CN1718259A - 弹簧支架减震气囊 - Google Patents

Abstract

弹簧支架减震气囊，由防撞软垫，上盘，减震支架，弹簧杆，底盘，缆索导轨等构成，其特征是减震气囊能够在没有电力驱动充气或者压缩空气充气的情况下，就可以沿着插入气囊中的缆索或导轨，反复进行“伸展/压缩”的往复运动。当用于高层建筑的缆梯逃生时，逃生者的滑降器夹持在救生缆索上，无论滑降速度如何，无论滑降者在空中的姿态如何，最终都会顺着救生缆索滑降到减震气囊上，这样，就可以确保逃生者能够安全地降落到地面。

Description

弹簧支架减震气囊

技术领域

本发明是涉及一种减震气囊，尤其是利用弹簧(气弹簧，扭簧，压簧，拉簧等)作为减震支架伸展动力的减震气囊，减震气囊的中间穿有缆索或导轨，支架可以沿着缆索或导轨呈“伸展和压缩”的往复运动，连续放气的气囊可以不断吸收外部冲击动能。主要应用于在高层建筑发生火灾等灾害性事故时，楼内人员沿着救生缆索快速下滑，可以确保逃生者安全地落到减震气囊上，是高楼救生缆梯的主要减震装置。

本发明也可以应用于高楼速降运动，高楼外墙清洗、军事体育训炼、汽车缓冲减震等方面。

背景技术

目前城市里的高层建筑越来越多，而消防登高云梯最多只有几十公尺的高度，即使是普通的多层建筑，一旦发生火灾等危险情况，整个建筑物就处于非常紧急的状态，人们的生命安全受到死亡的威胁。

在目前的条件下，当高层建筑发生火灾以后，如果电梯不能使用、楼梯被烟雾封堵、云梯难以架设，就只有尝试从建筑物的外面下楼：或者跳降落伞，或者跳救生气囊，或者用个人救生葫芦，几种方法都有危险，都需要有胆量和技巧。

为了迅速解救逃生者，通常采用地面救生气囊的方式，由逃生者在楼上看准气囊中心的十字标记，纵身一跳，以自由落体的速度坠落到气囊上，从而减速缓冲落地。为了保险起见，气囊的面积通常较大，需要几十平方米乃至近百平方米，气囊的体积通常在300立方米以内。现有的用于高楼火灾逃生的气囊，主要有以下几种充气方式：

电动鼓风充气气囊，是利用电动鼓风机将巨大的气囊充满，而且可以随时补充空气，保持气囊的高度，但是，这种方法需要电力，而且充气的速度比较慢。

化学爆炸充气气囊，是利用化学药品的爆炸反应或者化学反应产生大量气体，可以迅速将气囊撑起来，但是，这种方式需要严密的安全措施，而且化学药品的储存保管比较困难。

压缩空气充气气囊，是利用某种预先压缩储存在压力容器中的气体(如氮气)，直接向气囊中喷放，使用时较为方便。

在没有气囊的情况下，也可以采用绷床，海绵垫等方式，由地面人员看准跳楼者的具体坠落方向，迅速移动承接，但是，这种方法不仅需要逃生者有跳楼的勇气和技巧，也需要地面人员具有强健的体力和快速移动的能力。

即使楼层较矮，如果使用手拉绷床，也会发生跳得不准确，离地面的缓冲距离太小，跳楼者自由落体的冲击力太大，地面救护人员使用绷床接得不准等诸多问题，常常导致跳楼者摔伤甚至摔死的惨剧。

因此，上述现有的气囊减震技术，都难以满足高层建筑火灾逃生的需要。

而本发明的弹簧支架减震气囊，是在高楼缆梯的缆索上进行往复运动，体积小充气快，即使楼高600公尺，减震气囊的高度也只需要两三公尺、体积两三立方米，充气时间只需要几秒钟，放气时间也只有几秒钟。而且由于是采用弹簧支架减震的机械方式和气囊阻尼减速的物理方式，因此可以反复地进行“伸展/压缩”的运动。当一个滑降者安全落地、离开气囊以后，弹簧支架在几秒钟之内就可以立即伸展弹起并快速充气，准备承接下一位滑降者的冲击力。由于有缆梯作为逃生者滑降的导轨，因此，任何人只要不离开救生缆索，就肯定能够滑降到本发明的弹簧支架减震气囊上。

