一种救援云梯车顶端气动式破窗夹持装置
技术领域
本发明属于高空救援设备技术领域，具体为一种救援云梯车顶端气动式破窗夹持装置。
背景技术
高楼火灾已经成为威胁城市公众安全和社会发展的主要灾害之一。高楼火灾具有火势蔓延快、疏散困难和扑救难度大的特点，由于高楼结构复杂、人员密集，一旦失火难以控制和逃离。
高空救援大多采用云梯车，云梯车是可向高空运送人员、救援物质、救援被困人员、喷射灭火剂的举高消防车；在高空救援被困人员通常采用云梯车携带吊篮进行救援，然而目前高空救援用的云梯车和吊篮的组合救援设备结构呆板，功能单一，尤其是在目前高楼林立的写字楼发生火灾等危险时，需要云梯车携带吊篮从窗户进行高空救援，在紧急情况下，需要进行窗户破拆，传统的救援设备无法实现窗户的快速破拆进行及时救援，另外传统的吊篮在救援过程中，一方面吊篮容易受扰动悬停在高空窗户边稳定性差，增加了乘吊篮逃生人员的恐惧感，影响快速逃生；尤其是吊篮在人员登上吊篮时瞬间产生冲击力，负载大，危险性大，需要靠云梯车提供强大的动力支持，操作上十分不便，严重影响救援安全和效率，另一方面传统的云梯车携带吊篮，需要专业人员乘坐吊篮接进行救援，如此挤占吊篮的救援载荷的同时增加救援危险性，为此，发明人综合各类因素提出了一种救援云梯车顶端气动式破窗夹持装置。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决传统高空救援吊篮功能单一，使用不方便的技术问题，提供一种救援云梯车顶端气动式破窗夹持装置。
本发明采用的技术方案如下：
一种救援云梯车顶端气动式破窗夹持装置，包括云梯车以及云梯车上设置的云梯机构，云梯机构顶端固定设置有吊篮，吊篮包括篮架，篮架底部设置有机仓，所述机仓上设置有破窗夹持机构，破窗夹持机构包括左右对称设置的便捷冲击气缸机构,便捷冲击气缸机构前端均设置有冲杆，冲杆外端均连接有破窗夹持冲锤；两冲击气缸与机仓滑动连接，并安装在机仓内设置的电动横移机构上，能够受其驱动使破碎后进入窗户内的两破窗夹持冲锤相互靠近或远离，并配合便捷冲击气缸机构回缩破窗夹持冲锤，使得破窗夹持冲锤尾端抵接卡紧在窗户两侧壁或两窗户之间的隔柱上，将吊篮夹持在窗户边。
工作时，云梯车行驶到高楼底部，并进行支撑，随后云梯车上的云梯机构向上伸出，并携带吊篮升高直至进入救援区域的窗户边上，利用破窗夹持机构中便捷冲击气缸机构带动破窗夹持冲锤冲击目标玻璃完成破窗，使得破窗夹持冲锤进入窗户内，并在电动横移机构的带动下，并配合便捷冲击气缸机构回缩，使得破窗夹持冲锤尾端抵接卡紧在窗户两侧壁或两窗户之间的隔柱上，将吊篮夹持限制固定在窗户边，保持吊篮高空悬停稳定性，便于逃生人员通过破碎后的窗户进入吊篮的篮架内实施后续高空救援，救援完成后，反向动作使得两破窗夹持冲锤解除夹持并回收，随后进行后续云梯车撤场作业。
作为本发明进一步技术方案：所述便捷冲击气缸机构包括冲击气缸和高压气罐，冲击气缸内后侧设置有中盖板，中盖板将冲击气缸内腔前后分隔成冲击腔和蓄压腔，中盖板中部设置有喷射管，喷射管一端与蓄压腔内中盖板平齐，另一端向冲击腔内延伸一段距离，冲击腔内套装有活塞，冲杆贯穿冲击气缸前端设置的冲孔伸入冲击腔内并与活塞中部固定连接，所述冲孔上对应冲杆外侧设置有密封垫；所述冲击气缸对应冲击腔前端和蓄压腔后端分别设置有A气口和B气口；其中A气口和B气口上均设置有换向阀，并分别通过导管与高压气罐连通。
