应急救生舱的制作方法

本发明涉及抗震防灾应急技术领域，具体涉及一种应急救生舱。

背景技术：

据统计，全球每年发生6级以上地震近500次，平均每场地震的逃生时间只有不到12秒，由于现代生活中很大一部分人群居住高层，往往来不及逃生就被垮塌的建筑埋压，即使掌握了一定的地震逃生技巧，但是坍塌的建筑内也没有绝对安全的地带，只能被动逃生，在一定程度上提高生存几率，但是死亡几率仍然很大。

在楼房内甚至房间内设计一个结构强度相对较大的避难场所，是一个提高地震灾害生存几率的现实可行的方法。目前，已有一些应急救生装置出现，但是，现有的应急装置往往结构较为简单传统，在发生埋压、翻滚、毒气泄漏等复杂情况时难以真正保障人身安全，且缺少必要的保护措施及自动感应应急措施，存在过于笨重、占用空间大、舒适性、安全性较差等弊端。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种应急救生舱，能够在地震等突发性灾害发生时提供安全保护场所，减小或避免人身伤害。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种应急救生舱，其中，包括：

舱体，其包括由高强度材料制备成的骨架，以及将所述骨架所包围的空间封闭的第一壳体，所述舱体上设置有舱门；所述舱体由多个单元以可拆卸的方式顺序组装构成；构成所述舱体的单元从上至下顺次包括：第一单元、第二单元、第三单元及第四单元；其中，所述第一单元为所述舱体的顶盖，第四单元设置在舱体的最下部，且底部封闭；头部、肩部防护系统设置在所述第二单元，背部防护系统设置在第三单元；腿部防护系统设置在第四单元；各个单元均为三层结构，即中部的骨架以及分别设置在骨架内部和外部的第一壳体；

缓冲层，其设置在所述舱体的内壁；所述缓冲层内部设置多个储物格，所述缓冲层表面与所述储物格对应的位置设置有开口及与开口配合的锁紧件；

防护系统，其设置在舱体内与人体不同部位对应的位置处，以将人体固定在所述舱体内；所述防护系统包括头部防护系统、肩部防护系统、背部防护系统以及腿部防护系统，或者其中一项或几项的任意组合；所述防护系统由具有弹性的模块固定在所述舱体内构成，所述模块的位置与人体固定在所述舱体内时相应部位所处位置对应；

其中，所述背部防护系统由多个防护模块组合构成，多个所述防护模块分别与所述舱体连接固定；构成所述背部防护系统的防护模块由底板、表层、以及设置在底板和表层之间的弹簧层复合构成，所述弹簧层由多个常规状态下高度为50-100mm的第一弹簧排列组成。

优选的是，所述防护系统还包括安全椅，所述安全椅包括座椅以及和座椅组合的安全带；

其中，所述座椅包括：

底座，其与所述舱体的底板或侧壁连接固定；所述底座为上方开口的中空结构；所述底座的围边上部边缘处设置有在底座横截面上交叉穿过的多个固定杆；所述底座内部竖直设置有多个下固定架，所述下固定架的高度以不高于所述底座的上边缘为准，所述下固定架内设置有第二弹簧，所述第二弹簧常规状态下时的上端凸出于所述下固定件的顶端3厘米以上；

盖体，其枢接在所述底座上部；所述盖体设置为下方开口的中空结构；所述盖体的围边外部设置有多个与所述固定杆匹配的滑槽；所述盖体内部设置有多个与下固定件匹配的上固定件，所述上固定架向下套设在所述下固定件外部；

