CN118108081A - 一种适用于高楼应急救援运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种适用于高楼应急救援运输装置，具体包括有人员运载装置、起吊架机构和动力装置。所述人员运载装置能够运输人员的人员运载架构，架构中设置有中间层人员运载平面、底层人员运载平面和和顶层牵引平面，采用折叠和伸缩结构，通过牵引钢丝绳实现迅速的展开和收缩。所述起吊架机构主要由滑轮定位板、支撑架、各类滑轮、钢丝绳导向架、Z字摇杆、机架和液压机组成，能够引导钢丝绳并下放人员运载装置。所述动力装置由2台牵引底层平面的快速卷扬机和4台牵引顶层平面的慢速卷扬机组成，提供钢丝绳足够的牵引力。本发明能够实现在高楼火灾等紧急情况下的安全逃生和物资运输，并实现逃生、救援过程的自动化。此外，本发明采用折叠和伸缩结构，大大提高了空间利用率。

Description

一种适用于高楼应急救援运输装置

技术领域

本发明涉及消防救援垂直运输装置领域，具体是一种高楼应急救援运输系统。

背景技术

社会经济的快速增长促进了城市高层建筑的发展，该类建筑给予了人们心理和生理上优越感、自豪感和舒适感，但也在悄无声息地威胁着人们的生命和财产安全，火灾是其杀手锏。在我国2022年，城市高层建筑火灾发生情况明显上升，全年接报高层建筑火灾1.7万起，亡260人，伤252人，与2021年相比，起数上升276％，亡人上升44.4％，伤人上升53.7％，特别是接报2起高层建筑重大火灾、13起较大火灾，同比分别增加2起、7起。

经统计火灾致死的主要原因为：烧伤致死、烟熏窒息死亡、慌乱踩踏死亡和跳楼死亡。当遇到高层建筑火灾险情时，自救逃生是被困人员的最佳选择，主要是因为火势蔓延速度极快、被困人群难以及时疏散及专业救援难度系数大，自起火点出现明火到火势蔓延约有30分钟时间可供逃生者自救。

重大火灾事故的发生给消防工作者提出了许多需要切实解决的问题，高层建筑发生火灾时的应急疏散逃生是其中的关键问题。在建筑中配备多种形式的逃生救援设备，保证受困人员能够有效自救和互救，快速疏散到安全区域，是必须达到的首要目标。因此，加大对高层建筑逃生救援设备研发的投入与支持，对保障高层建筑人员的生命安全有着重大意义。

美国911事件发生后引起了世界各国对高楼逃生救援研究的热潮，各式各样的高楼逃生救援设备开始不断出现在人们的视野里。国外目前主流的逃生装备有滑梯、爬梯类；降落伞类；逃生系统装置类。日本设计了一种阳台逃生梯，在每层住户阳台的地面安装了逃生梯的通道，当遇到火灾不能从正常路线逃生时，可以到阳台把通道的盖子打开，沿爬梯向下攀爬到下一层再重复上面的方法实现逃生。俄罗斯发明了一种充气降落系统救援的背包，它的造型和降落伞非常相似，可以在5-1000米高的范围内开伞着陆。年龄在18-70岁成年人不需要任何培训就可以直接使用，45-150kg的可承重量还允许携带一个儿童。在未使用的时候，救援背包是被包装好的，和普通背包差不多大小。德国研制了一种由运载器、载人舱和齿轮导轨三部分组装而成的应急逃生装置，该装置的齿轮导轨固定在高层建筑的外部墙体上。对于一幢35层的高层建筑，该逃生系统装置每小时可帮助250名被困人员成功逃离火灾现场。以色列发明了一种逃生装备该装备用防火布做四面墙体，用玻璃纤维和树脂做成复合底板，形成一个5层的折叠逃生舱，每层可容纳30人。动力来源于两台安装在避难层或顶层的柴油发动机，当5层都打开后的逃生舱缓缓降落地面，逃生者一层一层地离开。该技术已获得美国消防协会认证，主要针对百米以上超高层建筑。

国内目前的逃生设备主要分为家用小型逃生器类和气垫类。家用的小型逃生器主要有缓降器、逃生软梯和逃生绳三类。救生缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制等组成，是一种可使人沿绳缓慢下降的安全营救装置。救生软梯是一种用于营救和撤离被困人员的移动式梯子，它由钩体和梯体两大部分组成。使用救生软梯时，要把挂钩安放在窗台或阳台上，同时要把两只安全钩挂在附近牢固物体上，然后将梯体向外垂放，形成一条垂直的救生通道，是在楼房火灾中逃生和营救人员的简易有效工具。救生气垫是一种利用气体对下落物体产生缓冲的逃生设备。救生气垫相较于其他逃生装置具有充气时间短，缓冲效果显著，操作方便的特点。