工作时：复位状态，通过与高压气罐连接的A气口进气和B气口排气，驱动活塞复位抵接密封喷射管；蓄压状态：A气口换向阀换向排气，与高压气罐连接B气口进气，由于喷射管截面面积相对于冲压腔截面较小，故只有待蓄压腔内压力上升到一定程度且冲击腔内压力下降到一定程度，活塞才开始移动，活塞开始移动瞬间，蓄压腔内气压可认为达到气源压力，同时冲击腔通过排气接近大气气压，在活塞移动后，活塞与喷射管之间的空间瞬时气压达到气源气压，由此活塞面作用力瞬间增大，推动活塞和冲杆以及冲锤向外冲击，击碎窗户玻璃进行破窗；本发明利用高压气罐和冲击气缸组成简易便捷式冲击破窗机构，提供强大的破窗动力，同时相较于空压机等动力设备，本发明中预充气的高压气罐减小吊篮载荷，提高吊篮救援灵活性，便于高效高空救援。
作为本发明再进一步技术方案：所述破窗夹持冲锤呈锥形箭矢状，且破窗夹持冲锤的横向长度大于竖向长度；便于破窗夹持冲锤尾端夹持。
作为本发明再进一步技术方案：所述电动横移机构为丝杆滑块式电动横移机构，机仓内前端设置有滑座，所述滑座前端上设置有横向多边形滑槽，横向多边形滑槽纵向不贯穿滑座，便于滑座提供冲击时的后座支撑力，横向多边形滑槽上套装有与之滑动配合的多边形滑仓，冲击气缸安装在多边形滑仓内，机仓前侧对应冲杆设置有冲杆滑槽，冲击气缸前端的冲杆贯穿冲杆滑槽伸出机仓外侧，所述机仓底部对应两冲击气缸分别设置有丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构包括丝杆轴，丝杆轴平行设置在滑座底部的机仓内，且左右两丝杆驱动机构上的丝杆轴共线，机仓底部中间位置设置有固定架，相对的丝杆轴端部套装在固定架两侧对应位置设置的固定轴承上，机仓底部两侧对应丝杆轴另一端设置有机箱，机箱内设置有驱动丝杆轴转动的驱动电机，驱动电机通过减速器与丝杆轴传动连接，所述丝杆轴上套装有丝杆滑块，所述丝杆滑块通过连杆与多边形滑仓固定连接，连杆贯穿滑座底部并与滑座底部沿丝杆轴方向上滑动配合。
破窗完成后，冲锤进入窗户内，驱动电机工作，丝杆轴转动带动丝杆滑块移动，并通过连杆带动多边形滑仓沿横向多边形滑槽移动，并最终带动冲击气缸及其冲锤相互远离夹持在窗户两侧壁上，或相互靠近夹持在两窗户之间的隔柱上，同时冲击气缸回缩破窗夹持冲锤，由于破窗夹持冲锤呈锥形箭矢状，回缩的破窗夹持冲锤尾端抵接卡紧在窗户两侧壁或隔柱上，限制吊篮远离窗户，进一步提高夹持效果。
作为本发明再进一步技术方案：所述机仓内前端的滑座上下平行设置有两个，两滑座上分别套装有多边形滑仓，并在上侧的滑座的顶部和下侧的滑座的底部分别设置有丝杆驱动机构，使得上下两多边形滑仓错开设置，便于相互靠近夹持。
作为本发明再进一步技术方案：所述电动横移机构中所述滑座替换成光杆，其中两多边形滑仓分别通过连杆连接光杆滑块和丝杆滑块，其中光杆滑块套装光杆上与光杆滑动配合，丝杆滑块套装在对应的丝杆轴上，采用光杆式导向机构，其他驱动结构不变，而外侧的两破窗夹持冲锤上分别设置有插凸和插槽，左右两破窗夹持冲锤抵近夹持时通过插凸与插槽的配合插接连接，便于夹住其中一种救援工况下的两窗户中部的隔柱，提高夹持稳定性。