坐垫，其设置在所述盖体顶部；所述坐垫包括底板和固定在所述底板上的座套，所述底板与所述盖体连接固定；

此外，所述底座和盖体均由中部的钢结构骨架，和分别设置在所述钢结构骨架外侧和内侧的第二壳体够成。

优选的是，所述顶盖设置为中间高边缘低的穹顶，所述顶盖上设置有由高强度透明材料制备的第一透视窗；所述顶盖外部设置有提拉部；所述顶盖下方设置有具有弹性的安全网。

优选的是，所述舱门上设置有由高强度透明材料制备的第二透视窗，以及可机械控制开关的副舱门。

优选的是，还包括自动弹开系统，所述自动弹开系统包括：

弹簧锁，其控制舱门的开关；所弹簧锁为自动控制和手动控制双控制模式；

动力机构，其包括微型电机及传动机构，所述弹簧锁与传动机构联动；

震动感应器，其控制所述微型电机的开关，并在感应到震动时启动所述微型电机，驱动舱门自动开启。

优选的是，还包括：

震动报警器、空气报警器、空气探测器、呼叫扬声器、无线对讲机、求救信号发射器、呼吸器、防毒面具、舱内照明装置以及蓄电池，或者以上装置中的任意一种或几种的组合；

其中，所述震动报警器与震动感应器连接并由其控制启动；所述空气报警器与空气探测器连接并由其控制启动，所述空气探测器的探头设置在所述舱体外部。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过采用高强度材料制备成舱体的骨架，作为舱体的主要结构支撑，提高其结构强度，并采用壳体将骨架所包围的空间封闭，使舱体内部构成独立的密闭空间，避免了建筑垃圾、灰尘以及外部有毒气体的侵入，形成局部的隔离空间。舱体内的缓冲层起到保护的作用，同时通过在舱体内设置防护系统，能够将人体牢牢固定在舱体内某一位置处，避免在舱体发生碰撞、侧翻或翻滚时对身体产生二次伤害。本发明能够在地震或其他灾难来临的时刻，为人们提供一个安全的应急避难场所，在避免人身伤害的基础上，提供足够的必要物资支撑到救援到来。另外，该发明的结构特点和密闭性设计使其同样可以抵御海啸、飓风等高破坏性和致死率的自然灾害。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明中所述的应急救生舱整体结构示意图；

图2为本发明中所述的应急救生舱使用效果图；

图3为本发明中所述的应急救生舱不含第一单元时的俯视图；

图4为本发明中所述的应急救生舱的第一单元的局部放大图；

图5为本发明中所述的应急救生舱的座椅的结构示意图；

图6为本发明中所述的应急救生舱的座椅的爆炸图；

图7为本发明中所述的应急救生舱的座椅的透视图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-7所示，本发明提供一种应急救生舱，其中，包括：舱体1，其包括由高强度材料制备成的骨架303，以及将所述骨架303所包围的空间封闭的第一壳体，所述舱体1上设置有舱门2；缓冲层，其设置在所述舱体1的内壁；防护系统4，其设置在舱体1内与人体不同部位对应的位置处，以将人体固定在所述舱体1内。所述舱体1由多个单元以可拆卸的方式顺序组装构成；构成所述舱体1的单元从上至下顺次包括：第一单元101、第二单元102、第三单元103及第四单元104；其中，所述第一单元101为所述舱体1的顶盖，第四单元104设置在舱体1的最下部，且底部封闭；头部、肩部防护系统4024设置在所述第二单元102，背部防护系统4034设置在第三单元103；腿部防护系统4设置在第四单元104；各个单元均为三层结构，即中部的骨架303以及分别设置在骨架303内部和外部的第一壳体。多个单元组装的方式使所述救生舱运输、拆卸及组装都很便利。第四单元104底部的地坪板采用10mm厚聚碳酸酯(pc)材料，增加抗压、抗冲击、耐酸碱效果。

