CN204563394U - 一种高楼消防空中平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及消防直升机领域，尤其涉及一种高楼消防空中平台，包括带有卷扬机构的航空器，其特征在于，所述航空器下悬挂有自稳定吊篮，所述自稳定吊篮的前侧设有工作臂架、尾侧设有陀螺仪和尾梁，尾梁端部设有变矩尾桨，自稳定吊篮上还设有能使其在空中保持稳定的变矩螺旋桨、倾角传感器和/或惯性传感器。所述工作臂架为水枪架，水枪架前端通过角度调整装置连接有高压水枪。所述工作臂架为溜槽架，该溜槽架为管式结构或带护栏结构，溜槽架与自稳定吊篮之间设有调节溜槽架工作角度的升举臂。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可以实施无盲区、无死角的灭火和救人，不受楼间距太小的限制，解决了高层建筑火灾救援这个世界性难题。

Description

一种高楼消防空中平台

技术领域

本实用新型涉及空中消防设备领域，尤其涉及一种高楼消防空中平台。

背景技术

在高层建筑消防领域，直升机的应用越来越广泛，但在实施灭火和救人时，却受到多种条件限制，使得成功施救非常困难。比如，当直升机飞临楼顶时，旋翼产生的强大下冲气流会给火场扇风助燃，或者吹火吹烟伤人，而浓烟和火风暴上窜也会使直升机发生意外，所以直升机飞临楼顶投送消防人员或者解救被困人员常常受到限制。如果被困人员是位于大楼侧面的窗口内，就完全无计可施了。

在给高层建筑灭火时，直升机一般先低飞至建筑物侧面，然后缓缓靠近到机载水炮射程的距离，实施灭火，这种低空飞行十分危险。尤其是楼间距太小时，绝对要被禁止，只能在高空从远处喷水灭火，水耗多，精度低，效果很差。另外直升机携带的水量也有限，一、两分钟就会耗尽，直升机不得不频繁地往返于火场和远处的补水地之间，既浪费了宝贵的救援时间，又增加了危险性。还有在直升机下面用钢丝绳悬挂水罐的，但水罐只能向下泄水，对大楼侧面及窗口内的明火却无能为力。为了实现连续供水，还有人设想在直升机下悬挂消防水带垂至地面，但是近百米长的消防水带在风力的作用下剧烈摇摆，会使直升机失去平衡，甚至造成坠机。

由于上述种种原因，直升机虽因能在空中悬停，给高楼消防救援带来希望，但它的作用却并没有充分发挥出来，目前高层建筑的火灾救援仍是世界性难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高楼消防空中平台，克服了现有直升机在灭火和救人时的各种局限性，只需直升机悬停在楼顶斜上方足够高、足够远的位置即可，避免浓烟烈火与直升机的相互影响；实现悬挂式吊篮的自动稳定空中悬停，保证被困人员能在窗口与吊篮之间安全转移，做到无死角、快速、批量救人；还能悬挂水罐或消防水带，利用高压水枪从高层建筑的外部，对任意高度的起火点给予准确喷射。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：

一种高楼消防空中平台，包括带有卷扬机构的航空器，所述航空器下悬挂有自稳定吊篮，所述自稳定吊篮的前侧设有工作臂架、尾侧设有陀螺仪和尾梁，尾梁端部设有变距尾桨，自稳定吊篮上还设有能使其在空中保持稳定的变距螺旋桨、倾角传感器和/或惯性传感器。

所述工作臂架为水枪架，该水枪架为固定结构或伸缩式结构，水枪架前端通过角度调整装置连接有高压水枪，高压水枪的供水管路上设有水泵。

所述工作臂架为溜槽架，该溜槽架为管式结构或带护栏结构，溜槽架端部设有挂钩，溜槽架与自稳定吊篮之间设有调节溜槽架工作角度的升举臂。

所述变距螺旋桨的设置数量为两个，分别固定安装于自稳定吊篮的前/后侧及左/右侧。

所述变距螺旋桨的设置数量为一个，变距螺旋桨设于自动转向座上，自动转向座的转轴轴线通过吊篮的重心。

所述的变距尾桨、变距螺旋桨和水泵分别连接于同一台发动机变速箱的各自相应输出轴上。

所述自稳定吊篮内设有操控系统，包括飞行控制计算机和伺服驱动机构，飞行控制计算机经模数转换器与相关传感器、陀螺仪和操纵杆相连，飞行控制计算机通过伺服驱动机构与变距尾桨变距装置、变距螺旋桨变距装置、溜槽架升举驱动器、水枪架升举驱动器、水枪架伸缩驱动器、尾梁伸缩驱动器、自动转向座驱动器、水枪角度调整装置以及卷扬驱动器相连，飞行控制计算机通过无线通讯模块与航空器驾驶舱内的操纵系统通讯。

