CN203439993U - 紧急救援用的扩剪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种紧急救援用的扩剪装置，包括：上底板、下底板、螺杆、可移动旋转式螺母、手柄、棘轮和连接轴，上底板和下底板交叉设置，一端形成开口部，另一端形成咬合部，且咬合部设置有剪切机构；螺杆穿过开口部分别与上底板和下底板连接；上底板上设置有槽孔，可移动旋转式螺母与螺杆螺纹连接，且可移动旋转式螺母两端设置有耳部，耳部穿过槽孔与上底板连接；棘轮设置在下底板上部与螺杆连接，手柄与棘轮连接；连接轴于上底板和下底板交叉处穿过上底板和下底板，与上底板和下底板插接连接。

Description

紧急救援用的扩剪装置

技术领域

本实用新型涉及一种救援装置，具体地，涉及一种紧急救援用的扩剪装置。

背景技术

据统计，目前，每年全世界因车祸死亡人数近50万人，伤残者1300万。我国平均每天死于交通事故的约150人。其中，部分死亡或伤残是由于救援不及时造成的。

在实际生活中，出车祸后无法得到顺利救援的阻碍无非有两个：一个是人的肢体被挤压或卡在车里，另一个是，车门遭受撞击或挤压，无法顺利打开车门逃生。例如，发生车祸时，最常见的事故是汽车被正面撞击后，车子的仪表盘坍塌下来将驾驶座和副驾驶座上的人的腿挤住，或者车被从侧面撞击时车门被撞坏而无法正常打开，伤者被困在里面而无法逃出。同伴或者旁观者也往往因为无救援工具而只能束手无策，然而由于交通、天气、通信等原因造成救援人员不能及时赶到现场，此时便极有可能威胁到伤者的生命。

目前，市场上已经有的专业救援工具包括电动的或者液压/气动的，然而，电动救援工具需要外接电源，液压/气动救援工具需要一个液压缸/气缸，均存在不便于携带的缺点，作为专业救援工具很好，但是要普及到民众难度较大。并且专业救援工具价格昂贵，更加不便于普及，另外，电动救援工具还存在危机时刻可靠度不能够保证的缺点。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种紧急救援用的扩剪装置。

根据本实用新型的一个方面，提供一种紧急救援用的扩剪装置，包括：上底板、下底板、螺杆、可移动旋转式螺母、手柄、棘轮和连接轴，上底板和下底板交叉设置，一端形成开口部，另一端形成咬合部，且咬合部设置有剪切机构；螺杆穿过开口部分别与上底板和下底板连接；上底板上设置有槽孔，可移动旋转式螺母与螺杆螺纹连接，且可移动旋转式螺母两端设置有耳部，耳部穿过槽孔与上底板连接；棘轮设置在下底板上部与螺杆连接，手柄与棘轮连接；连接轴于上底板和下底板交叉处穿过上底板和下底板与上底板和下底板插接连接。

优选地，剪切机构包括公啮合刃和母啮合刃，公啮合刃设置在下底板上，母啮合刃设置在上底板上，公啮合刃和母啮合刃相对应。

优选地，还包括两个销，两个销分别与可移动旋转式螺母两端的耳部连接。

优选地，还包括M2螺母，M2螺母设置在下底板下方与螺杆螺纹连接。

优选地，螺杆与棘轮键连接。

优选地，上底板和下底板之间的最大扩隙间距为60mm。

优选地，螺杆和可移动旋转式螺母上的螺纹均为梯形螺纹。

优选地，手柄的长度为250mm。

优选地，螺杆采用Q235制成。

优选地，可移动旋转式螺母采用铝青铜ZCuAL₉Fe₃制成。

本实用新型的工作过程如下：当肢体遭受挤压，需要扩隙时，将咬合部插入缝隙中，顺时针旋转手柄，手柄带动棘轮，使螺杆旋转，螺杆和可移动旋转式螺母相对运动，螺杆推动上底板向上运动（下底板向下运动），同时，可移动旋转式螺母沿上底板上的槽孔向左运动，上底板、下底板反向运动，开口部间距变大，咬合部张开，将缝隙扩大。当达到需要缝隙时，停止旋转手柄，装置通过螺杆和可移动旋转式螺母自锁，被压住或卡住的肢体部分可以顺利取出。本实用新型可以将15mm的缝隙扩为60mm。在这样的缝隙中，一般人均可顺利取出被卡的肢体。