本发明通过采用高强度材料制备成舱体1的骨架303，作为舱体1的主要结构支撑，提高其结构强度，并采用壳体将骨架303所包围的空间封闭，使舱体1内部构成独立的密闭空间，避免了建筑垃圾、灰尘以及外部有毒气体的侵入，形成局部的隔离空间。舱体1内的缓冲层起到保护的作用，同时通过在舱体1内设置防护系统4，能够将人体牢牢固定在舱体1内某一位置处，避免在舱体1发生碰撞、侧翻或翻滚时对身体产生二次伤害。该发明的结构特点和密闭性设计使其可适用于抵御地震、海啸、飓风等高破坏性和致死率的自然灾害。骨架303作为所述救生舱的主体，采用钢结构或其他高强度的复合材料，起到主要的支撑作用，钢结构以3mm低合金钢板、50*20*3mm低合金h型钢、16mm圆钢为主要材料。所述第一壳体包括外壳301及内壳302，外壳301设置在骨架303的外部，内壳302设置在骨架303的内部，构成双层防护结构，其中，外壳301采用10mm厚聚碳酸酯(pc)材料，增加抗压、抗冲击、耐酸碱效果；内壳302采用5mm厚聚碳酸酯(pc)材料。内壳302可采用分块设计，是为了便于安装，并与钢结构和外壳301形成的壁内空间充分契合。舱体1设置为筒体，所述筒体的横截面为圆形、矩形、多边形等，优选的是矩形，且矩形的转角处设置为斜面，斜面转角设计可最大程度上抵御径向的冲击和压力。缓冲层由20mm高密度海绵和人造皮革表面构成，在人体和舱壁间形成一个保护层。缓冲层表面有若干口袋，可放置药品、眼镜、手电筒、卫生纸、书籍等常用物品。

所述舱体1内还包括用于保护人体的多个防护系统4，所述防护系统4包括头部防护系统4014、肩部防护系统4024、背部防护系统4034以及腿部防护系统4，或者其中一项或几项的任意组合；所述防护系统4由具有弹性的模块固定在所述舱体1内构成，所述模块的位置与人体固定在所述舱体1内时相应部位所处位置对应。

头部防护系统4014为c型结构，为人员提供头部和肩部防护，头部防护系统4014处设置呼叫设备。头部防护系统4014分为两部分，上部对头部进行防护，下部对肩部进行防护，头部防护系统4014对应头部的位置较对应于肩部的位置厚度较大，有助于加强对头部的约束和保护。上部分以100mm厚高密度海绵为填充层，表面为化纤织物保护层。下部分以50mm厚高密度海绵为填充层，外部为化纤织物保护层。头部防护系统4014的上部及下部分别通过丝扣固定在内壳302上。腿部防护系统4为环形封闭结构，为人员提供腿部防护，同时利用壁厚提供物资储备空间。该系统通过螺栓与舱体1连接。

所述背部防护系统4034由多个防护模块组合构成，多个所述防护模块分别与所述舱体1连接固定；构成所述背部防护系统4034的防护模块由底板504、表层、以及设置在底板504和表层之间的弹簧层复合构成，所述弹簧层由多个常规状态下高度为50-100mm的第一弹簧排列组成。

背部防护系统4034，底层为5mm厚pc板，中间为85mm厚弹簧缓冲层，表层为10mm厚化纤织物保护层。背部防护模块分为6块，通过丝扣各自独立地固定在内壳302上。此处弹簧较为密集，可适应人体的姿态变化，并大量吸收系统在翻滚或落地过程中人体的撞击能量，保护人体的头部和内脏免于遭受因剧烈震动造成的损伤。

一个优选方案中，所述防护系统4中包括安全椅，所述安全椅包括座椅5以及和座椅5组合的安全带。舱体1的内壳302上预留安装洞口，以便将座椅5的钢结构骨架303通过螺栓与舱体1固定连接。

其中，所述座椅5包括：

底座501，其与所述舱体1的底板504或侧壁连接固定；所述底座501为上方开口的中空结构；所述底座501的围边上部边缘处设置有在底座501横截面上交叉穿过的多个固定杆5011；所述底座501内部竖直设置有多个下固定架5012，所述下固定架5012的高度以不高于所述底座501的上边缘为准，所述下固定架5012内设置有第二弹簧5013，所述第二弹簧5013常规状态下时的上端凸出于所述下固定件的顶端3厘米以上。