但上述介绍的各类逃生装置都有一定的不足之处，应用的建筑对象也有局限性。滑梯、爬梯类易发生拥堵和踩踏事故；降落伞类降落过程不易控制；小型逃生器类需要先了解使用方法，并且不适用于多类人群；气垫类不适用于高楼层。而逃生系统装置类的逃生救援设备具有不拥堵、不需要逃生人员了解使用方法、适用于各种人群等多个优点，因此，设计一种逃生系统装置将非常有必要。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种高楼应急救援运输装置，该装置具备优秀的结构强度、稳定性和安全性，能够高效、安全地疏散大量高楼人员。同时，设计还注重折叠结构的应用，提高了空间利用效率，并保证了设备的整体安全性。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高楼应急救援运输装置，其特征在于：所述的救援运输装置由人员运载装置、起吊架机构和动力装置结构三个部分组成的一个整体的大型装配体，人员运载装置依靠多根钢丝绳悬吊在起吊架下方，而起吊架机构需要放置在高楼楼顶的边缘，起吊架的底座支架使用地脚螺栓与高楼楼顶的地面固定，动力装置放置在起吊架机构的后面，同样也使用地脚螺栓固定。

所述的人员运载装置包括中间层人员运载平面、底层人员运载平面和顶层牵引平面。其中中间层为可增减层数的一层平面，包含铰链孔、人员站立平面支撑横梁、横向抗摇摆杆槽口。平面长边两侧的多重铰链孔分上下两端，用于连接上下更多的平面，上端的铰链孔凸出于上平面，下端的铰链孔凹陷于下平面，人员运载平面两端设计有槽口给横向抗摇摆杆进行连接，提高层面整体的抗风能力。底层人员运载平面的大体结构与中间层人员运载平面相似，使用了许多零件，分别有轴承支撑盖、轴承端盖、轴承、轴、轴套、键和钢丝滑轮等。顶层牵引平面位于最上层，主要用于牵引整个人员运载装置竖直上下运动，其在中间层的基础上增加了横梁，加强了抗弯曲能力。

所述钢丝绳需要牵引人员运载装置的底层平面和顶层平面，所述底层平面需要四根钢丝绳，所述顶层平面一共需要八根钢丝绳。选择6×37钢丝绳的原因是因为其能够承受较大的弯曲应力，并且适用于高楼应急救援运输装置的要求。

所述起吊架机构主要包括滑轮定位板，定位板支架和液压设备。其中的滑轮类型有三种，一种是负责底层平面钢丝绳的滑轮，另外两种是负责顶层牵引平面的钢丝绳滑轮。支撑架的平行四边形结构使得定位板可以在运动时保持与地面平行。液压设备则选择多用于起重设备领域的液压缸为HSG系列的工程用液压缸。

所述高楼应急救援运输装置，在检测到有火灾发生时会接收到楼内报警系统提示，自动进入启动模式。进入到启动状态后，设备将起吊架伸展开，把人员运载装置从高楼顶部移动到高楼外的正上空，下放底层平面需要对应牵引底层平面钢丝绳的卷扬机进入工作，卷扬机释放钢丝绳。人员运载装置因为自身重力的原因，折叠结构会被拉伸展开，该展开过程由底层平面逐渐远离顶层平面，展开的顺序由最上层空间开始展开，直至最下层空间被打开。人员运载装置完全展开后系统的启动状态模式就结束，此时该系统交由人为控制。到达地面后从下到上折叠空间，被困人员依次离开各个平面，人员运输工作结束后，将高楼应急救援运输系统的控制权交给控制系统，控制系统进入回收模式，将人员运输结构折叠回收。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的电控系统与高层建筑的火灾报警系统连接，当位于楼内的传感器检测到火灾发生，触发报警器警报，该系统自动启动，实现了逃生、救援过程的自动化。

