本实用新型涉及一种攀爬器材悬挂器。
背景技术：
在反恐突击作战中，如何把绳索等攀登工具送至一定高度的建筑物、船体等攀登对象并有效固定，为突击队员提供攀爬条件，尤其是首名作战队员如何攀登到目标位置，是世界各国反恐部队面临的共同难题。
目前，突击队员常用的攀爬器材有软梯、绳索以及自动升降器等，以软梯为例，在使用时将软梯投射至障碍物以进行固定的方法有抛投器投射、空中力量投送、人力设置等，但分别存在以下问题：抛投器存在抛投不准确、固定可靠性难保证等不足。空中力量投送和人力设置在实战条件下作战队员难以达到预设位置。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种攀爬器材悬挂器，包括，
伸缩杆；
悬挂部，装配于所述伸缩杆的顶部；
攀爬器材，悬挂于所述伸缩杆的顶部。
由上，当到达适宜地点后，抛投悬挂部进行攀爬器材悬挂器的固定，同时拉伸伸缩杆，以克服现有技术中抛投器抛投不准确，或作战队员难以达到预设位置等困难，并实现对于攀爬器材的固定。
其中，所述悬挂部包括：
装配于所述伸缩杆顶部的第一竖梁；
与所述第一竖梁顶端铰接、且铰接角度小于90度的横梁的第一部分；
横梁的第二部分通过一嵌套部与所述横梁的第一部分滑动连接；
及一可牵引所述横梁的第二部分朝向第一竖梁方向滑动的绳；
与所述横梁的第二部分末端铰接、且铰接角度小于90度的夹持部。
由此，通过调节横梁的长度可使折叠式悬挂部更紧地咬合于墙体等障碍物。
其中，所述第一竖梁与夹持部相对的一面的至少一面上设置有凸钉。
由此，凸钉可以使悬挂部与墙体等障碍物咬合的更紧，以使悬挂器其承重性更佳。
其中，沿所述横梁的第一部分上设置有单向齿条；
所述横梁的第二部分的嵌套部内，朝向所述单向齿条设置有弹性机构弹性压住的一齿头。
其中，所述绳的一端固定于所述第二部分的嵌套部，另一端经设置于横梁、第一竖梁上的导向滑轮延伸至伸缩杆下端。
由此，通过使用者牵拉绳，使得绳在导向滑轮上移动，通过弹性机构的伸缩配合带动齿头沿所述单向齿条向靠近第一竖梁方向滑动，从而实现对于横梁长短的调节，以使其在不同的固定物上均可以牢靠的卡和。
其中，所述悬挂部包括整体为J型的钩结构，其钩端包括钩所在的竖直平面内形成角度的两斜面，在两斜面上，分别垂直该斜面嵌入具有凸起钉。
其中，还包括加固底盘，所述加固底盘包括：
套筒，可拆卸的套设于所述伸缩杆底部；
安装于所述套筒底部的一万向节；
安装于万向节底部的基座；
于基座底部外周设置的、且与基座竖直方向铰接、铰接角度为 90-180度的至少两个踏板。
其中，各个所述踏板与基座为180度时贴合而成一圆柱体，在贴合面上设置有磁吸合模块。
由上，当各踏板展开时，与地面相平行的放置，而磁吸合模块可以使得各踏板在收纳时更紧密地贴合，从而便于携带。
其中，所述伸缩杆包括顶部套筒、底部套筒，以及位于其间的嵌套的多个中间套筒；位于底部套筒外周上的一卷线器；
底部、中间各套筒的筒口的两侧对称设置一对第一定滑轮；
中间、顶部各套筒的筒底的于所述第一定滑轮所在竖直平面内对称设置一对第二定滑轮；
相邻两个套筒的装配结构包括：由一绳经内侧套筒一对第二定滑轮底部、一对第一定滑轮顶部绕过、并对称固定在当前套筒下层的外侧套筒上；
其中，所述底部套筒绳的一端绕于卷线器上。
由上，伸缩杆的最底层的一节便形成了不动杆。伸缩杆拉伸时，转动卷线器，由于升降器牵引绳的作用力，使得倒数第二节伸缩杆受力上升。由于倒数第二节伸缩杆的上升，带动连接倒数第二节和倒数第三节伸缩杆之间的套筒上升，从而驱动倒数第三节伸缩杆上升，以此类推，只要很对卷线器进行极短时间操作(驱动倒数第二节完整伸缩的时间)，便可将一次性地将伸缩杆全部升起。