盖体502，其枢接在所述底座501上部；所述盖体502设置为下方开口的中空结构；所述盖体502的围边外部设置有多个与所述固定杆5011匹配的滑槽5021；所述盖体502内部设置有多个与下固定件匹配的上固定件5022，所述上固定架向下套设在所述下固定件外部。

坐垫503，其设置在所述盖体502顶部；所述坐垫503包括底板504和固定在所述底板504上的座套，所述底板504与所述盖体502连接固定；此外，所述底座501和盖体502均由中部的钢结构骨架303，和分别设置在所述钢结构骨架303外侧和内侧的第二壳体够成。

座椅5位于救生舱底部，分为上、下两个单元。下单元即为底座501，通过螺栓等固定方式与舱体1内壳302连接固定，上单元即为盖体502，通过滑动槽和固定杆5011的配合与底座501活动连接，并在人体重力和第二弹簧5013、固定杆5011、固定架的协同作用下，使盖体502可以产生上下的缓冲力，当救生舱从高处坠落时最大程度吸收重力势能，减少剧烈撞击对人体脊椎的伤害。上单元、下单元之间的缓冲距离至少为上单元在滑动槽100mm，经过利用人体模型进行试验验证，缓冲距离优选150mm，既固定杆在滑动槽内的有效滑动距离为150mm时，救生舱高空坠落时(试验高度分别为2米、4米、6米、8米、10米)对舱内人体不会造成伤害，在空间结构上设计也更为合理。

座椅5中所用钢结构骨架303，以3mm低合金钢板为主要材料。盖体502和底座501的外壳301采用10mm厚聚碳酸酯(pc)材料。坐垫503的底板504为20mmpc板，座套为60mm高密度海绵，表面附着化纤织物保护层。底板504以螺丝固定在盖体502的钢结构骨架303的顶部，座套以丝扣连接方式安装在底板504上。

固定杆5011分为横向固定杆5011和纵向固定杆5011，固定杆5011为直径10mm低合金钢，固定在底座501的顶部。固定杆5011的两边有螺纹和调节螺母，两端有直径4mm螺孔和半球形螺帽。安装时先将固定杆5011穿过底座501顶部两侧对应的小孔和盖体502上与固定杆5011对应的滑槽5021，再旋转调节螺母，使固定杆5011与底座501固定牢固，最后安装半球形螺母，使盖体502通过滑动槽与固定杆5011的配合固定在底座501上。

第二弹簧5013为100公斤左右的高压弹簧，数量可设置为多个，弹簧直径42mm，高度240mm。在系统垂直下落并撞击地面时可吸收大部分重力势能，在最大程度上保护人员的脊椎不受伤害。下固定件焊接在底座501的底部，为正方形，外径50mm，和第二弹簧5013数量一致。它的作用除了固定第二弹簧5013之外，还与盖体502上的上固定件5022结合，形成盖体502和底座501之间的横向稳定系统，和第二套垂直运动的约束系统。

安全带的扣环位于背部防护模块之间，分为左右两个。类似于汽车上的安全带，安全带拉出并固定在安全带插口上，以防止救生舱在遭受撞击或翻滚的过程中对人体造成的伤害。

一个优选方案中，所述顶盖设置为中间高边缘低的穹顶，所述顶盖上设置有由高强度透明材料制备的第一透视窗1011；所述顶盖外部设置有提拉部；所述顶盖下方设置有具有弹性的安全网1012。