2、本发明在部署完成后，不会对原有楼房造成破坏，不会影响楼内其它设备的正常工作，适用面广。

3、本发明在保障安全的前提下能在短时间内疏散大量的高楼人员，显著提高了逃生和救援的效率。

4、本发明注重折叠和伸缩结构的应用，提高了空间利用效率，并保证了设备的整体安全性。

5、本发明对于逃生人员来说无需学习，整套系统由消防员控制，操作简便，提高安全性的同时也易于学习。

附图说明

图1为高楼应急救援运输装置总布局图

图2为人员运载装置总装配体图

图3中间层人员运载平面结构示意图

图4防护推拉门结构示意图

图5为滑轮定位板装配体图

图6为钢丝绳导向架图

图7为支撑架的连杆机构视图

图8为双卷筒卷扬机模型图

图中附图标记如下：1多重铰链孔、2钢丝滑轮、3连接杆、4连接杆连接件、5抗摇摆杆、6防护推拉门、7轴承支撑座、8人员站立平面、9横向摇摆槽口、10人员运载装置、11起吊架机构、12动力装置、13滑轮定位板、14负责顶层牵引平面的钢丝绳滑轮、15负责底层平面钢丝绳的滑轮、16轴承支撑座、17螺栓、18长圆柱杆、19钢丝绳、20钢丝绳导向架、21轮定位板支撑架、22摇杆、23Z字摇杆、24机架、25液压机、26牵引底层平面的快速卷扬机，27牵引顶层平面的慢速卷扬机。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种高楼应急救援运输系统，如图所示，具体包括人员运载装置10、起吊架机构11、动力装置12三个部分。

所述的人员运载装置10由多重铰链孔1、钢丝滑轮2、连接杆3、连接杆连接件4、抗摇摆杆5、防护推拉门6、轴承支撑座7、人员站立平面8、横向摇摆槽口9组装完成。中间层人员运载平面长边两侧有多重铰链孔1，分上下两端，用于连接上下更多的平面，上端的铰链孔凸出于上平面，下端的铰链孔凹陷于下平面，人员站立平面8焊接在上下多重铰链孔1之间。底层人员运载平面加装了轴承支撑座7，用于安装钢丝滑轮2给绳索控制人员运载装置的收放。顶层人员运载平面在中间层人员运载平面的基础上增加了横梁，加强了平面的抗弯曲能力。顶层牵引面装配四个钢丝滑轮2，通过顶部的轴承支撑座7进行径向定位。人员运载装置中，直接与多重铰链孔1相配合的是连接杆3，两连接杆3之间的是连接杆连接件4。为了解决死点问题，设计时在连接处预留安装扭簧的位置，在扭簧的作用力下连接杆在收缩时就不再共线。上端或下端的人员站立平面8固定，另一端都可以展开或收缩。人员站立平面8的两侧的横向摇摆槽口9给横向抗摇摆杆5进行连接。为了减小人员运载结构在高楼工作中的摇摆幅度以及防止磨损主要拉力结构的连接处，需要对平面的横向摇摆进行限制。当平面空载时抗摇摆杆5可以减小风力带来的摇摆，让使用人员能够更平稳的踏上平面。还有一个作用是在人员运载结构折叠收缩时，避免平面倾斜堆叠。在结构的另外两侧加装防护推拉门6，护推拉门6安装在两层平面之间的前后两侧，一面靠近楼体，让使用人员进入到人员运载结构内，一面向外，当平面到达地面后人员向外逃生。该推拉门可以顺应平面竖直方向伸缩，符合人员运载结构的折叠方式。推拉门固定的一端分别焊接在上下平面，平面设有滑槽，可以让推拉门移动一端沿滑槽移动。

所述的起吊架机构11由滑轮定位板13、负责顶层牵引平面的钢丝绳滑轮14、负责底层平面钢丝绳的滑轮15、轴承支撑座16、螺栓17、长圆柱杆18、钢丝绳19、钢丝绳导向架20、轮定位板支撑架21、摇杆22、Z字摇杆23、机架24、液压机25组装完成。滑轮定位板13为一个整体框架，框架内的平面用于安装负责底层平面钢丝绳的滑轮15和负责顶层牵引平面的钢丝绳滑轮14，框架与轴承支撑座16使用螺栓17连接。滑轮定位板上有三个长圆柱杆18，是用于固定钢丝绳19的固定杆。外圆柱是支撑滑轮定位板13的轴。钢丝绳导向架20配合滑轮定位板13使用，是负责将经过滑轮定位板13且不需要在其上面固定的钢丝绳19导向牵引钢丝绳19的动力装置。钢丝绳导向架20固定在地面。导向架有两个部分，前面的部分用于引导与滑轮定位板13之间的一段钢丝绳19；后面的一部分用于引导与动力装置之间的钢丝绳19，这一部分用到的钢丝滑轮2可以左右移动。滑轮定位板支撑架21用于支撑和移动滑轮定位板13，其采用连杆机构的设计形式，可以简化的看成平面铰链四杆机构，有两个等长度的摇杆22、一个Z字摇杆23，一个机架24以及两个液压机25。利用平行四边形机构连杆平动的特点，滑轮定位板13可以一直保持与地面平行，Z字形摇杆23仅仅只当作一个虚约束，在起吊架未完全展开时，Z字形摇杆23都是连杆机构中的虚约束，但是当起吊架完全展开后，Z字形摇杆23变成竖直方向的支撑杆且让滑轮定位板13与机架24成为一体，可以提供极大的竖直方向的支撑力。起吊架中的液压机是负责给支撑架支撑和移动滑轮定位板提供动力的设备。通过计算确定本装置采用HSG两端铰链液压缸。