其中，还包括视频采集器，包括：
与所述伸缩杆顶部可拆卸连接的底座，摄像头，以及连接二者的可调节连杆。
由上，可以实现对于伸缩杆顶部情况的采集，从而可以远程监控。
附图说明
图1为攀爬器材悬挂器的结构示意图；
图2中(A)为加固底盘踏板展开示意图；
图2中(B)为加固底盘踏板收起示意图；
图3中(A)为伸缩杆的拉伸效果示意图；
图3中(B)为套筒的结构示意图；
图3中(C)为仰视角度的套筒结构示意图；
图3中(D)-1为套筒结构内部示意图；
图3中(D)-2为另一角度的套筒结构内部示意图；
图4为伸缩杆的伸缩原理示意图；
图5为伸缩杆中碳纤维杆和套筒之间的位置示意图；
图6中(A)为升降器的结构示意图；
图6中(B)为另一角度所述升降器的结构示意图；
图7中(A)为折叠式悬挂钩折叠时的结构示意图；
图7中(B)为折叠式悬挂钩的内部结构示意图；
图7中(C)为另一角度折叠式悬挂钩的内部结构示意图；
图7中(D)为图7中(B)的局部放大示意图；
图7中(E)-1为折叠式悬挂钩的横梁长度调节前的示意图；
图7中(E)-2为折叠式悬挂钩的横梁长度调节后的示意图；
图7中(F)为折叠式悬挂钩短竖梁定位结构示意图；
图8中(A)为挂钩式悬挂钩的结构示意图；
图8中(B)-1为挂钩式悬挂钩的第一固定实施例示意图；
图8中(B)-2为图8中(B)-1的局部放大示意图；
图8中(C)-1为挂钩式悬挂钩的第二固定实施例示意图；
图8中(C)-2为图8中(C)-1的局部放大示意图；
图9中(A)为攀爬器材的结构示意图；
图9中(B)为示出软梯绞盘的攀爬器材的结构示意图；
图10为视频采集器的结构示意图；
图11为视频观察器的工作原理示意图。
具体实施方式
下面参见图1～图11对本实用新型所述的攀爬器材悬挂器进行详细说明。
如图1所示，所述攀爬器材悬挂器包括作为主体的伸缩杆12。安装于所述伸缩杆12底部的加固底盘11、安装于所述伸缩杆12中部的稳定绳14。升降器13通过与伸缩杆12连接，向其提供牵引力以使伸缩杆12拉伸。固定于伸缩杆12顶部的悬挂钩16和视频观察器17，以及固定于悬挂钩上的攀爬器材15。工作过程中，通过升降器13提供牵引力以拉伸伸缩杆12至适宜高度，由加固底盘11提高底部固定，由稳定绳14提供三角拉伸固定，在其顶部由悬挂钩16抓牢墙体等固定端实现攀爬器材悬挂器的整体固定，并可通过视频观察器17监控攀爬器材悬挂器顶部区域的情况，作战队员通过攀爬器材15爬升。
下面结合附图具体阐述各部件的结构。
加固底盘11
如图2(A)所示，所述加固底盘11包括与伸缩杆12进行连接的连接部，以及用于支撑的支撑部，二者之间采用万向节112连接。
当需要使用加固底盘11时，将加固底盘11的连接杆体的套筒111 连接于伸缩杆12。所述伸缩杆12与所述连接杆体的套筒111可采用卡扣连接、螺纹旋紧或阻尼连接等等，在此不进行限定。
支撑部包括一作为基座的圆柱形的360°旋转机构113，通过万向节112与所述连接杆体的套筒111连接。由此可实现加固底盘11 进行360°旋转，以及俯仰角度的调节。