作为本发明再进一步技术方案：所述破窗夹持冲锤可拆卸固定在冲杆外端，所述破窗夹持冲锤由吸盘替换，形成吸盘式固定机构，在条件允许下，可以利用吸盘吸附在墙壁或玻璃上，无需进行窗户破拆。
作为本发明再进一步技术方案：所述吊篮前端对应篮架前侧设置有便捷式栏杆门，所述便捷式栏杆门包括栏杆，篮杆一端通过固定铰连接在篮架顶部，另一端通过磁吸式卡扣或机械式卡扣与篮架连接。
作为本发明再进一步技术方案：所述吊篮上安装有逃生滑道布袋，应急时，通过将逃生滑道布袋从吊篮上放下后，使用逃生滑道布袋进行高楼逃生。
作为本发明再进一步技术方案：所述吊篮两侧设置有逃生滑道布袋收卷机构，逃生滑道布袋收卷机构包括辊架，辊架安装在吊篮侧面顶部斜上方，吊篮侧面设置有布袋入口架，布袋辊上绕装有逃生滑道布袋，逃生滑道布袋一端连接在布袋入口架上，另一端绕装在布袋辊上，布袋辊上设置有便捷式限位机构；布袋入口架呈直角弯头状，确保逃生滑道布袋竖直放落，所述辊架上对应布袋辊设置有转动限速器，起到对布袋辊限速作用，本案在此不作具体阐述和限制，使得逃生滑道布袋平稳缓速落下，避免快速落下对顶部惯性力，提高安全性。
作为本发明再进一步技术方案：所述逃生滑道布袋中部对折，并从中部对折位置作为缠绕起始端绕装在布袋辊上，绕装完成后内侧一端与布袋入口架连接作为入口端；外侧一端作为地面出口端；布袋辊上设置有用于夹持缠绕起始端的弹簧夹，在绕装时预先通过弹簧夹夹持缠绕起始端，便于安装，另外方便后续逃生滑道布袋释放时，逃生滑道布袋的缠绕起始端从布袋辊上脱落。
作为本发明再进一步技术方案：所述便捷式限位机构包括拉绳，所述布袋辊的辊轴上设置有拉环，拉绳一端与拉环固定连接，另一端系在吊篮顶部，通过解开拉绳，逃生人员从布袋入口架进入逃生滑道布袋端部，逃生时在人体重力的作用下，驱动布袋辊转动放下逃生滑道布袋，同时人体通过逃生滑道布袋向下滑动减速逃生。
作为本发明再进一步技术方案：所述逃生滑道布袋由多节柔性逃生袋节构成，柔性逃生袋节对应标准写字楼层高设置且对应设置有逃生入口。
需要说明的是，本发明中涉及到电气设计(如冲击气缸的管道布线、电动横移机构的电路设计等等)均为实现其基本功能的现有技术手段，本领域技术人员在不付出任何创造性的劳动前提下，可以自行采用相应的现有技术手段，实现本发明的目的；本发明在此不作限制和具体阐述。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种救援云梯车顶端气动式破窗夹持装置；本发明通过云梯车的云梯机构携带吊篮进入救援区域的窗户边上，利用破窗夹持机构中便捷冲击气缸机构带动冲锤冲击目标玻璃完成破窗，并在电动横移机构的带动下配合便捷冲击气缸机构回缩动作将两冲锤夹持在破窗后单个窗户两侧壁或两窗户中部的隔柱上，将吊篮限制固定在窗户边，保持吊篮高空悬停稳定性，便于后续高空救援，减小乘吊篮逃生人员的恐惧感，便于快速安全逃生；相较于传统的高空悬吊的吊篮在人员登上吊篮时瞬间产生冲击力，需要靠云梯车提供强大的动力支持，本发明由于吊篮破窗后夹持在窗户边上，使吊篮上操作人员能很顺利地工作，提高安全性同时无需云梯车提供额外的动力支持，便于救援操作；另一方面本发明可以配套遥控或自动化控制，无需专业人员乘坐吊篮接进行救援，不挤占吊篮的救援载荷，进一步提高救援可靠性。