所述自稳定吊篮通过减震器和卷扬机构的缆绳相连接。

所述自稳定吊篮下设有用于挂设水罐、与地面高压供水系统相连的消防水带或救生舱的连接装置。所述尾梁上设有调整吊篮俯仰角度的收绳机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）吊篮用缆绳悬挂在垂直起降类航空器的下方，因此只需远远的偏离楼顶，且高高地悬停在楼群上空，这时，悬挂的吊篮及工作臂架便已经降至大楼的侧面，可以实施无盲区、无死角的灭火和救人了，这样既能保证飞行和悬停安全，也避免了浓烟烈火与直升机相互干扰，还不受楼间距太小的限制，解决了高层建筑火灾救援这个世界性难题。

2）由变距螺旋桨、传感器和操控系统组成的防止吊篮摆动的自稳定系统，使得吊篮能够自动抵抗风力、水枪后坐力等干扰，不动不摇地悬挂在空中，绝无摆动，即使是悬挂超长的消防水带至地面，风力的巨大影响也会被变距螺旋桨随时化解，丝毫不影响直升机的安全悬停，由此实现了对高楼起火点的连续喷水灭火；如果加挂水罐则能不受高度限制的实施无盲区精准灭火，为水罐补水时，也不要求直升机本身落地，当其尚悬停于空中时，悬挂的水罐便已经先行落地，因此，在火场附近选择较矮楼群间的小块普通空地，就能实施补水，再也不用飞往远处的水域或寻找开阔、坚实的降落场地，从而为救援赢得了宝贵的时间。

3）通过设置变距尾桨和陀螺仪，能防止吊篮失控打转儿，使高压水枪或救援溜槽随意平稳地指向水平面内的任何方向，并能自动锁定，从而保证了喷水灭火的瞄准精度和救援溜槽的准确安置，尤其是增设了救援溜槽，使得从建筑物侧面的窗口进行安全、快捷、批量的救人得以实现。

附图说明

图1是本实用新型带高压水枪实施例结构示意图；

图2是本实用新型挂接消防水带实施例结构示意图；

图3是本实用新型顺溜槽逃生实施例结构示意图；

图4是本实用新型溜槽转移实施例结构示意图；

图5是本实用新型共用发动机实施例结构示意图；

图6是本实用新型的无线自动操控系统实施例结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1至图5，是本实用新型一种高楼消防空中平台的实施例结构示意图，包括带有卷扬机构2的直升机1，直升机下悬挂有自稳定吊篮3，自稳定吊篮的前侧设有工作臂架4、尾侧设有陀螺仪8和尾梁5，自稳定吊篮通过缆绳6连接卷扬机构；尾梁5端部设有变距尾桨7，自稳定吊篮上设有能使其保持稳定的变距螺旋桨9，自稳定吊篮上设有倾角传感器和/或惯性传感器，吊篮在变距螺旋桨9、相关传感器和操控系统21的作用下能实现位置和姿态的自动稳定。尾桨5与陀螺仪8配套，变距螺旋桨9与倾角传感器和惯性传感器配套，直升机在悬停时最好靠惯性传感器工作，在运动时最好用倾角传感器。

当工作臂架用作水枪架时，水枪架为固定结构或伸缩式结构均可，水枪架前端通过角度调整装置连接有高压水枪11，高压水枪的供水管路上设有水泵，可以从自稳定吊篮下悬挂的水罐12取水。

高压水枪11也可以通过消防水带15连接地面上高压供水系统的泵车13，实现对高层建筑的连续喷水灭火。风力对水带的巨大影响会被变距螺旋桨随时化解，丝毫不影响直升机的安全悬停。但此方案可能受到消防水带的长度限制。

当工作臂架4用于溜槽架时，该溜槽架为管式结构或带护栏结构均可，溜槽架与吊篮之间设有调节溜槽架工作角度的升举臂14，溜槽架端部设有挂钩，可以先钩住窗台，方便受困人员从被困窗口滑入吊篮内脱险，也可以将吊篮里的消防员投送到待救援楼层。为吊篮设置溜槽架实现了从建筑的侧面窗口迅速、批量地救人，这在消防直升机领域，是一个革命性进步。根据实际需要，溜槽架可长可短。

实施例中，变距螺旋桨9的设置数量为一个时，变距螺旋桨设于自动转向座10上，自动转向座10的转轴轴线通过自稳定吊篮3的重心。当传感器检测到吊篮的微小摆动或摆动趋势时，立即产生二维的纠正信号，通过操控系统先控制自动转向座，使变距螺旋桨的桨轴转到吊篮的摆动平面内，再控制变距螺旋桨的螺距大小和正负，产生相应的拉力或推力，抵消摆动或摆动趋势，把吊篮牢牢地把持住，使其纹丝不动。

当直升机加速、减速或转弯时，变距螺旋桨还能借助传感器和操控系统为自稳定吊篮提供相应的动力、阻力或向心力，从而增加吊篮的机动性，使其很好的跟随直升机的运动节拍，避免变速所引起的晃动，这在林立的高楼之间尤其重要。