所述支撑部的底部由4个截面为D型的踏板114组成，所述踏板 114以90-180度铰接于旋转机构113，展开时4个踏板114与地面平行。收纳时如图2(B)所示，4个踏板114贴合而成与旋转机构113 等直径的圆柱体，从而便于收纳携带。较佳的，在贴合处设计有强力磁吸合模块116，从而使得形成图2(B)所示的收纳状态时各踏板 114之间紧密贴合。实际中，所述踏板114的数量还可设置为2、5、 6等等，具体不进行限定。
所述踏板114在展开时与地面相接触的底面粘贴有防滑垫115，从而在使用过程中可以增加踏板114和地面的摩擦力。
伸缩杆12
如图3(A)所示为伸缩杆12的拉伸效果示意图。其中，所述伸缩杆12本体为碳纤维杆121，还包括在各节碳纤维杆121之间起连接固定作用的套筒122。所述伸缩杆采用多节碳纤维杆121相互联套结构，由下至上的伸缩杆直径依次减小。所述碳纤维杆121的材料选用日本东丽碳纤维T700-12K。该材料比重不足钢的1/4，抗拉强度是钢的7～9倍，抗拉弹性模量亦高于钢，力学性能优异。其比强度(材料的强度与其密度之比)可达2000Mpa/(g/cm3)以上(A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右)，比模量也比钢高(比强度愈高，自重愈小；比模量愈高，刚度愈大)。
如图3(B)图3(D)-1和图3(D)-2所示，所述套筒122包括一体式结构的下部套筒1221和上部套筒1222。所述下部套筒1221 和上部套筒1222的内径和与其连接的碳纤维杆121的外径相匹配。在相邻两个套筒的装配碳纤维杆121的结构中，位于上方的为内侧套筒，位于下方的为外侧套筒。
所述上部套筒1222外壁的相对位置，分别设置有一U型凹槽 1223，在所述U型凹槽1223的开口处固定有上定滑轮1224。
如图3(C)所示为仰视角度的套筒122结构示意图，所述下部套筒1221的底部设置有与碳纤维杆121相接触的铝合金连接面1225，在所述铝合金连接面1225的下表面，并排设置有两个下定滑轮1226。
伸缩杆12的伸缩控制采用牵引钢丝配合定滑轮的牵引原理。如图4所示，为便于描述，将伸缩杆的最底层碳纤维杆命名为杆一41，由上依次为杆二42、杆三43、……、杆六(未图示)。杆二42与杆一41之间的套筒为套筒一44、杆三43与杆二42之间套筒为套筒二45、……、杆六与杆五(未图示)之间套筒为套筒五(未图示)。各套筒的上定滑轮处还分别设置有一钢丝绳固定端(未图示)。
套筒一44的配套钢丝绳，该钢丝绳一端固定在套筒一44的第一上定滑轮的钢丝绳固定端上，此后依次通过该第一上定滑轮44-1的顶部、两个下定滑轮44-2的底部、第二上定滑轮44-3顶部后，缠绕于后文所述升降器13的卷线器131中。
套筒二45的配套钢丝绳，该钢丝绳一端固定在套筒一44的第一上定滑轮45-1的钢丝绳固定端上，此后依次通过套筒二45的第一上定滑轮45-1的顶部、两个第二定滑轮45-2的底部、第二上定滑轮45-3 顶部后，固定在套筒一44的第二上定滑轮44-3的钢丝绳固定端。
套筒三的配套钢丝绳，该钢丝绳一端固定在套筒二的第一上定滑轮的钢丝绳固定端上，此后依次通过套筒三的第一上定滑轮的顶部、两个第二定滑轮的底部、第二上定滑轮顶部后，固定在套筒二的第二上定滑轮的钢丝绳固定端。
套筒四配套钢丝绳与套筒三之间的固定方式和套筒三配套钢丝绳与套筒二之间的固定方式相同，同理还包括套筒五和套筒六的配套钢丝绳，在此不进行赘述。