2、本发明进一步设计便捷冲击气缸机构，其包括冲击气缸和高压气罐；利用高压气罐和冲击气缸组成简易便捷式冲击破窗机构，提供强大的破窗动力的同时减小吊篮载荷，提高吊篮救援灵活性，便于高效高空救援。
3、本发明进一步针对冲击气缸和破窗夹持冲锤，配套设计电动横移机构，便于在破窗结束后，进行驱动破窗夹持冲锤，并配合冲击气缸复位将冲锤夹持在窗户侧壁或两窗户中部的隔柱上，进而保持吊篮高空悬停稳定性，便于后续高空救援。
4、本发明进一步在所述破窗夹持冲锤可拆卸固定在冲杆外端，所述破窗夹持冲锤由吸盘替换，形成吸盘式固定机构，在条件允许下，可以利用吸盘吸附在墙壁或玻璃上，无需进行窗户破拆。
5、本发明进一步在所述吊篮上设置有逃生滑道布袋，便于通过吊篮和逃生滑道布袋高空转移逃生；实现快速多人数逃生，提高救援效率。
6、本发明进一步设计在所述吊篮两侧设置有逃生滑道布袋收卷机构，方便逃生滑道布袋收纳和应急高空救援逃生操作。
附图说明
图1为本发明的结构示意简图；
图2为本发明中吊篮的局部剖视图；
图3为本发明中吊篮另一实施例的局部剖视图；
图4为本发明中机仓底部的平面布置示意图；
图5为本发明中冲击气缸的结构示意图。
图6为本发明中破窗夹持冲锤的结构示意图。
图7为本发明中破窗状态示意图。
图8为本发明中夹持状态示意图。
图9为本发明中另一破窗状态示意图。
图10为本发明中另一夹持状态示意图。
图11为本发明增设逃生滑道布袋收卷机构的结构示意图。
图12为本发明中逃生滑道布袋收卷机构的工作状态示意图。
图13为图12中的逃生滑道布袋与布袋辊绕装配合的结构示意图。
图14为本发明中电动横移机构进一步实施例的结构示意图。
图中标记：1、云梯车；2、云梯机构；3、吊篮；4、篮架；5、滑座；51、光杆；52、光杆滑块；6、机仓；61、冲杆滑槽；7、横向多边形滑槽；8、机箱；9、丝杆轴；10、丝杆滑块；11、固定轴承；12、固定架；13、连杆；14、多边形滑仓；15、冲击气缸；151、蓄压腔；152、A气口；153、中盖板；154、喷射管；155、冲击腔；156、B气口；157、密封垫；158、活塞；16、固定铰；17、栏杆；18、磁吸式卡扣；19、破窗夹持冲锤；191、插凸；192、插槽；20、冲杆；21、电控箱；22、高压气罐；23、窗户侧壁；24、窗户；25、玻璃；26、隔柱；27、布袋入口架；28、逃生滑道布袋；281、逃生入口；29、布袋辊；291、弹簧夹；30、辊轴；31、拉环；32、辊架；33、拉绳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一，参照图1～2和4～10，一种救援云梯车1顶端气动式破窗夹持装置，包括云梯车1，云梯车1上设置有云梯机构2，云梯机构2顶端固定设置有吊篮3，吊篮3包括篮架4，篮架4底部设置有机仓6，所述机仓6上设置有破窗夹持机构，破窗夹持机构包括左右对称设置的便捷冲击气缸机构，便捷冲击气缸机构前端设置有冲杆20，冲杆20外端连接有破窗夹持冲锤19；所述破窗夹持冲锤19呈锥形箭矢状，且破窗夹持冲锤的横向长度大于竖向长度；所述便捷冲击气缸机构包括冲击气缸15和高压气罐22，冲击气缸15内后侧设置有中盖板153，中盖板153将冲击气缸15内腔前后分隔成冲击腔155和蓄压腔151，中盖板153中部设置有喷射管154，喷射管154一端与蓄压腔151内中盖板153平齐，另一端向冲击腔155内延伸一段距离，冲击腔155内套装有活塞158，冲杆20贯穿冲击气缸15前端设置的冲孔伸入冲击腔155内并与活塞158中部固定连接，所述冲孔上对应冲杆20外侧设置有密封垫157；所述冲击气缸15对应冲击腔155前端和蓄压腔151后端分别设置有A气口152和B气口156；其中A气口152和B气口156上设置有换向阀，并通过导管与高压气罐22连通。
