一種消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]火災(zāi)伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展經(jīng)常出現(xiàn)在新聞報(bào)道中，諸如天津塘沽火災(zāi)事件等嚴(yán)重火災(zāi)，常造成消防官兵的傷亡。隨著消防防護(hù)技術(shù)的發(fā)展，雖然消防員配備了越來(lái)越齊全的防護(hù)用具，但是仍無(wú)法阻止火焰和建筑坍塌造成的人身傷亡事故，從而造成了突發(fā)災(zāi)難時(shí)消防員的高傷亡率。
[0003]另一方面，空間結(jié)構(gòu)中可展結(jié)構(gòu)的概念已經(jīng)在諸多領(lǐng)域取得了實(shí)際應(yīng)用，如衛(wèi)星天線、現(xiàn)場(chǎng)張拉施工等?？紤]到空間結(jié)構(gòu)良好的抗沖擊荷載能力，結(jié)合相關(guān)研究成果報(bào)道，可為消防官兵防護(hù)用具開發(fā)提供新的技術(shù)思路。
[0004]因此，如果能為消防官兵開發(fā)一套在傷害不可避免發(fā)生時(shí)的應(yīng)急可展結(jié)構(gòu)，以緩沖荷載傷害，將會(huì)極大提高消防員在重大火災(zāi)救援過程中的存活率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置及控制方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置包括:柔性可展背包和控制端;其中柔性可展背包設(shè)置在消防員背后，由柔性柔性拉索3、多根橡膠桿、多個(gè)多層螺栓球節(jié)點(diǎn)、微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、雙層密閉膜、發(fā)氣藥劑和電子鎖組成，組成，其中雙層密閉膜是由內(nèi)層膜和外層膜構(gòu)成的密閉結(jié)構(gòu)；多個(gè)多層螺栓球節(jié)點(diǎn)相隔距離設(shè)置在內(nèi)層膜和外層膜的內(nèi)表面上;每根橡膠桿的兩端分別連接在內(nèi)層膜和外層膜上相近的兩個(gè)多層螺栓球節(jié)點(diǎn)上;柔性柔性拉索3的中部穿過所有位于內(nèi)層膜和外層膜邊緣部位的多層螺栓球節(jié)點(diǎn)，一端固定在某一螺栓球節(jié)點(diǎn)上，另一端穿過外層膜后與微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)相連;發(fā)氣藥劑設(shè)置在雙層密閉膜內(nèi)；電子鎖安裝在外層膜的外表面上，用于將雙層密閉膜及其內(nèi)的部件鎖定在折疊狀態(tài);控制端為安裝在消防服袖子上的觸動(dòng)按鈕和單片機(jī)，并且與微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)及電子鎖電連接。
[0007]所述的多層螺栓球節(jié)點(diǎn)包括內(nèi)部螺栓球、多個(gè)外部螺栓半球、多個(gè)連接螺栓和多個(gè)滾動(dòng)軸承;其中內(nèi)部螺栓球的外圓周面上設(shè)有一個(gè)圓弧形的凹槽，凹槽內(nèi)相隔距離設(shè)有多個(gè)滾動(dòng)軸承;外部螺栓半球?yàn)闅罱Y(jié)構(gòu)，每個(gè)外部螺栓半球上設(shè)有一個(gè)與內(nèi)部螺栓球上凹槽位置相對(duì)應(yīng)的柔性拉索3孔；內(nèi)部螺栓球的外部至少包覆一層由兩個(gè)外部螺栓半球構(gòu)成的外層；多個(gè)連接螺栓貫穿外部螺栓半球的邊緣而插入到內(nèi)部螺栓球上，由此將外部螺栓半球和內(nèi)部螺栓球連接成整體。
[0008]所述的外部螺栓半球的數(shù)量為2的整數(shù)倍。
[0009]當(dāng)內(nèi)部螺栓球外部包覆的外層數(shù)量大于等于3時(shí)，中間設(shè)置的多個(gè)外部螺栓半球外圓周面上還設(shè)置一個(gè)安裝有滾動(dòng)軸承的凹槽，最外層的兩個(gè)外部螺栓半球外圓周面上不設(shè)置凹槽，并且相鄰?fù)鈱又械膬蓚€(gè)外部螺栓半球設(shè)置位置相同且柔性拉索3孔相對(duì)應(yīng)。
[0010]如圖6所示，本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0011]I)裝置上電自檢的SI階段:在此階段中，控制端上的單片機(jī)啟動(dòng)，并檢測(cè)微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6及電子鎖是否連接正常；
[0012]2)裝置空閑的S2階段:在此階段裝置空閑等待控制人員指令；
[0013]3)判斷是否按下觸動(dòng)按鈕的S3階段:在此階段中，單片機(jī)將判斷觸動(dòng)按鈕9是否被按下，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S4階段;否則返回S2階段；
[0014]4)展開柔性可展背包的S4階段:在此階段中，在單片機(jī)的控制下，打開電子鎖以解除對(duì)雙層密閉膜7的約束，這時(shí)雙層密閉膜7將在橡膠桿4的作用下展開，然后啟動(dòng)微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6，由此牽引柔性柔性拉索3的中部沿多個(gè)與柔性柔性拉索3相連的多層螺栓球節(jié)點(diǎn)5上的滾動(dòng)軸承15滑動(dòng)，逐漸使柔性柔性拉索3的長(zhǎng)度縮短，結(jié)果使雙層密閉膜7的外端口收緊，在此過程中，柔性柔性拉索3受拉，橡膠桿7受壓，直至雙層密閉膜7形成球形展開結(jié)構(gòu)而將消防員包裹在其內(nèi)部，同時(shí)發(fā)氣藥劑自動(dòng)混合而釋放出氣體，從而將雙層密閉膜7充氣至設(shè)計(jì)壓強(qiáng)而形成充氣球形展開結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)入S5階段；
