CN102408086B - 高层建筑消防登高平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消防设备，特别公开了一种高层建筑消防登高平台。该高层建筑消防登高平台，包括平台主体，平台主体顶端设有平台面，平台主体底端设有底板及承重腿，其特征是：平台主体为可伸缩桁架结构主体，可伸缩桁架结构主体内设有激光制导平衡装置，可伸缩桁架结构主体侧面安装有多个机械手，可伸缩桁架结构主体、激光制导平衡装置及机械手分别与液压系统及电器控制系统相连接。该高层建筑消防登高平台，通过采用可伸缩桁架结构主体、激光制导以及机械手攀扶，可使救援高度达到百米以上，而且对作业面积、道路以及环境的要求低，一般大城市皆能满足，为高层建筑的安全消防提供了保障。

Description

高层建筑消防登高平台

（一）      技术领域

    本发明涉及一种消防设备，特别涉及一种高层建筑消防登高平台。

（二）      背景技术

    目前的高层建筑消防设备主要有三种：举高喷射消防车、云梯消防车和登高平台消防车。举高喷射消防车专职灭火，而云梯消防车和消防登高平台既能灭火也能救援被困人员，尤其消防登高平台是高层建筑灭火救援的中流砥柱。但目前这三种消防救援设备其技术赶不上大城市发展的要求，成为大城市发展的隐忧。根据2011年2月25日济南生活日报披露的济南两会信息，在济南两会期间，消防安全尤其是高层建筑防火更是代表们关注的焦点：目前济南消防部门一般都装备以上三种消防设备，举高喷射车最高喷射水高是56米，云梯消防车最高救援高度53米，而登高平台消防车最高达42米，而济南目前高度在百米以上的公共建筑已有18座，随着城市发展还会增加，现有消防设备可达的高度已远不能满足。如果消防设备的救援高度再增高则设备的底盘就更重、更大，那样对路面桥梁通过条件、作业环境的要求相对提高，同时这些高空消防设备在作业空间要求也严，现有设备要求有8米×10米相对平坦的面积，对于高层建筑密集的区域，这样面积已经是难得，若消防设备再增高，则要求作业空间也再增大，在设施密集的市区内，就更困难，制约着消防设备的救援高度的增加。现有技术的高层建筑消防登高平台，不是直上直下的平台，而是和汽车起重机原理相同，用臂杆以一定角度斜着举升，必须大的底盘重量和大的支持面积作静态平衡，作业面积要求也大。而且容易进入电线和树木的遮拦，同时受到风力的影响。

（三）      发明内容

    本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种对作业面积、道路以及环境的要求低、救援高度达到百米以上的高层建筑消防登高平台。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高层建筑消防登高平台，包括平台主体，平台主体顶端设有平台面，平台主体底端设有底板及承重腿，其特征是：平台主体为可伸缩桁架结构主体，可伸缩桁架结构主体内设有激光制导平衡装置，可伸缩桁架结构主体侧面安装有多个机械手，可伸缩桁架结构主体、激光制导平衡装置及机械手分别与液压系统及电器控制系统相连接。

该高层建筑消防登高平台，所述可伸缩桁架结构主体包括塔柱，塔柱为叠加相连的多层，每一层包括油缸，油缸分别连接活塞杆，活塞杆连接铰链a，铰链a连接竖杆及斜杆，竖杆通过连杆与油缸相连，竖杆中心位置设有铰链b。斜杆连接有起升助力油缸。塔柱的每一层均设有视频探头。所述激光制导平衡装置包括安装在塔柱底部中心的激光垂直仪和对应安装在塔柱顶部的激光靶屏，激光垂直仪控制平衡油缸。激光垂直仪包括电池和激光发射器，激光发射器顶端设有方向环，方向环与激光发射器顶端之间设有动态悬挂轴和静态悬挂轴。激光靶屏包括位于靶屏四周的右倾感光区、左倾感光区、后倾感光区、前倾感光区以及位于靶屏中心的稳定区。所述机械手包括相连接的机械手上下摆臂、机械手伸缩及左右摆臂以及带钩并万向转动的机械手腕。

该高层建筑消防登高平台，首先采用可伸缩的桁架结构塔柱，桁架结构是力学中用料省承载能力高的结构，但整体能伸缩的桁架结构未见，本发明采用液压油缸推拉，通过连杆四面张开或收缩产生撑起或折叠实现桁架塔柱高度变化，而变化高度比可达40倍，从而使构件重量大为减轻，道路桥梁条件易满足，占地面积也小，而且举高是直上直下的，举高不需斜角且易接近被救援建筑，因而作业面积既小也易满足，因为是就地直上直下的，当地的电线树木等遮拦物也易避开。其次采用激光制导、动态平衡，本发明高层建筑消防登高平台采用塔柱底部中心点按装激光垂直仪，该激光垂直仪发出的激光束永远与地水平面垂直，在塔柱的顶部中心设靶屏，由自动控制系统控制塔柱的中心线与激光束一致，动态保持平衡，本系统要求地面的支持面积要比现有技术重力静态平衡要小得多。再次采用机械手攀扶，在立柱的两侧设有多只可三轴转动长短能伸缩带爪的机械手，当立柱升高到一定高度后机械手会迅速抓住被救援建筑的凸出处、凹入处或窗台，以达到扶正固定塔柱，使作业时避免大风旋风和突来的意外力量干扰。