该方案中，穹顶位于救生舱顶部，提供顶部防护和呼吸、照明设备的集成空间，并通过螺栓与头部防护系统4014连接。穹顶的骨架303也以3mm低合金钢板、50*20*3mm低合金h型钢、16mm圆钢为主要材料，球面设计可最大程度上抵御外部的冲击和压力。穹顶上的第一透视窗1011为防弹玻璃窗，亦为pc材质，厚度为20mm，可抵御建筑材料的高强度冲击。透明材质可减少视觉上的封闭感，同时便于灾害发生后对外部环境的多角度观察。第一透视窗1011边缘用低合金钢材质的外框固定，通过螺栓将第一透视窗1011(防弹玻璃窗)固定在穹顶。外壳301设置为梯形结构，外框上通过固定4条钢环锁链构成提拉部。当救生舱处于埋压状态时，可由起重设备直接牵引提拉部将救生舱拖出或吊起，无需对建筑体进行拆解或清理，从而节约救援时间，并减少对救援人员的附带伤害。

穹顶内部的下方设置安全网1012，可为弹性尼龙材质，当救生舱头部向下坠落或顶部遭受重击时，可避免人员头部直接接触内壁，并吸收冲击产生的能量，保护头骨和颈椎不受伤害。

一个优选方案中，还包括多个储物格，所述储物格设置在缓冲层内部；所述缓冲层表面与所述储物格对应的位置设置有开口及与开口配合的锁紧件。储物格中可储藏饮用水、食品、药品或急救用品、备用电池、卫生纸、垃圾袋、现金、绳索等物资或工具，上述物资填满储物格后，对舱壁也可起到缓冲效果，在人体和内壁发生碰撞时可有效降低意外伤害。锁紧件可设置为拉链，方便对储物格进行开合，可以每个储物格分别对应一个拉链，或者多个储物格同时共用一个拉链。

具体实施中，可将储物格分区设置，储物格a位于舱体1的4个斜角处，与内壳302的斜面部分为一体。储物格a共8个，单个容积为740毫升(87*45*189mm)。其中前方4个作为设备舱，后方4个可储藏食品、药品或急救用品、备用电池、手电筒、现金、绳索、卫生纸、垃圾袋等物资。储物格b位于系统后方及两侧，与内壳302的平面部分为一体，共有储物格36个，单个容积为527毫升(62*45*189mm)。由于躯干部分被固定，人体与该系统内壁发生碰撞的可能性最低，考虑到饮用水存储的脆弱性，该系统的储物格b应为集中储水区。以每格放1瓶375毫升方形饮用水瓶计算，按每天1500毫升(即4瓶)的最低标准，本系统的饮用水可供受困人员维持9天的正常代谢。此外，所述第一单元101、第二单元102、第三单元103及第四单元104内壁的缓冲层均得到充分利用，内部设置多个储物格，储物格表面包覆高密度海绵及皮革层，第三单元103的储物格内储备有至少足够维持被困人员6天的饮用水，还储藏有足够使人支撑到救援人员到来的食品。

一个优选方案中，所述舱门2上设置有由高强度透明材料制备的第二透视窗201，以及可机械控制开关的副舱门2022。舱门2位于救生舱中部，除基本的出入、防护功能之外，还具备瞭望、通风、垃圾排放等附加功能。舱门2通过螺栓与舱体1连接，可拆装设计旨在方便运输，并保证室内搬运过程中良好的通过性。

舱门2的外框以3mm低合金钢板为主要材料，通过螺栓与舱体1连接成一个整体，外框内角有密闭气垫，舱门2和通风口关闭后救生舱进入密闭状态。舱门2也由钢结构的骨架303和内壳302、外壳301复合构成，钢结构骨架303以3mm低合金钢板、35*15*3mm低合金c型钢为主要材料，外壳301采用10mm厚聚碳酸酯(pc)材料，内壳302采用5mm厚聚碳酸酯(pc)材料。舱门2上的第二透视窗201也为防弹玻璃窗，亦为pc材质，厚度为20mm，可抵御建筑材料的高强度冲击。透明材质可减少视觉上的封闭感，同时便于灾害发生后对外部环境的多角度观察。