实施例中，变距螺旋桨9的设置数量为两个时，二者分别固定安装于自稳定吊篮的前/后侧及左/右侧，两个变距螺旋桨通过齿轮箱20连接于同一台发动机18的变速箱17的相应输出轴上，此结构可提供在两个垂直方向上纠偏的作用力。该发动机还可同时给变距尾桨7和高压水枪的供水管路上的水泵19提供动力。当传感器检测到吊篮的微小摆动或摆动趋势时，立即产生二维的纠正信号，通过操控系统，分别去控制两个变距螺旋桨9的螺距大小和正负，于是马上产生相应的推力或拉力，抵消了该次摆动或摆动趋势，于是便把吊篮牢牢地把持住，使其纹丝不动。

见图6，吊篮内设有操控系统，包括飞行控制计算机和伺服驱动机构，飞行控制计算机经模数转换器与相关传感器、陀螺仪和操纵杆相连，飞行控制计算机通过伺服驱动机构与变距尾桨的变距装置、变距螺旋桨的变距装置、溜槽架升举驱动器、水枪架升举驱动器、水枪架伸缩驱动器、尾梁伸缩驱动器、自动转向座驱动器、水枪角度调整装置以及卷扬驱动器相连，飞行控制计算机通过无线通讯模块与垂直升降飞行器驾驶舱内的操纵系统通讯。操纵工作臂架实施救援的消防员既可以在吊篮里，也可以在直升机驾驶舱里。

实施例中，模仿单旋翼直升机，为自稳定吊篮3加装了尾梁5和变距尾桨7，在陀螺仪8的配合下，能使水枪或溜槽架在水平面内随意转动，或精准的停留在某一角度，并自动克服各种干扰，锁定在该角度。这样水枪就能瞄准起火点，溜槽架也能准确搭靠在窗口处。为了防止桨叶伤人并提高效率，可以为变距螺旋桨和变距尾桨加装涵道，成为涵道式变距螺旋桨和涵道式变距尾桨。

为了缓冲飞行器与吊篮之间在受到干扰时产生的突变性拉力，自稳定吊篮3通过减震器16和卷扬机构的缆绳相连接。本实用新型可用于挂设水罐、救生舱或连接地面高压供水系统的消防水带。

为了进一步保证吊篮的可控性，在尾梁5上还可以设有调整吊篮俯仰角度的收绳机构。

    为了能在直升机驾驶舱里进行操纵，并实施夜间救援，吊篮上还可设有能无线传输的视频及红外监控瞄准系统。

Claims (10)

1.一种高楼消防空中平台，包括带有卷扬机构的航空器，其特征在于，所述航空器下悬挂有自稳定吊篮，所述自稳定吊篮的前侧设有工作臂架、尾侧设有陀螺仪和尾梁，尾梁端部设有变距尾桨，自稳定吊篮上还设有能使其在空中保持稳定的变距螺旋桨、倾角传感器和/或惯性传感器。

2.根据权利要求1所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述工作臂架为水枪架，该水枪架为固定结构或伸缩式结构，水枪架前端通过角度调整装置连接有高压水枪，高压水枪的供水管路上设有水泵。

3.根据权利要求1所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述工作臂架为溜槽架，该溜槽架为管式结构或带护栏结构，溜槽架端部设有挂钩，溜槽架与自稳定吊篮之间设有调节溜槽架工作角度的升举臂。

4.根据权利要求2或3所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述变距螺旋桨的设置数量为两个，分别固定安装于自稳定吊篮的前/后侧及左/右侧。

5.根据权利要求2或3所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述变距螺旋桨的设置数量为一个，变距螺旋桨设于自动转向座上，自动转向座的转轴轴线通过自稳定吊篮的重心。

6.根据权利要求 4所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述的变距尾桨、变距螺旋桨和水泵分别连接于同一台发动机变速箱的各自相应输出轴上。

7.根据权利要求 1 所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述自稳定吊篮内设有操控系统，包括飞行控制计算机和伺服驱动机构，飞行控制计算机经模数转换器与相关传感器、陀螺仪和操纵杆相连，飞行控制计算机通过伺服驱动机构与变距尾桨变距装置、变距螺旋桨变距装置、溜槽架升举驱动器、水枪架升举驱动器、水枪架伸缩驱动器、尾梁伸缩驱动器、自动转向座驱动器、水枪角度调整装置以及卷扬驱动器相连，飞行控制计算机通过无线通讯模块与航空器驾驶舱内的操纵系统通讯。

8.根据权利要求 1 所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述自稳定吊篮通过减震器和卷扬机构的缆绳相连接。

9.根据权利要求 1 所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述自稳定吊篮下设有用于挂设水罐、与地面高压供水系统相连的消防水带或救生舱的连接装置。

10.根据权利要求 1 所述的一种高楼消防空中平台，其特征在于，所述尾梁上设有调整自稳定吊篮俯仰角度的收绳机构。