本发明的有益效果是：该高层建筑消防登高平台，通过采用可伸缩桁架结构主体、激光制导以及机械手攀扶，可使救援高度达到百米以上，而且对作业面积、道路以及环境的要求低，一般大城市皆能满足，为高层建筑的安全消防提供了保障。

（四）      附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明高层建筑消防登高平台的主视示意图。

附图2为本发明高层建筑消防登高平台的俯视示意图。

附图3为本发明高层建筑消防登高平台的左视示意图。

附图4为本发明的激光垂直仪的结构示意图。

附图5为本发明图4中的M-M剖视示意图。

附图6为本发明的激光靶屏的结构示意图。

图中，1平台面，2机械手，3塔柱，4铰链a,5竖杆，6铰链b,7斜杆，8连杆，9活塞杆，10视频探头，11承重腿，12底板，13激光垂直仪，14激光靶屏，15机械手腕，16机械手伸缩及左右摆臂，17机械手上下摆臂，18被援救高层建筑的窗台，19被救援建筑，20起升助力油缸，31、32油缸，51轴承，52方向环，53激光发射器，54电池，55动态悬挂轴，56静态悬挂轴，A、B、C、D平衡油缸，β塔柱升角，E右倾感光区，F左倾感光区,G后倾感光区,H前倾感光区, J稳定区。

（五）      具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该高层建筑消防登高平台，包括平台主体，平台主体顶端设有平台面1，平台主体底端设有底板12及承重腿11，其特征是：平台主体为可伸缩桁架结构主体，可伸缩桁架结构主体内设有激光制导平衡装置，可伸缩桁架结构主体侧面安装有多个机械手2，可伸缩桁架结构主体、激光制导平衡装置及机械手2分别与液压系统及电器控制系统相连接。所述可伸缩桁架结构主体包括塔柱3，塔柱3为叠加相连的多层，每一层包括油缸31、32，油缸31、32分别连接活塞杆9，活塞杆9连接铰链a4，铰链a4连接竖杆5及斜杆7，竖杆5通过连杆8与油缸31、32相连，竖杆5中心位置设有铰链b6。斜杆7连接有起升助力油缸20。塔柱3的每一层均设有视频探头10。所述激光制导平衡装置包括安装在塔柱3底部中心的激光垂直仪13和对应安装在塔柱3顶部的激光靶屏14，激光垂直仪13控制平衡油缸A、B、C、D。激光垂直仪13包括电池54和激光发射器53，激光发射器53顶端设有方向环52，方向环52与激光发射器53顶端之间设有动态悬挂轴55和静态悬挂轴56，动态悬挂轴55和静态悬挂轴56的连结处设有轴承51。激光靶屏14包括位于靶屏四周的右倾感光区E、左倾感光区F、后倾感光区G、前倾感光区H以及位于靶屏中心的稳定区J。所述机械手2包括相连接的机械手上下摆臂17、机械手伸缩及左右摆臂16以及带钩并万向转动的机械手腕15。

该高层建筑消防登高平台,如图1中，图中所示是设备处在上升最高状态，当设备需要下降时进行下降操作程序，油缸31和32近内腔充油，近外腔放油，活塞杆9和铰链a4同时向外推出，铰链a4带着竖杆5向外，由于连杆8拉着竖杆5，则铰链b6向里倒伏，竖杆5是塔柱3两侧框架的竖边，从而塔柱3的斜杆7和两边的框架随着活塞杆9向外推动，两个构件都折叠起来。当活塞杆9向外伸到最大，而所有斜杆7和竖杆5折叠成厚度为c的扁平体，c的理论数值是斜杆的断面上下方向的数值d相同，d由材料强度所决定的，设塔柱收缩后的高度为h。

则h<x-y＝nc

设x是设备高度，由城市道路通过的限高条件所决定，y是设备底盘高，n为塔柱节数。

则最大节数nmax＝h/c＝h/d

则登高平台最大举升高度H=nLsinβ

L是斜杆长度也是塔柱收缩后放平的长度。H/h是设备的举升高度比。

当设备在收缩状态需要升起，是上述程序相反，是使油缸31和32近外腔充油，近内腔放油，此时，塔柱3应该升起，但由于塔身下降收得很平，塔柱升角β很小，活塞杆拉力上升力太小，难以举升，故设计有起升助力油缸20帮助推出一定高度，形成上升分力有足够大的塔柱升角β。