当车门被撞坏无法打开时，将咬合部对准车门或车顶钢板，将车门或车顶钢板置于公啮合刃和母啮合刃之间，之后反向旋转手柄即逆时针旋转手柄，螺杆和可移动旋转式螺母相对运动，螺杆带动下底板向上运动，同时，可移动旋转式螺母沿上底板上的槽孔向右运动，上底板、下底板相向运动，开口部间距变小，咬合部闭合，公啮合刃和母啮合刃啮合，将车门或车顶钢板剪开，从而顺利逃生。本实用新型能顺利剪断厚约1mm的钢板。

本实用新型通过螺杆和可移动旋转式螺母实现自锁，螺杆和可移动旋转式螺母是自锁结构，只要螺杆不旋转，螺母就可以保持不动，自锁效果好。另外，本实用新型通过棘轮方便旋转螺杆，手柄旋转到不方便使用者继续旋转的角度后，手柄归位，重新旋转，在手柄归位的过程中，通过棘轮内部只能单向转动的齿轮实现定位，手柄归位旋转时螺杆和可移动旋转式螺母不会转动，从而实现手柄小角度旋转，不需要绕圈旋转，使用方便。

本实用新型在不需要外界能源和其他辅助机构的条件下能完全依靠人力来提供出一个较大的力实现将重物推开或者将钢板剪断。本实用新型沿用了使用广泛的螺旋式起重器的螺旋式结构，同时采用了杠杆结构，这样杠杆和螺杆对人的力进行两次放大，从而使人施加一个较小的力，本实用新型的最大输入输出力放大倍数约为250倍，大约是100N的力便可通过本产品转化为25kN的力。根据查得资料，现有的专业救援工具产品，例如强力推撑杆能输出18000磅的的力，约为8172牛顿的力，本实用新型远远超过其输出力，能够满足使用需求。另外，根据计算，将厚度为1mm的钢板剪断只需要7kN的力，而本实用新型可以提供25kN的力，因此可以顺利剪开阻碍逃生的障碍。

综上所述，本实用新型依靠人力提供动力，不需要任何外界的能源，可靠度非常高，体积小，方便随车携带，而且不需任何附属物，价格便宜，不需维护，且具有自锁功能，使用安全，是在危机时刻值得信赖的产品。此外本产品在外部能源供应不足、空间特别狭小的场合下也可作为专业的救援工具来使用。与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

（1）本实用新型采用螺旋机构，借鉴了常用的螺旋式起重器的螺旋式结构，既可以

实现自锁功能，又能够实现力的放大。

（2）本实用新型采用杠杆技术，在抬举功能中，将输入力臂输出力臂的比值设计约为3：1，实现力的放大，另外，杠杆结构可以把复杂的增力结构放在缝隙外面，从而大幅度增大装置的作用范围。

（3）本实用新型解决了杠杆结构与螺旋结构的连接问题。由于螺杆只能提供直线方向的位移，而杠杆在作用过程中固定点的轨迹是弧形，这就给螺杆和杠杆的连接造成了一个很大的困难，本实用新型设计可移动旋转式螺母，在螺杆旋转的过程中，可移动旋转式螺母会随着杠杆的旋转而自动调整方向和位移。运动过程中，可移动旋转式螺母既可以沿耳部的方向进行旋转，另一方面还可以沿着槽孔进行水平方向的滑动。另外为了防止螺母随螺杆转动，本实用新型还在螺母两个耳朵上加上两个销。