发明内容

本发明的目的是：提供一种利用弹簧(气弹簧，扭簧，压簧，拉簧等)作为反弹动力的减震气囊，采用弹簧支架减震的机械方式和气囊阻尼减速的物理方式，可以沿着插入气囊中的缆索或导轨，反复地进行“伸展和压缩”的往复运动，从而为高层建筑火灾逃生、高楼速降运动、高楼外墙清洗、军事体育训炼等场合，提供一种常备的、安全有效的、可以连续工作的、在楼外快速滑降逃生的缆梯减震装置，确保逃生者能够安全地降落到地面。

本发明目的还在于：在弹簧支架减震气囊中，具有弹簧支撑的剪式支架结构，该结构不同于现有的液压升降机的剪式支撑结构，气弹簧杆取代了液压缸，当压力大于弹簧支撑力度时，支架就压缩折叠，当压力小于弹簧支撑力度时，支架就反弹伸展，在支架的铰链和转轴等处都可以装有扭簧、压簧或拉簧等。

本发明目的还在于：在弹簧支架减震气囊的上盘设有气囊垫和气囊环，或者海绵类制成的防撞软垫，其中气囊垫里面设有弹簧支撑的上板和下板，可以扩张气囊垫，以增加防撞减震的效果。当逃生者以低于自由落体的速度滑落并冲击到减震气囊上时，气囊垫首先分散人体压强，缓慢压缩放气进行“接垫缓冲”，接着由不放气的气囊环将冲击力量同时传递给上盘下面的弹簧支架及气囊，气囊进一步缓慢放气进行“接地缓冲”，同时压缩弹簧支架向下折叠，并在缓慢放气的过程中，逐渐吸收人体的全部冲击动能。一旦逃生者离开气囊，弹簧支架立即将上盘撑离底盘，气囊和气囊垫同时快速进气，在几秒钟之内恢复伸展的状态，等待承接下一位滑降者。

本发明目的还在于：弹簧支架减震气囊设有进气口和排气口，气囊蒙布由柔软、耐冲击、且可折叠的人造纺织物制作。这种气囊不同于现有的救生气囊，现有的气囊虽然有用来充气的进气口，但是，在承接跳楼者的过程中是不放气的。而本发明的减震气囊在承接跳楼者的过程中是不断地放气，缓慢的放气过程中所产生的阻尼作用能够逐渐吸收滑降者的全部冲击动能，因而不会产生强烈的反弹作用。

另一方面，现有的救生气囊中间没有插入的缆索或导轨，只有气囊蒙布中心位置的标识，需要跳楼者自行目视瞄准、纵身跳下，而本发明的减震气囊中间是穿有缆索或导轨，逃生者是利用个人滑降器沿着救生缆索滑降，因此，不需要任何目视瞄准和逃生技巧，就可以确保滑降到减震气囊上，安全落地。

本发明目的还在于：在弹簧支架减震气囊中，具有一排、两排，或者多排减震支架，相应的支架之间用支架连接板固定，连接板上有一个可供缆索穿过并可自由滑动的孔，连接板的两侧有可以转动的支撑杆，支撑杆的外侧可以连接气囊保持圈。减震支架的作用就是将气囊快速撑开，因此，既可以是剪式的，也可以是非剪式的。

本发明目的还在于：在弹簧支架减震气囊和缆索相分离的技术方案中，底盘中间固定有带钩齿的缆索接口，接口由两瓣或者多瓣构成，两瓣之间有弹簧拉紧，带倒钩的缆索接头可以撑开弹簧插入接口，并与缆索接口结合为一个整体，解除两瓣接口之间的弹簧，才可以拔出缆索接头；在弹簧支架减震气囊和缆索相结合的技术方案中，救生缆索是穿过整个气囊直接固定在底盘的中间。