该高层建筑消防登高平台,采用激光制导动态平衡，是塔柱3底部中心装有激光垂直仪13，该激光垂直仪13发出的激光束在任何状态都与地水平面垂直，当塔柱3和地水平面垂直时，激光束打在激光靶屏14中心的稳定区j上，系统稳定，当塔柱3向右倾斜，则激光速就打激光靶屏14的右倾感光区E，自动控制系统会向平衡油缸B和D充油，向平衡油缸A和C放油。扶正塔柱3取得重新稳定，反之亦然。当塔柱3向前倾时则激光速会离开稳定区J打在激光靶屏14的前倾感光区H上，自动控制系统会向平衡油缸A和B充油，向平衡油缸C和D放油，扶正塔柱3重新取得稳定，反之亦然。塔柱3的平衡在动态中取得，比静态平衡所需的地面面积要小得多。当设备到达火灾现场后，地面不水平的，只要不超过设计规定坡度，设备在举升之前激光制导系统会自动迅速把底盘找平。而通过采用机械手2攀扶，该机械手2具有机械手上下摆臂17、机械手伸缩及左右摆臂16和带钩并万向转动的机械手腕15，其自由度是全方位的，与人手的自由度相同，主要作用抓住被救援的建筑的窗台18，以稳定塔柱2，并设有多只机械手2，采用视频探头10分层对被救援建筑19进行视频控制，可以轮番变换位置交替上升，同时可以抽一至两只机械手2，作救援作业转移被困人员。

该高层建筑消防登高平台,实施条件是城市通过限高4.5米，设计定为五层每层3节，节距8米，总举高为120米，装在重型汽车底盘上，车总高4.4米，重约35吨，支持面积8×8米。车上设有液压和电器控制系统。当本发明高层建筑消防登高平台进入消防现场就位，迅速张开4条承重腿11端部的稳定油缸A、B、C、D的活塞杆着地，此时地面肯定不水平，底盘也不水平，此时激光制导的激光靶屏14就有信号，迅速向平衡油缸A、B、C、D充油或放油，底盘迅速达到水平状态，启动上升程序，油缸31、32的近外腔充油而近内腔放油，活塞杆9拉着铰链a4向里，同时起升助力油缸20的活塞杆向上推动斜杆7，斜杆7形成β角，与此同时连杆8撑着竖杆5竖起来成了立直，活塞杆9处在常拉紧状，塔柱3也在正常竖直状态。塔柱3在上升过程中各层的视频探头10发现有适合该层机械手2攀扶的目标窗台立即攀上，随着塔柱3的升高，若发现有更适合目标窗台随时更换，多只机械手2交替更换攀目标，直至最合适位置。当进入救援作业位置，机械手2作刚性固定，多只机械手2中抽出一至二只做救援作业可以输送物料和转移被困人员等。作业完毕启动下降程序，随着塔柱3下降依秩收回机械手2回到地面。

Claims (7)

1.一种高层建筑消防登高平台，包括平台主体，平台主体顶端设有平台面（1），平台主体底端设有底板（12）及承重腿（11），其特征是：平台主体为可伸缩桁架结构主体，可伸缩桁架结构主体内设有激光制导平衡装置，可伸缩桁架结构主体侧面安装有多个机械手（2），可伸缩桁架结构主体、激光制导平衡装置及机械手（2）分别与液压系统及电器控制系统相连接；所述激光制导平衡装置包括安装在塔柱（3）底部中心的激光垂直仪（13）和对应安装在塔柱（3）顶部的激光靶屏（14），激光垂直仪（13）控制平衡油缸（A、B、C、D）。

2.根据权利要求1所述的高层建筑消防登高平台，其特征是：所述可伸缩桁架结构主体包括塔柱（3），塔柱（3）为叠加相连的多层，每一层包括油缸（31、32），油缸（31、32）分别连接活塞杆（9），活塞杆（9）连接铰链a（4），铰链a（4）连接竖杆（5）及斜杆（7），竖杆（5）通过连杆（8）与油缸（31、32）相连，竖杆（5）中心位置设有铰链b（6）。

3.根据权利要求2所述的高层建筑消防登高平台，其特征是：斜杆（7）连接有起升助力油缸（20）。

4.根据权利要求2所述的高层建筑消防登高平台，其特征是：塔柱（3）的每一层均设有视频探头（10）。

5.根据权利要求1所述的高层建筑消防登高平台，其特征是：激光垂直仪（13）包括电池（54）和激光发射器（53），激光发射器（53）顶端设有方向环（52），方向环（52）与激光发射器（53）顶端之间设有动态悬挂轴（55）和静态悬挂轴（56）。

6.根据权利要求1所述的高层建筑消防登高平台，其特征是：激光靶屏（14）包括位于靶屏四周的右倾感光区（E）、左倾感光区（F）、后倾感光区（G）、前倾感光区（H）以及位于靶屏中心的稳定区（J）。

7.根据权利要求1所述的高层建筑消防登高平台，其特征是：所述机械手（2）包括相连接的机械手上下摆臂（17）、机械手伸缩及左右摆臂（16）以及带钩并万向转动的机械手腕（15）。

Images