所述的动力装置由2台牵引底层平面的快速卷扬机26，4台牵引顶层平面的慢速卷扬机27组装完成。为了节约空间，二者都采用双卷筒卷扬机。因为底层平面负责人员运载装置的折叠收放功能，在释放折叠结构时，人员运载装置是靠重力拉伸的，所以选择快速的卷扬机。而顶层平面在载人运载时需要缓慢下降，速度过快会让逃生人员来不及搭乘上应急运输装置，因此牵引顶层平面钢丝绳的卷扬机选择慢速卷扬机。

以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。

Claims (8)

1.一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：包括有人员运载装置10、起吊架机构11和动力装置12。所述人员运载装置10主要用于运载被困人员，该装置分为顶层人员运载结构、底层人员运载结构和中间层人员运载结构，每一层都可以通过钢丝绳控制进行展开和收缩。所述起吊架机构11主要用于承载整个人员运载结构并负责钢丝绳的布局，是整个装置的主体框架。所述动力装置12主要使用双筒卷扬机，为整个装置提供动力。安装完成后构成一个系统，能够用于高层建筑发生紧急情况后运输被困人员。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：所述的人员运载装置10，人员站立平面长边两侧有多重铰链孔1，分上下两端，用于连接上下更多的平面，上端的铰链孔凸出于上平面，下端的铰链孔凹陷于下平面，人员站立平面8焊接在上下多重铰链孔1之间。直接与多重铰链孔1相配合的是连接杆3，两连接杆之间的是连接杆连接件4。平面的反面设计了有轴承支撑座7，其上安装滑轮2给绳索控制人员运载结构的收放。平面两侧增加抗摇摆杆5，防护推拉门6安装在两层平面之间的前后两侧。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：所述的起吊架机构11上的滑轮定位板13为一个整体框架，框架内的平面用于安装负责底层平面钢丝绳的滑轮15和负责顶层牵引平面的钢丝绳滑轮14，框架与轴承支撑座16使用螺栓17连接。滑轮定位板13上有三根长圆柱杆18，是用于固定钢丝绳19一端的固定杆。钢丝绳导向架20是固定在地面的，不会随着支撑架移动。滑轮定位板支撑架21用于支撑和移动滑轮定位板13，其采用了连杆机构的形式，并且在连杆上安装了液压缸，以液压的方式驱动连杆机构运动。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：所述的动力装置由2台牵引底层平面的快速卷扬机26，4台牵引顶层平面的慢速卷扬机27组装完成，其为整个装置提供动力。

5.根据权利要求1和权利要求2所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：为了解决死点问题，连接杆3设计时在连接处预留安装扭簧的位置，在扭簧的作用力下连接杆3收缩时就不再共线。

6.根据权利要求1和权利要求2所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：所述的抗摇摆杆5，为了减小人员运载结构在高楼工作中的摇摆幅度以及防止磨损主要拉力结构的连接处，需要对平面的横向摇摆进行限制。平面两侧增加抗摇摆杆5，当平面空载时可以减小风力带来的摇摆，让使用人员能够更平稳的踏上平面。还有一个作用是在人员运载结构折叠收缩时，避免平面倾斜堆叠。

7.根据权利要求1和权利要求2所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：所述的防护推拉门6安装在两层平面之间的前后两侧，一面靠近楼体，让使用人员进入到人员运载结构内，一面向外，当平面到达地面后人员向外逃生。该推拉门可以顺应平面竖直方向伸缩，符合人员运载结构的折叠方式。推拉门固定的一端分别焊接在上下平面，平面设有滑槽，可以让推拉门移动一端沿滑槽移动。

8.根据权利要求1和权利要求3所述的一种适用于高楼应急救援运输的装置，其特征在于：所述的Z字形摇杆23仅仅只当作一个虚约束，在起吊架未完全展开时，Z字形摇杆23都是连杆机构中的虚约束，但是当起吊架完全展开后，Z字形摇杆23变成竖直方向的支撑杆且让滑轮定位板13与机架24成为一体，可以提供极大的竖直方向的支撑力。