本发明目的还在于：当弹簧支架减震气囊应用在车辆等快速移动物体上的时候，可以防止意外情况下的撞车事故，减缓车辆的撞击力度，弹簧支架可以沿着刚性导轨伸展和压缩，刚性导轨安装在汽车的大梁里面，并能够滑动出车前(或者车后)一段距离，撑开气囊准备撞击。气囊的启动装置可以与测距系统联动，或者当刹车板踩到底的同时启动减震气囊，如果没有撞到物体，也可以很方便地折叠收藏起来。

本发明的目的是这样实现的：弹簧支架减震气囊，包括防撞软垫，上盘，轴承滑动槽，气囊保持圈，支架和支架铰链轴，进气口，减震支架，排气口，弹簧杆，底盘，滚轮，缆索接口，牵引挂钩等部件构成。

所述防撞软垫固定在上盘的上面，防撞软垫可以有气囊垫、气囊环，也可以采用海绵等柔性材料制作。在气囊垫里面设有弹簧支撑的上板和下板，可以扩张气囊垫，气囊垫上有进出空气的孔。

所述上盘是由具有一定强度的板材制作，在上盘的下面有固定支架的转动轴孔，并设有活动支架支撑脚移动的轴承滑动槽，在上盘的中间还有通孔，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口。

所述气囊保持圈是由弹性金属带或者塑料制作，其上固定有耐冲击的纺织物气囊蒙布，筒状气囊蒙布的上下边缘分别固定在上盘下面和底盘上面，气囊上设有进气口和排气口，气囊保持圈通过支撑杆与减震支架和支架连接板相连接。两排减震支架之间由支架连接板固定，支架连接板的中间设有通孔，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口，上盘和减震支架可以沿缆索或导轨快速伸展和压缩。

所述减震支架可以分为剪式减震支架和非剪式减震支架，剪式减震支架由固定支架和活动支架构成，其中间部位有支架铰链轴，固定支架的两端分别与活动支架的两端通过轴承连接，构成剪式结构；非剪式减震支架类似剪式支架的一半，呈“之字形”其一侧设有带通孔的翼板，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口。

所述弹簧杆的一端支撑在固定支架中间适当的位置，另一端支撑在底盘上，当减震支架受到压力以后可以折叠并压缩弹簧杆，压力解除以后，弹簧杆向外伸出，并推动固定支架向上抬起，活动支架在铰链的带动下，同时向上抬起，活动支架的下端可以在轴承滑动槽中自由滑动。

所述缆索接口和缆索接头，是由缆索，带倒钩的缆索接头，带钩齿的缆索接口，转动销，以及弹簧等零件构成。缆索接口里面有齿钩，接口的活动部分通过转动销连接在底盘中央的接口杆上，接口活动部分之间有弹簧。缆索的外面包裹着缆索接头，接头上有倒钩，缆索接头可以撑开缆索接口外面的弹簧，插入缆索接口，并牢固地挂接在一起。

所述底盘由牵引挂钩固定在地面的地锚环上，在底盘的上面有固定支架的转动轴孔，有活动支架的轴承滑动槽，还有弹簧杆的支撑轴孔，底盘的周围固定有气囊蒙布，底盘的中间安装有缆索接口，可以伸出压缩后的减震支架，底盘的外侧安装有滚轮和牵引挂钩。

所述减震支架还可以沿着刚性导轨伸展和压缩，适用于汽车等快速运动物体突然遇到障碍物时的减震缓冲。车前气囊和车尾气囊可以安装在车辆的前后保险杠附近，刚性导轨安装在汽车的底盘或大梁里面，并能够滑动出车前(或者车后)一段距离，弹簧支架可以沿着刚性导轨快速伸展和压缩，在遇到紧急刹车等情况时，弹簧支架可以自动弹出并撑开气囊减震缓冲，为了增加气囊充气速度，可以辅以压缩空气罐迅速充气；气囊的启动装置可以与红外、激光、声纳等测距系统联动，或者在紧急刹车的同时启动减震气囊，如果没有撞到物体，也可以很方便地折叠收藏起来。