工作时：复位状态，通过与高压气罐22连接的A气口152进气和B气口156排气，驱动活塞158复位抵接密封喷射管154；蓄压状态：A气口152换向阀换向排气，与高压气罐22连接B气口156进气，由于喷射管154截面面积相对于冲压腔截面较小，故只有待蓄压腔151内压力上升到一定程度且冲击腔155内压力下降到一定程度，活塞158才开始移动，活塞158开始移动瞬间，蓄压腔151内气压可认为达到气源压力，同时冲击腔155通过排气接近大气气压，在活塞158移动后，活塞158与喷射管154之间的空间瞬时气压达到气源气压，由此活塞158面作用力瞬间增大，推动活塞158和冲杆20以及冲锤向外冲击，击碎窗户24玻璃25进行破窗。
同时两冲击气缸15与机仓6滑动连接，并安装在机仓6内设置的电动横移机构上，能够受其驱动使破碎后进入窗户内的两破窗夹持冲锤19相互靠近或远离；其中，所述电动横移机构为丝杆滑块10式电动横移机构，机仓6内前端设置有滑座5，所述滑座5前端上设置有横向多边形滑槽7，本实施例中横向多边形滑槽7为横向矩形滑槽；所述横向多边形滑槽7纵向不贯穿滑座5，便于滑座5提供冲击时的后座支撑力，横向多边形滑槽7上套装有与之滑动配合的多边形滑仓14，本实施例中所述多边形滑仓14为矩形滑仓；所述冲击气缸15安装在多边形滑仓14内，机仓6前侧对应冲杆20设置有冲杆滑槽61，冲击气缸15前端的冲杆20贯穿冲杆滑槽61伸出机仓6外侧，所述机仓6底部对应两冲击气缸15分别设置有丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构包括丝杆轴9，丝杆轴9平行设置在滑座5底部的机仓6内，且左右两丝杆驱动机构上的丝杆轴9共线，机仓6底部中间位置设置有固定架12，相对的丝杆轴9端部套装在固定架12两侧对应位置设置的固定轴承11上，机仓6底部两侧对应丝杆轴9另一端设置有机箱8，机箱8内设置有驱动丝杆轴9转动的驱动电机，驱动电机通过减速器与丝杆轴9传动连接，所述丝杆轴9上套装有丝杆滑块10，所述丝杆滑块10通过连杆13与多边形滑仓14固定连接，连杆13贯穿滑座5底部并与滑座5底部沿丝杆轴9方向上滑动配合。
破窗完成后，冲锤进入窗户24内，驱动电机工作，丝杆轴9转动带动丝杆滑块10移动，并通过连杆13带动多边形滑仓14沿横向多边形滑槽7移动，并最终带动冲击气缸15及其冲锤相互远离夹持在窗户两侧壁23上，或相互靠近夹持在两窗户24之间的隔柱26上，同时冲击气缸15回缩破窗夹持冲锤19，由于破窗夹持冲锤19呈锥形箭矢状，回缩的破窗夹持冲锤19尾端抵接卡紧在窗户两侧壁23或隔柱26上，将吊篮夹持在窗户边，进一步提高夹持效果。
其中，所述吊篮3前端对应篮架4前侧设置有便捷式栏杆17门，所述便捷式栏杆17门包括栏杆17，篮杆一端通过固定铰16连接在篮架4顶部，另一端通过磁吸式卡扣18与篮架4连接。
