j与对应的齿条9a啮合，行走电机1带动主动行走齿轮2e转动，主动行走齿轮2e带动从动行走齿轮2j转动，使得主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j沿着齿条9a上下移动，主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j抵触在攀援导轨9上，移动稳定，回弹导线辊10用于收纳导线。

行走机构2还包括变向轴2f，变向轴2f转动设置在竖板2d上，横板2a的端部设置有限制孔2b，位于同侧主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j之间设置有第三链轮副2i，行走电机1的输出轴与一侧的主动行走齿轮2e之间设置有第一链轮副2c，行走电机1的输出轴与变向轴2f之间设置有第二链轮副2h，变向轴2f与另一侧的主动行走齿轮2e之间设置有齿轮副2g，横板2a和竖板2d之间固定有两个对称的斜撑杆，本实施例中，上述固定方式采用焊接固定；

行走电机1的输出轴带动第一链轮副2c和第二链轮副2h正向转动，第一链轮副2c和第二链轮副2h分别带动一侧的主动行走齿轮2e和变向轴2f正向转动，变向轴2f带动齿轮副2g转动，齿轮副2g带动另一侧的主动行走齿轮2e反向转动，主动行走齿轮2e带动同侧的第三链轮副2i转动，第三链轮副2i带动同侧的从动行走齿轮2j同步转动，从而使得主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j沿着攀援导轨9上下移动。

旋转机架5转动设置在基座4的基座齿轮轴承内部，旋转机架5设置有旋转电机5a，旋转电机5a的输出轴竖直向下，旋转电机5a的输出轴上固定有旋转齿轮，本实施例中，上述固定方式采用键连接固定，旋转齿轮与基座4的基座齿轮轴承的轮齿啮合，旋转机架5上转动设置有推杆电机5b，推杆电机5b的输出轴上铰接有铰接推杆5c；

旋转电机5a的输出轴带动旋转齿轮转动，旋转齿轮与基座齿轮轴承的轮齿配合，带动旋转机架5围绕基座4的基座齿轮轴承内部旋转，推杆电机5b推动铰接推杆5c伸出或收起，从而推动角度机架6围绕旋转机架5转动。

角度机架6的下端设有铰接轴，铰接轴铰接在铰接推杆5c上，角度机架6的上端转动设置有角度齿轮轴承；铰接推杆5c推拉铰接轴，带动角度机架6围绕旋转机架5转动，角度齿轮轴承用于调节带动枪头机架7的转动。

枪头机架7转动设置在角度齿轮轴承上，枪头机架7上端设置有若干第一锁合座7c和若干第二锁合座7d，消防水管8锁合在第一锁合座7c和第二锁合座7d上端，消防水管8贯穿限制孔2b，枪头机架7上设置有挡管杆7a和角度电机7b，挡管杆7a位于角度电机7b外侧，角度电机7b横向放置，角度电机7b的输出轴上固定有角度齿轮，本实施例中，上述固定方式采用键连接固定，角度齿轮与角度齿轮轴承的轮齿啮合；角度电机7b的输出轴带动角度齿轮转动，角度齿轮与角度齿轮轴承的轮齿啮合，带动枪头机架7围绕角度机架6旋转，消防水管8锁合在第一锁合座7c和第二锁合座7d上端，锁合稳定，避免消防水管8移动，消防水管8贯穿限制孔2b，避免枪头机架7在转动时，消防水管8缠绕到旋转机架5或角度机架6上。

蓄电控制箱3内部固定有蓄电池和PCB控制板，本实施例中，上述固定方式采用螺丝连接固定，PCB控制板分别与蓄电池、行走电机1、旋转电机5a、推杆电机5b和角度电机7b电性连接，PCB控制板通过导线电性连接有控制导线器11，控制导线器11的导线缠绕在回弹导线辊10上；控制导线器11的导线缠绕在回弹导线辊10上，方便拉出或收起，通过控制导线器11发送控制信号，PCB控制板接受控制信号，从而控制各电气元件工作，方便使用者站在地面控制。

在本实施例中，上述所有电气部件均为现有技术产品，可直接在市场购买使用。

本发明的工作原理：当高层建筑发生火灾时，启动行走电机1，行走电机1的输出轴带动第一链轮副2c和第二链轮副2h正向转动，第一链轮副2c和第二链轮副2h分别带动一侧的主动行走齿轮2e和变向轴2f正向转动，变向轴2f带动齿轮副2g转动，齿轮副2g带动另一侧的主动行走齿轮2e反向转动，主动行走齿轮2e带动同侧的第三链轮副2i转动，第三链轮副2i带动同侧的从动行走齿轮2j同步转动，从而使得主动行走齿轮2e和从动行走齿轮2j沿着攀援导轨9向上移动，蓄电控制箱3拉动控制导线器11的导线，将收纳在回弹导线辊10上的导线拉出，移动到发生火灾的楼层，然后通过控制导线器11发送控制信号，PCB控制板接受控制信号，启动旋转电机5a，旋转电机5a的输出轴带动旋转齿轮转动，旋转齿轮与基座齿轮轴承的轮齿配合，带动旋转机架5围绕基座4的基座齿轮轴承内部旋转，使得枪头机架7正对火灾的楼层，然后启动推杆电机5b，推杆电机5b推动铰接推杆5c伸出或收起，铰接推杆5c推拉铰接轴，带动角度机架6围绕旋转机架5转动，启动角度电机7b，角度电机7b的输出轴带动角度齿轮转动，角度齿轮与角度齿轮轴承的轮齿啮合，带动枪头机架7围绕角度机架6旋转，调整枪头机架7的角度，即调整消防水管8的角度，正对火灾起火点处，进行快速灭火。