本发明的特点是：本发明的弹簧支架减震气囊，是采用专门的使用弹簧(气弹簧，扭簧，压簧，拉簧等)作为反弹动力的剪式支架来撑开减震气囊，采用缆索作为支架运动的导轨，因此，减震气囊能够在没有电力驱动充气或者压缩空气充气的情况下，就可以沿着插入气囊中的缆索，应用弹簧支架减震的机械方式和气囊阻尼减速的物理方式，反复进行“伸展/压缩”的往复运动。

当用于高层建筑的缆梯逃生时，逃生者的滑降器夹持在救生缆索上，无论滑降速度如何，无论滑降者在空中的姿态如何，最终都会顺着救生缆索滑降到减震气囊上，这样，就可以确保逃生者能够安全地降落到地面。

弹簧支架减震气囊不同于传统的充气气囊。弹簧支架减震气囊既不需要电动鼓风机充气，也不需要压缩空气充气，更不需要采用化学爆炸方式充气，而是采用机械的方式自动充气。在本发明的气囊上既有进气口，又有放气口，压缩状态的弹簧支架在二秒钟之内就可以完成伸展撑开的动作，撑开的同时就快速进气；受到滑降者的快速冲击，在三秒钟之内就可以完成“接垫缓冲”和“接地缓冲”的压缩减震动作，压缩的同时就快速放气，并且可以成百上千次地重复这个动作过程。这种减震气囊能够满足高层建筑人员快速疏散的需要，最大疏散能力可以达到每十分钟疏散100人。

当逃生者快速滑降到气囊上的时候，气囊的支架本身并不对人体产生强有力的反弹，气囊在放气的过程中只是持续不断地减缓和吸收其冲击力度，因此，不会对人体的内脏造成瞬间严重过载的伤害。

在本发明的弹簧支架减震气囊中，由于减震支架是依据缆索或导轨作为往复运动的导轨，因此，可以根据实际需要设置一排、两排，或者多排的剪式减震支架，其工作原理是相同的，能够满足不同情况的需要。图1和图2显示的是两排支架的侧视图，图4显示的是两排支架和支架连接板的顶视图。

在本发明的弹簧支架减震气囊中，由于底盘中间固定有带钩齿的缆索接口，可以插入带倒钩的缆索接头，因此，减震气囊既可以储存放置在建筑物楼下的墙边，也可以储存放置在安装有高楼逃生缆梯的楼层外墙上。

弹簧支架减震气囊如果应用于高层建筑外墙清洗作业，即使发生意外不幸坠落，只要人体不离开缆索，就肯定能够安全地落到减震气囊上。

弹簧支架减震气囊如果应用于健身体育娱乐方面，可以在高层建筑的楼顶或楼外进行类似“蹦极”的高空速降活动，培训消防保安人员和广大市民，宣传普及高楼逃生的知识。

弹簧支架减震气囊如果应用于跨越山涧的溜索，可比传统的海绵减震效果更好。

弹簧支架减震气囊如果应用于汽车等快速运动物体的防撞减震，可以减轻损坏程度。例如：在汽车的前后保险杠附近的位置安装减震气囊装置，可以在紧急刹车的情况下自动弹出，或者由红外、激光、声纳等测距系统自动启动减震气囊，以减缓撞车时的冲击力度。

附图说明

图1为本发明弹簧支架减震气囊的正视结构图

图2为本发明弹簧支架减震气囊的弹簧杆安装图

图3为本发明弹簧支架减震气囊的防撞软垫

图4为本发明弹簧支架减震气囊的气囊保持圈

图5为本发明弹簧支架减震气囊的轴承滑动槽

图6为本发明弹簧支架减震气囊的缆索接头与缆索接口

图7为本发明弹簧支架减震气囊的车辆前后防撞气囊示意图

如图所示：1防撞软垫，2上盘，3轴承滑动槽，4气囊保持圈，5支架铰链轴，6进气口，7剪式减震支架，8排气口，9氮气弹簧杆，10底盘外罩，11滚轮，12缆索接口，13牵引挂钩，14活动支架，15气囊垫，16气囊环，17上板，18钢丝，19下板，20支撑杆，21支架连接板，22轴承；23缆索，24缆索接头，25倒钩，26钩齿，27转动销，28弹簧，29车辆，30车前气囊，31车尾气囊，32刚性导轨。