伸缩杆拉伸时，后文所述升降器13牵引钢丝如图4所示，牵引钢丝被向下的力牵引，从而伸缩杆被拉伸。杆一41为固定不动杆，由于牵引钢丝的作用力，使得杆二42上升。在杆二42上升时，由于驱动杆三43运动的牵引钢丝固定在套筒二45上，迫使杆三43上升，在杆三43上升时，驱动杆四(未图示)运动的牵引钢丝固定在套筒三(未图示)上，迫使杆四上升，依次类推碳纤维杆全部升起。本实施例采用牵引钢丝作为动力机构，实际使用中并不限于次，橡胶绳、皮绳等等均可实现，在此不进行限定。
如图5所示，在伸缩杆展开的过程中，碳纤维杆和套筒之间的配合间隙保持在0.2mm以内，当伸缩杆完全展开后，两根碳纤维杆交互连接的部分在65mm，这个设计尺寸保障了伸缩杆在运动过程中保持最小的倾角。
进一步的，在所述套筒122的下部套筒1221和上部套筒1222内壁与所述碳纤维杆121的接触位置，还设置有一对凸凹限位装置 1227。所述凸凹限位装置1227可在碳纤维杆121外壁上设置凸起，下部套筒1221和上部套筒1222的内壁对应位置设置凹陷；或者在碳纤维杆12外壁上设置凹陷，下部套筒1221和上部套筒1222内壁的对应位置设置凸起。其目的是为了通过套筒122所嵌套的上下碳纤维杆121之间不发生相对转动，以免后文所述的牵引钢丝缠绕打结。
为了保证本项目的实施，根据完全伸展后能可靠对攀爬器材进行准确悬挂的要求，依据圆管抗弯强度校核公式：σ＝FL/(γx*Wnx) —(1)进行推到，得到上述各式中各参数的物理意义为：F表示外界施加的作用力，γx表示截面的塑性发展系数，碳纤维杆截面γx＝1.15；Wnx表示碳纤维杆净截面模量，Wnx＝π(D^4-d^4)/(16D)，D表示碳纤维杆外径，D＝18mm，d表示碳纤维杆内径d＝14mm；[σ]表示安全抗弯强度的理论安全值(σ表示安全抗弯强度的实际值)，碳纤维杆的安全抗弯强度≈1000Mpa；L表示挂钩重心与碳纤维杆圆心距离L≈141mm；[M]表示安全承重量。通过以上推算得出[M]≤323kg，攀爬器材和挂钩设计重量为≤40kg，碳纤维杆可以满足使用要求。
升降器13
如图6(A)所示，升降器13包括：
卷线器131，用于收纳所述牵引钢丝，所述牵引钢丝缠绕于卷线器131内。所述卷线器131中心设置有通孔，在所述通孔处通过一转轴(未图示)固定于第一U型机构132的U型凹槽内，所述卷线器 131可随所述转轴的转动而转动。
驱动部，用于向卷线器131提供转动动力。所述驱动部通过一齿轮组件实现，包括变速齿轮组件和棘轮机构。如图6(B)所示，所述变速齿轮组件包括同轴连接(连接轴135)的第一齿轮133和第二齿轮134，二者齿轮比为42:12。所述第一齿轮133固定于所述第一U 型机构132的U型凹槽外部，第二齿轮134固定于第一U型机构132 的U型凹槽内部。结合图6(A)所示，在连接轴135轴向上位于第一U型机构132U型凹槽外部的端部，可拆卸的嵌套安装一手动摇柄 137，以便于使用者对连接轴135施加作用力。所述手动摇柄137的摇把和摇臂为折叠结构，由此便于携带。由此，通过齿轮比为42:12 的变速齿轮组件，在使用过程中可降低操作人员的负重，摇动过程更为轻松。
如图6(B)所示，棘轮机构136包括棘轮和棘爪组成的一种单向导向机构，棘轮与所述第二齿轮134啮合，且与卷线器131为同轴设置。由此，在上升和下降的过程中当使用者停止操作时，通过棘轮机构自动制动，防止操作者手离开摇柄时发生快速下降的危险，也可让伸缩杆随时停止在任意高度。
升降器套筒138，嵌套连接于伸缩杆12上，在所述升降器套筒 138与所述第一U型机构132之间，还包括第二U型机构139，所述第一U型机构132内嵌固定于所述第二U型机构139的U型凹槽内，通过螺栓实现固定。在所述第二U型机构139的U型凹槽与第一U 型机构132相反的一面，与所述升降器套筒138固定，以实现二者的连接。