[0015]5)裝置斷電的S5階段:在此階段中，當(dāng)消防員再次按下觸動(dòng)按鈕9時(shí)，微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6反向旋轉(zhuǎn)，由此釋放柔性柔性拉索3，這時(shí)消防員可推開充氣球形展開結(jié)構(gòu)逃生。
[0016]本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置及控制方法具有如下優(yōu)點(diǎn):I)攜帶方便。以背包形式攜帶在消防員背后及消防服袖子上，無(wú)需復(fù)雜程序，可即穿即走，符合消防救援特點(diǎn)。2)使用便捷。防護(hù)裝置通過柔性拉索3自行展開，僅需要按下按鈕，使用方便。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置初始安裝狀態(tài)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置打開狀態(tài)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置上多層螺栓球節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部螺栓球結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置上多層螺栓球節(jié)點(diǎn)的外部螺栓半球剖視圖。
[0021]圖5為本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置上多層螺栓球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置的控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置及控制方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]如圖1一圖5所示，本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置包括:柔性可展背包I和控制端;其中柔性可展背包I設(shè)置在消防員背后，由柔性柔性拉索3、多根橡膠桿4、多個(gè)多層螺栓球節(jié)點(diǎn)5、微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6、雙層密閉膜7、發(fā)氣藥劑和電子鎖組成，其中雙層密閉膜7是由內(nèi)層膜和外層膜構(gòu)成的密閉結(jié)構(gòu);多個(gè)多層螺栓球節(jié)點(diǎn)5相隔距離設(shè)置在內(nèi)層膜和外層膜的內(nèi)表面上;每根橡膠桿4的兩端分別連接在內(nèi)層膜和外層膜上相近的兩個(gè)多層螺栓球節(jié)點(diǎn)5上;柔性柔性拉索3的中部穿過所有位于內(nèi)層膜和外層膜邊緣部位的多層螺栓球節(jié)點(diǎn)5，一端固定在某一螺栓球節(jié)點(diǎn)5上，另一端穿過外層膜后與微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6相連;發(fā)氣藥劑設(shè)置在雙層密閉膜7內(nèi)；電子鎖安裝在外層膜的外表面上，用于將雙層密閉膜7及其內(nèi)的部件鎖定在折疊狀態(tài);控制端為安裝在消防服袖子上的觸動(dòng)按鈕9和單片機(jī)，并且與微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6及電子鎖電連接。
[0025]所述的多層螺栓球節(jié)點(diǎn)包括內(nèi)部螺栓球111、多個(gè)外部螺栓半球12、多個(gè)連接螺栓13和多個(gè)滾動(dòng)軸承15;其中內(nèi)部螺栓球111的外圓周面上設(shè)有一個(gè)圓弧形的凹槽14，凹槽14內(nèi)相隔距離設(shè)有多個(gè)滾動(dòng)軸承15;外部螺栓半球12為殼狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)外部螺栓半球12上設(shè)有一個(gè)與內(nèi)部螺栓球111上凹槽14位置相對(duì)應(yīng)的柔性拉索3孔16;內(nèi)部螺栓球111的外部至少包覆一層由兩個(gè)外部螺栓半球12構(gòu)成的外層;多個(gè)連接螺栓13貫穿外部螺栓半球12的邊緣而插入到內(nèi)部螺栓球111上，由此將外部螺栓半球12和內(nèi)部螺栓球111連接成整體。
[0026]所述的外部螺栓半球12的數(shù)量為2的整數(shù)倍。
[0027]當(dāng)內(nèi)部螺栓球111外部包覆的外層數(shù)量大于等于3時(shí)，中間設(shè)置的多個(gè)外部螺栓半球12外圓周面上還設(shè)置一個(gè)安裝有滾動(dòng)軸承15的凹槽14，最外層的兩個(gè)外部螺栓半球12外圓周面上不設(shè)置凹槽，并且相鄰?fù)鈱又械膬蓚€(gè)外部螺栓半球12設(shè)置位置相同且柔性拉索3孔16相對(duì)應(yīng)。
[0028]如圖6所示，本發(fā)明提供的消防員用緊急避險(xiǎn)背包裝置的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0029]I)裝置上電自檢的SI階段:在此階段中，控制端上的單片機(jī)啟動(dòng)，并檢測(cè)微型電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)6及電子鎖是否連接正常；
[0030]2)裝置空閑的S2階段:在此階段裝置空閑等待控制人員指令；
[0031]3)判斷是否按下觸動(dòng)按鈕的S3階段:在此階段中，單片機(jī)將判斷觸動(dòng)按鈕9是否被按下，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S4階段;否則返回S2階段；
[0032]4)展開柔性可展背包的S4階段:在此階段中，在單片機(jī)的控制下，打開電子鎖以解除對(duì)雙層密閉膜7的約束，這時(shí)雙層密閉