具体实施方式

弹簧支架减震气囊，是由防撞软垫，上盘，轴承滑动槽，气囊保持圈，支架铰链轴，进气口，剪式减震支架，排气口，弹簧杆，底盘外罩，滚轮，缆索接口，牵引挂钩等部件构成。

图1所示的是弹簧支架减震气囊的结构图：防撞软垫1安装在上盘2的上面，在上盘的下面和底盘的上面，都设有固定支架的转动轴孔和活动支架的轴承滑动槽3，可以安装剪式减震支架7的固定支架和活动支架14，减震支架有支架铰链轴5，弹簧杆9的一端支撑在减震支架7的固定支架上，另一端支撑在底盘10上；底盘10可以容纳折叠后的支架和气囊，底盘的中间安装有缆索接口12，可以插接缆索接头24，底盘的外侧安装有滚轮11和牵引挂钩13，可以固定在地面的地锚环上；在底盘和上盘之间安装有气囊蒙布，在减震支架上安装有气囊保持圈4，气囊上设有进气口6和排气口8。

图2所示的是弹簧支架减震气囊的弹簧杆安装图：弹簧杆9的一端安装在底盘10上，减震支架包括固定支架和活动支架14，其中间有支架铰链轴5，固定支架的两端分别与活动支架的两端通过轴承连接，构成剪式结构。；弹簧杆9的工作端支撑在剪式减震支架7的固定支架中间的适当位置。当减震支架受到压力以后可以折叠并压缩弹簧杆，压力解除以后，弹簧杆9向外伸出，并推动固定支架向上抬起，活动支架14在铰链的带动下，同时向上抬起，活动支架的下端可以在轴承滑动槽3中自由滑动。

图3所示的是弹簧支架减震气囊的防撞软垫：是由上盘2，气囊垫15，气囊环16构成，防撞软垫固定在上盘的上面，防撞软垫可以有气囊垫、气囊环，也可以采用海绵等柔性材料制作。在气囊垫里面设有弹簧支撑的上板和下板，其中安装有弹性钢丝18，可以扩张气囊垫，并通过气囊垫上的孔吸进空气。在上盘的下面有固定支架的转动轴孔，有活动支架的轴承滑动槽，在上盘的中间还有通孔，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口。

图4所示的是弹簧支架减震气囊的气囊保持圈：由弹性金属带或者塑料制作，其上固定有耐冲击的纺织物气囊的铆接在一起，气囊保持圈4可以通过支撑杆20，与减震支架7和支架连接板21安装在一起；两排支架之间由支架连接板21固定，支架连接板的中间设有通孔，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口。

图5所示的是弹簧支架减震气囊的轴承滑动槽：活动支架14的一端装有双侧或者单侧轴承，能够在轴承滑动槽3里面灵活地滑动或滚动，可以选用滚针轴承22，也可以选用滚珠轴承、滚柱轴承或滑动轴承。

图6所示的是弹簧支架减震气囊的缆索接头与缆索接口：是由缆索23，缆索接头24，倒钩25，缆索接口12，钩齿26，转动销27，弹簧28等零件构成。缆索接口12里面有齿钩26，接口的活动部分通过转动销27连接在底盘中央的拉杆上，接口活动部分之间有弹簧28。缆索23的外面包裹着缆索接头24，接头上有倒钩25，缆索接头可以撑开缆索接口外面的弹簧，插入缆索接口，并牢固地挂接在一起。

图7所示的是车辆前后防撞气囊的示意图：车前气囊30和车尾气囊31，是由防撞软垫1，刚性导轨32，减震支架7，底盘10，弹簧杆9，支架7，进气口6等构成。在车辆29的前后保险杠附近可以安装车前气囊30和车尾气囊31，底盘10固定在车辆上。硬质材料制作的刚性导轨32安装在汽车底盘或大梁里面，并能够向车前(或者车后)滑动出一段距离，防撞软垫1固定在刚性导轨32的前端，减震支架7可以沿着刚性导轨快速伸展和压缩。减震气囊在遇到紧急刹车等情况时可以自动弹出，其主要动力来源于弹簧杆9，为了增加气囊充气速度，可以辅以压缩空气罐迅速充气；如果没有撞到物体，也可以很方便地重新折叠储藏起来。减震气囊的启动可以与车辆刹车板联动，或者由红外、激光、声纳等测距系统自动启动减震气囊，以减缓撞车时的冲击力度。