在所述第一、第二U型机构相对于所述变速齿轮组连接轴135的位置，设置有通孔。由此，所述连接轴135得以延伸出第二U型机构 139的外壁，以可拆卸的嵌套安装所述手动摇柄137。
悬挂钩16
在反恐突击作战中，攀爬器材要被送至一定高度并加以牢靠固定，如何固定绳索是突击作战中最为重要的研究内容。
对于建筑物的突击作战，能够固定软梯、绳索等攀爬器材的位置主要集中于窗户、护栏、房顶及有突出的L型平台等。
对于大型舰船、货轮及桥梁等的突击作战，能够固定软梯、绳索等攀爬器材的位置主要为船舷侧侧面的护栏及桥面的栏杆等处。
通过对以上使用环境的调研分析，本实施例中，所述悬挂钩16 包括第一实施例的折叠式悬挂钩和第二实施例的挂钩式悬挂钩。
图7(A)所示为第一实施例折叠式悬挂钩的结构示意图。所述折叠式悬挂钩为三段式可折叠结构，包括横梁，竖直方向铰接于所述横梁且铰接角度小于90度的短竖梁162和长竖梁163，所述短竖梁162 作为夹持部。短竖梁162和长竖梁163均可朝向横梁转动，以折叠收纳，方便携带。较佳的，在所述短竖梁162远离横梁且朝向横梁的端面上，还设置有第一凸钉1621。在所述长竖梁163的远离横梁且朝向横梁的端面上，还设置有第二凸钉1631。
所述横梁可实现任意长短的调节。如图7(B)、图7(C)所示，所述横梁包括固定段1612和滑动段1611，固定段1612作为横梁的第一部分，与所述长竖梁163连接，滑动段1611作为横梁的第二部分，与所述短竖梁162连接。
所述滑动段1611通过嵌套部可滑动的嵌套于固定段1612。结合图7(D)，所述嵌套部包括：单向齿条1681，设置于固定段1612 的顶部，单向齿条1681的斜坡朝向所述长竖梁163倾斜。齿头1682，与所述单向齿条1681的滑轨相匹配。弹簧1683，与所述齿头1682 为一体式结构，竖直于所述单向齿条1681，所述齿头1682通过弹簧 1683的伸缩配合，在所述单向齿条1681上朝向长竖梁163的方向单向滑动。
所述齿头1682由钢丝绳165提供动力。即，齿头1682固定于所述钢丝绳165上。固定方式包括焊接、卡和等等，不再赘述。钢丝绳 165的固定端167设置于滑动段1611靠近短竖梁162的一端。在固定段1612、滑动段1611以及长竖梁163的适当位置设置有多个导向滑轮164，以驱动钢丝绳165移动。钢丝绳165沿多个导向滑轮164铺设，一端固定于所述钢丝绳固定端167，另一端自然延伸，最终同后文所述攀爬器材15一并收纳/伸展。本实施例采用钢丝绳进行牵拉，实际使用中并不限于次，橡胶绳、皮绳等等均可实现，在此不进行限定。
所述齿头1682和弹簧1683与所述滑动段1611为一体式结构，即通过所述齿头1682和弹簧1683沿单向齿条1681的滑动而带动滑动段1611朝向长竖梁163移动，从而实现横梁的长短调节。其调整效果如图7(E)-1和图7(E)-2所示，图7(E)-1为调整长度前，图7(E)-2为调整长度后，可见，通过调节横梁的长度可使折叠式悬挂钩更紧地咬合于墙体等障碍物。
如图7(F)所示，在所述滑动段1611与短竖梁162的连接处设置有定位稍170。所述短竖梁162与所述定位稍170相接触位置为弧形凹槽，由此，当折叠式悬挂钩整体挂于墙体等障碍物时，避免短竖梁162的摇晃，增加稳定性。