实施例二，参照图3，本实施例与实施例一的区别在于：
其中，所述机仓6内前端的滑座5上下平行设置有两个，两滑座5上分别套装有多边形滑仓14，并在上侧的滑座5的顶部和下侧的滑座5的底部分别设置有丝杆驱动机构，使得上下两多边形滑仓14错开设置，便于相互靠近夹持。
实施例三，参照图11～13，本实施例与实施例一的区别在于：所述吊篮3上设置有逃生滑道布袋；所述吊篮3两侧设置有逃生滑道布袋收卷机构，逃生滑道布袋收卷机构包括辊架32，辊架32安装在吊篮3侧面顶部斜上方，吊篮3侧面设置有布袋入口架27，布袋辊29上绕装有逃生滑道布袋28，逃生滑道布袋28一端连接在布袋入口架27上，另一端有序绕装在布袋辊29上，本实施例中所述逃生滑道布袋28中部对折，并从中部对折位置作为缠绕起始端绕装在布袋辊29上，绕装完成后内侧一端与布袋入口架27连接作为入口端；外侧一端作为地面出口端；所述布袋辊29的辊轴30上设置有拉环31，拉绳33一端与拉环31固定连接，另一端系在吊篮3顶部，通过解开拉绳33，逃生人员从布袋入口架27进入逃生滑道布袋28端部，逃生时在人体重力的作用下，驱动布袋辊29转动放下布袋，同时人体通过逃生滑道布袋28向下滑动减速逃生；所述逃生滑道布袋28由多节柔性逃生袋节构成，柔性逃生袋节对应标准写字楼层高设置且对应设置有逃生入口281。
进一步，布袋辊29上设置有用于夹持缠绕起始端的弹簧夹291，在绕装时预先通过弹簧夹291夹持缠绕起始端，另外方便后续逃生滑道布袋28释放时，逃生滑道布袋28的缠绕起始端从布袋辊29上脱落；进一步，所述辊架32上对应布袋辊29设置有转动限速器(图中未画出)，对布袋辊进行限速，使得逃生滑道布袋28平稳缓速落下，避免快速落下对顶部惯性力，提高安全性。
实施例四，参照图14，本实施例与实施例一的区别在于：
所述电动横移机构中所述滑座5替换成光杆51，两多边形滑仓14分别通过连杆连接光杆滑块52和丝杆滑块10，其中光杆滑块52套装光杆51上与光杆51滑动配合，丝杆滑块10套装在对应的丝杆轴9上，其中外侧的两破窗夹持冲锤19上分别设置有插凸191和插槽192，左右两破窗夹持冲锤19抵近夹持时通过插凸191与插槽192的配合插接连接，提高夹持稳定性。
实施例五，本实施例与实施例一的区别在于：所述破窗夹持冲锤19可拆卸固定在冲杆20外端，所述破窗夹持冲锤19由吸盘(图中未画出)替换，形成吸盘式固定机构，在条件允许下，可以利用吸盘吸附在墙壁或玻璃上，无需进行窗户破拆。
工作过程：工作时，云梯车1行驶到高楼底部，并进行支撑，随后云梯车1上的云梯机构2向上伸出，并携带吊篮3升高直至进入救援区域的窗户边上，利用破窗夹持机构中便捷冲击气缸机构带动破窗夹持冲锤19冲击目标玻璃完成破窗，使得破窗夹持冲锤进入窗户内，并在电动横移机构的带动下，并配合便捷冲击气缸机构回缩，使得破窗夹持冲锤19尾端抵接卡紧在窗户两侧壁或两窗户之间的隔柱上，将吊篮3夹持限制固定在窗户边，保持吊篮高空悬停稳定性，便于后续高空救援，救援完成后，反向动作使得两破窗夹持冲锤19解除夹持并回收，随后进行后续云梯车1和吊篮3的撤场作业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