Claims (9)

1、弹簧支架减震气囊，其特征是包括防撞软垫，上盘，气囊保持圈，支架和支架铰链轴，进气口，减震支架，排气口，弹簧杆，底盘，滚轮，缆索接口，牵引挂钩构成。所述防撞软垫固定在上盘的上面，在气囊垫里面设有弹簧支撑的上板和下板，可以扩张气囊垫，气囊垫上有进出空气的孔。所述气囊保持圈是由弹性金属带或者塑料制作，其上固定有耐冲击的纺织物气囊蒙布，筒状气囊蒙布的上下边缘分别固定在上盘下面和底盘上面，气囊上设有进气口和排气口，气囊保持圈通过支撑杆与减震支架和支架连接板相连接。两排减震支架之间由支架连接板固定，支架连接板的中间设有通孔。

2、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是救生缆索可以穿过上盘的通孔和减震支架连接板的通孔插入底盘上的缆索接口，上盘和减震支架可以沿缆索或导轨快速伸展和压缩。

3、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是在上盘的下面有固定支架的转动轴孔，并设有活动支架支撑脚移动的轴承滑动槽，在上盘的中间还有通孔，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口。

4、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是所述减震支架为剪式减震支架或非剪式减震支架，剪式减震支架由固定支架和活动支架构成，其中间部位有支架铰链轴，固定支架的两端分别与活动支架的两端通过轴承连接，构成剪式结构；非剪式减震支架类似剪式支架的一半，呈“之字形”其一侧设有带通孔的翼板，救生缆索可以穿过通孔插入底盘上的缆索接口。

5、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是所述弹簧杆的一端支撑在固定支架中间适当的位置，另一端支撑在底盘上，当减震支架受到压力以后可以折叠并压缩弹簧杆，压力解除以后，弹簧杆向外伸出，并推动固定支架向上抬起，活动支架在铰链的带动下，同时向上抬起，活动支架的下端可以在轴承滑动槽中自由滑动。

6、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是所述缆索接口和缆索接头，是由缆索，带倒钩的缆索接头，带钩齿的缆索接口，转动销，以及弹簧等零件构成。缆索接口里面有齿钩，接口的活动部分通过转动销连接在底盘中央的接口杆上，接口活动部分之间有弹簧。缆索的外面包裹着缆索接头，接头上有倒钩，缆索接头可以撑开缆索接口外面的弹簧，插入缆索接口，并牢固地挂接在一起。

7、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是所述底盘由牵引挂钩固定在地面的地锚环上，在底盘的上面有固定支架的转动轴孔，有活动支架的轴承滑动槽，还有弹簧杆的支撑轴孔，底盘的周围固定有气囊蒙布，底盘的中间安装有缆索接口，可以伸出压缩后的减震支架，底盘的外侧安装有滚轮和牵引挂钩。

8、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是减震支架还可以沿着刚性导轨快速伸展和压缩，适用于汽车等快速运动物体突然遇到障碍物时的减震缓冲。车前气囊和车尾气囊可以安装在车辆的前后保险杠附近，刚性导轨安装在汽车的底盘或大梁里面，并能够滑动出车前(或者车后)一段距离，弹簧支架可以沿着刚性导轨快速伸展和压缩，在遇到紧急刹车等情况时，弹簧支架可以自动弹出并撑开气囊减震缓冲；气囊的启动装置可以与红外、激光、声纳等测距系统联动，或者在紧急刹车的同时启动减震气囊。

9、由权利要求1所述的弹簧支架减震气囊，其特征是所述防撞软垫可以有气囊垫、气囊环，也可以采用海绵等柔性材料制作。

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