综上，通过行走电机1、行走机构2与攀援导轨9配合，快速带动本装置移动到高层建筑发生火灾的楼层位置，操作简单，攀援快速；通过基座4、旋转机架5、角度机架6和枪头机架7配合，可以进行三个自由的旋转调节，快速准确的调整枪头机架7的角度，从而调整消防水管8的角度，正对火灾起火点处，进行快速灭火；通过蓄电控制箱3、控制导线器11与回弹导线辊10配合，满足高层建筑的高度需求，方便控制各电器部件工作，回弹导线辊10方便展开或收纳导线。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种高层建筑外墙攀援式消防装置，包括行走机构（2）和攀援导轨（9），其特征在于，所述攀援导轨（9）固定在高层建筑外墙上，行走机构（2）包括横板（2a）和竖板（2d），横板（2a）和竖板（2d）垂直设置，竖板（2d）上转动设置有两个主动行走齿轮（2e）和两个从动行走齿轮（2j），主动行走齿轮（2e）和从动行走齿轮（2j）分别对称设置在攀援导轨（9）两侧，横板（2a）下端固定有行走电机（1）和蓄电控制箱（3），横板（2a）上端固定有基座（4），基座（4）上端转动设置有旋转机架（5），旋转机架（5）上端转动设置有角度机架（6），角度机架（6）上端转动设置有枪头机架（7），枪头机架（7）上锁合有消防水管（8）；

所述攀援导轨（9）呈H型，攀援导轨（9）的两侧均设有齿条（9a），主动行走齿轮（2e）和从动行走齿轮（2j）与对应的齿条（9a）啮合，且主动行走齿轮（2e）和从动行走齿轮（2j）抵触在攀援导轨（9）上，攀援导轨（9）下端转动设置有回弹导线辊（10）；

所述行走机构（2）还包括变向轴（2f），变向轴（2f）转动设置在竖板（2d）上，横板（2a）的端部设置有限制孔（2b），位于同侧主动行走齿轮（2e）和从动行走齿轮（2j）之间设置有第三链轮副（2i），行走电机（1）的输出轴与一侧的主动行走齿轮（2e）之间设置有第一链轮副（2c），行走电机（1）的输出轴与变向轴（2f）之间设置有第二链轮副（2h），变向轴（2f）与另一侧的主动行走齿轮（2e）之间设置有齿轮副（2g），横板（2a）和竖板（2d）之间固定有两个对称的斜撑杆。

2.根据权利要求1所述的一种高层建筑外墙攀援式消防装置，其特征在于，所述旋转机架（5）转动设置在基座（4）的基座齿轮轴承内部，旋转机架（5）设置有旋转电机（5a），旋转电机（5a）的输出轴竖直向下，旋转电机（5a）的输出轴上固定有旋转齿轮，旋转齿轮与基座（4）的基座齿轮轴承的轮齿啮合，旋转机架（5）上转动设置有推杆电机（5b），推杆电机（5b）的输出轴上铰接有铰接推杆（5c）。

3.根据权利要求2所述的一种高层建筑外墙攀援式消防装置，其特征在于，所述角度机架（6）的下端设有铰接轴，铰接轴铰接在铰接推杆（5c）上，角度机架（6）的上端转动设置有角度齿轮轴承。

4.根据权利要求2或3所述的一种高层建筑外墙攀援式消防装置，其特征在于，所述枪头机架（7）转动设置在角度齿轮轴承上，枪头机架（7）上端设置有若干第一锁合座（7c）和若干第二锁合座（7d），消防水管（8）锁合在第一锁合座（7c）和第二锁合座（7d）上端，消防水管（8）贯穿限制孔（2b），枪头机架（7）上设置有挡管杆（7a）和角度电机（7b），挡管杆（7a）位于角度电机（7b）外侧，角度电机（7b）横向放置，角度电机（7b）的输出轴上固定有角度齿轮，角度齿轮与角度齿轮轴承的轮齿啮合。

5.根据权利要求4所述的一种高层建筑外墙攀援式消防装置，其特征在于，所述蓄电控制箱（3）内部固定有蓄电池和PCB控制板，PCB控制板分别与蓄电池、行走电机（1）、旋转电机（5a）、推杆电机（5b）和角度电机（7b）电性连接，PCB控制板通过导线电性连接有控制导线器（11），控制导线器（11）的导线缠绕在回弹导线辊（10）上。

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