（4）本实用新型设计手柄通过一个可变向棘轮与螺杆相连接，可以方便的实现转动，克服了由于空间狭小而不能整周回转的问题，同时减小了整体的体积，方便携带（如置于驾驶座座位下，不占空间、取用方便）。双向可变向棘轮的引入方便的实现了变向，即手动地实现了剪和推两种传动状态之间的转换，方便使用。

（5）本实用新型在咬合部设置剪切结构，实现剪切功能，进一步扩大使用范围，使用范围广泛。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型紧急救援用的扩剪装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的螺杆与可移动旋转式螺母的连接关系示意图；

图3为本实用新型实施例的可移动旋转式螺母的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的剪切机构的结构示意图。

图中：1为上底板、2为下底板、3为螺杆、4为可移动旋转式螺母、5为手柄、6为棘轮、7为连接轴、8为公啮合刃、9为母啮合刃、10为销、11为M2螺母、12为槽孔、13为耳部。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

请参阅图1至图4，一种紧急救援用的扩剪装置，包括：上底板1、下底板2、螺杆3、可移动旋转式螺母4、手柄5、棘轮6和连接轴7，上底板1和下底板2交叉设置，一端形成开口部，另一端形成咬合部，且咬合部设置有剪切机构；螺杆3穿过开口部分别与上底板1和下底板2连接；上底板1上设置有槽孔12，可移动旋转式螺母4与螺杆3螺纹连接，且可移动旋转式螺母4两端设置有耳部13，耳部13穿过槽孔12与上底板1连接；棘轮6设置在下底板2上部与螺杆3连接，手柄5与棘轮6连接；连接轴7于上底板1和下底板2交叉处穿过上底板1和下底板2与上底板1和下底板2插接连接。

如图2、图3所示，螺杆3和可移动旋转式螺母4上的螺纹均为梯形螺纹。可移动旋转式螺母4两端的耳部13均连接有销10，以防止可移动旋转式螺母4随螺杆3转动。

如图4所示，剪切机构包括公啮合刃8和母啮合刃9，公啮合刃8设置在下底板2上，母啮合刃9设置在上底板1上，公啮合刃8和母啮合刃9相对应。

进一步地，本实用新型还包括M2螺母11，M2螺母11设置在下底板2下方与螺杆3螺纹连接。

更为具体地，螺杆3与棘轮6键连接，手柄5的长度为250mm，螺杆3采用Q235制成，可移动旋转式螺母4采用铝青铜ZCuAL9Fe3制成。

本实用新型的上底板和下底板之间的最大扩隙间距为60mm，最大输入输出力放大倍数约为250倍，能顺利剪断厚约1mm的钢板。当输入力为100N时，输出力可达25kN。最小的缝隙宽度为15mm，可将缝隙扩大到60mm。

具体地，以下结合具体设计计算与说明对实用新型进行进一步详细说明。

（一）输出力的计算

棘轮手柄的长度为250mm。间歇工作条件下，一个人的臂力约为F_p=150～250N,当长时间工作时，则为F_p=100～150N。取F=100N。螺纹的导程为S=2mm。

T₁=F_in*2π*r

T₂=F_out*s

T₂=T₁*η*i

i为杠杆的传动比，取i为2

η=0.2

$F_{\mathrm{out}}=\frac{100N*2\mathrm{\π}*200\mathrm{mm}*0.2*2}{2\mathrm{mm}}=25.12\mathrm{KN}$

输出力F_out大于9KN，可知符合要求，其中，η为常数，η=0.2。

（二）剪切部分计算：根据调查可得，一般的车用钢板的厚度为0.6mm～0.9mm不等，一般汽车用钢板选用低碳钢，我们以45#钢为例，45#钢的剪切强度为178MPa。我们刀刃的长度为40mm。假设啮合一半，即20mm长度。则需要