副舱门2022为应急舱门2，为低合金钢骨架303，pc外壳301。副舱门2022上有弹簧锁203，门板可向下打开。应急舱门2在主舱门2变形，或被埋压的情况下仍可打开，藉此保持救生舱的通风，垃圾的排放，以及与外部环境的其他互动。

一个优选方案中，还包括自动弹开系统，所述自动弹开系统包括：

弹簧锁203，其控制舱门2的开关；所弹簧锁203为自动控制和手动控制双控制模式；动力机构，其包括微型电机及传动机构，所述弹簧锁203与传动机构联动；震动感应器，其控制所述微型电机的开关，并在感应到震动时启动所述微型电机，驱动舱门2自动开启。

弹簧锁203在门一侧，方便快捷，内外皆可操控。动力机构设置在弹簧锁203后方的机械舱内，

内置电机与传动齿轮。地震发生的瞬间，微型电机开始工作，传动齿轮将弹簧锁203向后拉动，在弹簧合页的复位趋势下，舱门2自动弹开。舱门2自动弹开的意义在于节省操作流程，为人员逃生争取更多的时间。舱门2上还有旋钮式门锁，有上下两部，内外皆可操控，既能在内部将舱门2锁死，又不影响救援人员从外部打开。舱门2的弹簧合页内部有复位弹簧，使关闭的舱门2始终保持复位(即打开)的趋势。

舱内设置安全扶手，安全扶手分为左右两部分，为单独的单元。其位置在舱门2边框内部两侧，在各系统组装完毕后最后安装，以螺丝固定在舱门2边框的相应位置上。安全扶手内部为16mm圆钢骨架303，外部包裹6mm厚海绵橡胶。当救生舱发生剧烈震动或翻滚时，人员的躯干部分虽然已被安全带固定，但臀部和腿部仍有可能发生危险翻转，此时若双手抓紧安全扶手，可最大程度增加身体的稳定性，减少意外伤害的发生。

一个优选方案中，还包括：震动报警器、空气报警器、空气探测器、呼叫扬声器、无线对讲机、求救信号发射器、呼吸器、防毒面具、舱内照明装置以及蓄电池，或者以上装置中的任意一种或几种的组合；其中，所述震动报警器与震动感应器连接并由其控制启动；所述空气报警器与空气探测器连接并由其控制启动，所述空气探测器的探头设置在所述舱体1外部。当外部空气中可燃气体、有毒气体超过限定值时自动报警。同时附带小型空气呼吸器和防毒面具，并在舱内顶部安装2部led应急灯。震动报警器位于系统左前方的斜角处，该设备舱为储物格a的其中一个。地震发生的瞬间，报警器开始报警，声音通过系统外壳301上的小孔传到外部空间。呼叫扬声器位于震动报警器下方，该设备舱为储物格a的其中一个。该设备放大受困人员的呼叫或者哨音，通过系统外壳301上的小孔传到外部空间。求救信号发射器位于系统右前方的斜角处，该设备舱为储物格a的其中一个。该设备能够发射声波信号或红外辐射信号，可以被声波或热红外生命探测仪捕捉到并锁定位置。无线电对讲机在求救信号发射器下方，该设备舱为储物格a的其中一个。救生舱的内壳302上集成一部电脑系统，可根据当前状况对被困人员作出语音提示或指导。

应急救生舱的工作原理和操作流程

01.地震发生瞬间震动报警器响起，舱门弹开，电脑系统和所有附属设备开启。

02.人员进入舱内，关闭舱门，转动旋钮门锁使舱门闭锁。

03.迅速系好安全带，抓稳安全把手。

04.地震发生后，调整好身体姿态，检查舱内物资，等待救援。

05.若空气报警器响起，根据电脑提示，尽快戴好空气呼吸器或防毒面具。

06.通过舱内各种设备及时与救援人员取得联系并保持互动。

07.舱内的水和食品至少能够维持人体15天的正常需要。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。