图8(A)所示为第二实施例所述挂钩式悬挂钩的结构示意图，挂钩式悬挂钩整体呈J型。所述挂钩式悬挂钩的顶端为互成120°角的两斜面组成。在两斜面上，分别垂直该斜面嵌入有凸起，所述凸起为钛合金材质，凸起的顶点为三棱锥型。
图8(B)-1所示为挂钩式悬挂钩的固定示意图，图中墙体的被悬挂面平行于水平面。悬挂钩的顶端的两斜面与水平面形成大于45 °夹角，在攀爬器材的拉力下会形成压入墙体表面的压力，压入墙体表面的两个凸起的三棱锥型可以抵抗攀爬器材在攀登时产生的动载荷，即图8(B)-2所示的情况。
图8(C)-1所示为挂钩式悬挂钩的另一固定角度的示意图，图中墙体的被悬挂面平行于水平面。悬挂钩在攀爬器材的拉力下会产生压入墙体表面的力，压入墙体表面的其中之一顶端凸起可以抵抗攀爬器材在攀登时产生的动载荷，即图8(C)-2所示的情况。在极限悬挂位置的情况下挂钩式悬挂器的最大承重为≤500kg。为保证攀爬器材悬挂器的安全使用，当悬挂的目标是平面时，被悬挂面必须是水平面或和攀爬器材下垂方向之间的夹角≤90°。
由上，两实施例中的悬挂钩16构成了本申请攀爬器材悬挂器的悬挂部。
攀爬器材15
如背景技术所述，所述攀爬器材15包括软梯、绳索以及自动升降器等，本实施例以软梯为例进行说。软梯以凯夫拉作为主体材料，具有机械强度、抗拉强度高，摩擦系数低，耐磨强度高，自重轻的特点。如图9(A)所示，在软梯的脚踏上设置高强度碳纤维管151作为踏板支撑骨架，使得踩踏更准确牢靠，提高攀登速度。在软梯的顶层横梁(碳纤维管151)上设置有垫块152，从而使软梯在使用过程中能够离开墙面一定距离，解决传统的软体攀登梯使用过程中易贴墙，使攀登者出现抓不住、踩不稳的情况。如图9(B)所示，在软体底部还包括软梯绞盘153，用于软梯的收纳。
视频观察器17
视频观察器由视频采集器和视频显示器两部分组成。所述视频采集器通过具有夜视功能的摄像头模块实现，安装于悬挂器顶端。
图10所示为视频采集器的结构示意图，包括底座，可调节连杆 171以及夜视摄像头172组成。在所述底座处还集成有电源(未图示) 和无线通信模块(未图示)，连接所述夜视摄像头172的电源线和数据线封装于可调节连杆171内。在所述底座处还设置有底座紧固旋钮 173、电源开关174、指示灯175、充电接口176和视频传输接口177 等等，上述结构采用常规技术实现，不再赘述。
图11所示为视频观察器17的原理示意图，视频显示器与视频采集器远程通信，该视频显示器可装于杆体，也可戴在腕部。前述摄像头模块采用分辨率为700线的高清摄像头，具备昼夜工作能力。无线通信模块选用带有自加密编码的无线收发模块实现，传输距离不小于 100米。视频显示器选用带无线接收分辨率为800*480的高清全彩显示器。视频采集器和视频显示器自带电池，连续工作时间1小时以上。视频采集器和视频显示器设置有电源和视频输出/输入接口，可外接电源或实现二者之间的有线连接。
当悬挂器用做定点视频监视器使用时，可将伸缩杆12上升到必要高度并用稳定绳14进行三角拉伸固定，选用带有云台控制的高清视频摄像头，通过无线或有线的方式将图像传输到接收端，可实时监控并存储重点区域图像视频，并且可操控摄像头拍摄位置及焦距拉伸，更为精确的进行观察监控。此外，悬挂器也可做无线通信中继至高点固定用，将无线中继点固定于伸缩杆12的顶端，并将伸缩杆12 上升至必要高度，用稳定绳14做三角拉伸固定，可有效延长无线设备的通信距离。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。