F_S≥τ*A=178MPa*1mm*20mm=3.56kN

受力分析得，需要的力为F≥2*F_s=3.56kN*2=7.12kN。本实用新型可输出的力为25KN>>7.12kN。故剪切功能可以轻松实现。

（三）螺杆螺母设计与校核：

本实用新型的具体工作过程及原理如下：

当肢体遭受挤压，需要扩隙时，将咬合部插入缝隙中，顺时针旋转手柄，手柄带动棘轮，使螺杆旋转，螺杆和可移动旋转式螺母相对运动，螺杆推动上底板向上运动（下底板向下运动），同时，可移动旋转式螺母沿上底板上的槽孔向左运动，上底板、下底板反向运动，开口部间距变大，咬合部张开，将缝隙扩大。当达到需要缝隙时，停止旋转手柄，装置通过螺杆和可移动旋转式螺母自锁，被压住或卡住的肢体部分可以顺利取出。本实用新型可以将15mm的缝隙扩为60mm。在这样的缝隙中，一般人均可顺利取出被卡的肢体。

当车门被撞坏无法打开时，将咬合部对准车门或车顶钢板，将车门或车顶钢板置于公啮合刃和母啮合刃之间，之后反向旋转手柄即逆时针旋转手柄，螺杆和可移动旋转式螺母相对运动，螺杆带动下底板向上运动，同时，可移动旋转式螺母沿上底板上的槽孔向右运动，上底板、下底板相向运动，开口部间距变小，咬合部闭合，公啮合刃和母啮合刃啮合，将车门或车顶钢板剪开，从而顺利逃生。本实用新型能顺利剪断厚约1mm的钢板。

本实用新型在不需要外界能源和其他辅助机构的条件下能完全依靠人力来提供出一个较大的力实现将重物推开或者将钢板剪断。本实用新型沿用了使用广泛的螺旋式起重器的螺旋式结构，同时采用了杠杆结构，这样杠杆和螺杆对人的力进行两次放大，从而使人施加一个较小的力，本实用新型的最大输入输出力放大倍数约为250倍，大约是100N的力便可通过本产品转化为25kN的力。根据查得资料，现有的专业救援工具产品，例如强力推撑杆能输出18000磅的的力，约为8172牛顿的力，本实用新型远远超过其输出力，能够满足使用需求。另外，根据计算，将厚度为1mm的钢板剪断只需要7kN的力，而本实用新型可以提供25kN的力，因此可以顺利剪开阻碍逃生的障碍。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，包括：上底板、下底板、螺杆、可移动旋转式螺母、手柄、棘轮和连接轴，所述上底板和下底板交叉设置，一端形成开口部，另一端形成咬合部，且所述咬合部设置有剪切机构；所述螺杆穿过所述开口部分别与所述上底板和下底板连接；所述上底板上设置有槽孔，所述可移动旋转式螺母与所述螺杆螺纹连接，且所述可移动旋转式螺母两端设置有耳部，所述耳部穿过所述槽孔与所述上底板连接；所述棘轮设置在所述下底板上部与所述螺杆连接，所述手柄与所述棘轮连接；所述连接轴于所述上底板和下底板交叉处穿过所述上底板和下底板与所述上底板和下底板插接连接。

2.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，所述剪切机构包括公啮合刃和母啮合刃，所述公啮合刃设置在所述下底板上，所述母啮合刃设置在所述上底板上，所述公啮合刃和母啮合刃相对应。

3.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，还包括两个销，所述两个销分别与所述可移动旋转式螺母两端的耳部连接。

4.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，还包括M2螺母，所述M2螺母设置在所述下底板下方与所述螺杆螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，所述螺杆与棘轮键连接。

6.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，上底板和下底板之间的最大扩隙间距为60mm。

7.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，所述螺杆和可移动旋转式螺母上的螺纹均为梯形螺纹。

8.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，所述手柄的长度为250mm。

9.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，所述螺杆采用Q235制成。

10.根据权利要求1所述的紧急救援用的扩剪装置，其特征在于，可移动旋转式螺母采用铝青铜ZCuAL₉Fe₃制成。

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