一种建筑外墙防坠爬升装置的制作方法

本实用新型具体地说是涉及一种建筑外墙防坠爬升装置。

背景技术：

目前，高层建筑火灾是世界公认的救援难度最大的火灾类型之一，一直以来都没有找到行之有效的解决方法，消防人员普遍采用的救援方法主要是利用云梯消防车和消防人员楼内强攻进行灭火救人。但目前最高的云梯消防车也不过108米，对于超高层的建筑来说，仍不能满足其高度要求，而且云梯消防车体积比较庞大，容易受到道路交通限制，同时也会受到操作空间的限制，使得其救援能力大大降低。我国现有的消防水罐车喷水灭火能够达到的高度是8层左右，城市配备的举高最高的消防车也仅仅能够到15层左右的高度，对于那些15层以上的高楼大厦来说，我国现有的消防设备还是“鞭长莫及”。而消防人员楼内强攻的方式受限于楼内的消防通道以及火势的具体情况，不适用于高层建筑，同时还会严重消耗消防人员的体能、威胁消防人员的生命安全。

在公布号cn102179016a，公布日期为2011年9月14日的发明专利中公开了一种超高层火灾救援系统，包括供水装置、连接供水装置进行供水的消防竖管、设置在建筑物顶层的吊装机、水带卷盘和与吊装机连接的可升降救援平台，所述救援平台上设有与高层顶部供水口通过水带连接的水炮，所述水带卷盘与吊装机上的电机连接。这种超高层火灾救援系统能够扑救超高层建筑外墙火灾和救助被困在窗口的被困人员，但这种超高层火灾救援系统只能对起火楼层进行灭火，无法快速到达具体起火点并针对起火点进行灭火，也无法控制水炮的喷射方向，灭火效率很低；救援平台上的灭火设备在火灾救援时极易被大火损坏。

公开号cn103495265a，公开了一种高层超高层攀爬式消防救援系统，包括消防操控平台、救援装置、攀爬系统、机架及驱动系统，所述消防操控平台位于整个系统的上部，救援装置为箱体结构，攀爬系统与机架相连接。本发明内部配置有动力系统，可通过内燃机提供电、液双动力输出，无需借助外力，通过消防员操控攀爬系统，带动整个消防救援系统沿建筑物外墙上下攀爬，能快速、有效地进入地面设备无法达到的高层建筑物起火区域，完成灭火工作并救援高层被困人员。

但其体积大重量大，需要使用汽车起重机等起重器械安装在发生火灾的建筑物外墙面，机动性交叉，难以实现快速救援，另外往往很多小区或高层建筑起吊作业的空间较小，增加吊装难度；同时，其运动结构较多，结构复杂，导致其需要专业人员操作，同时故障率高，难以将其普。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种建筑外墙防坠爬升装置，其意在克服建筑外墙爬升的安全问题，适合各种建筑墙体表面上安装和使用，解决和帮助建筑物在发生需要应急救援的一些灾害(火灾等)的临时施救；也适合建筑内人们的日常出行、载物等需要。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：

一种建筑外墙防坠爬升装置，包括固设于建筑物外墙的垂直轨道，沿所述垂直轨道上下移动的爬升舱，所述爬升舱包含自带动力电源的舱体，所述垂直轨道具有连续设置的倒齿；

所述爬升舱还包括至少一个爬升机构，所述爬升机构具有至少一个爬升组件，每个所述爬升组件包含挂钩、伸缩摆臂以及牵引机构，所述挂钩连接于伸缩摆臂上端，所述牵引机构固设于所述舱体，所述牵引机构的输出端固定连接于伸缩摆臂的上端，在所述伸缩摆臂伸展状态时所述挂钩可与所述倒齿咬合，所述牵引机构向伸缩摆臂上端施加一趋势力迫使所述舱体上移且将所述伸缩摆臂压缩，在所述牵引机构的趋势力撤去后，所述伸缩摆臂自行伸展带动所述挂钩向上移动；

所述倒齿与所述挂钩相匹配。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述舱体上对称的设有两个爬升机构，每个所述爬升机构具有两个对置的爬升组件，且两个爬升组件交替动作。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述挂钩铰接于所述伸缩摆臂的上端，所述挂钩向所述倒齿外凸有一导轮安装部，所述导轮安装部安装有一导轮，所述牵引机构为卷扬机，其输出端的绳索自由端绕过所述导轮后固定于伸缩摆臂上端，在所述卷扬机将绳索向内卷绕时，绳索挤压导轮迫使挂钩向倒齿转动，使所述挂钩与所述倒齿咬合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括一弹性组件，所述弹性组件向所述挂钩施加一趋势力，所述趋势力迫使所述挂钩向背离所述倒齿的方向转动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述伸缩摆臂包含伸缩杆以及伸缩杆伸展组件，所述伸缩杆伸展组件迫使所述伸缩杆伸展。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述垂直轨道为h形结构，包括位于前后端的翼缘板和中间的腹板，后端的翼缘板与建筑物外墙贴合固定，两翼缘板的相对面均具有倒齿，所述倒齿对称设于所述腹板两侧。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述舱体还包含稳定机构，所述稳定机构包含多组竖直排布的滚轮组，每个所述滚轮组包含三个滚轮，所述翼缘板在所述倒齿边缘向外延有平直的定位板，所述滚轮组的其中两个滚轮对置相向压紧在定位板的前后面，将所述定位板夹压，另一个滚轮压紧在所述定位板的侧面。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述垂直轨道包含第一轨道体和第二轨道体，第一轨道体为t字形结构，第二轨道体为平板状，所述第二轨道体固设于第一轨道体。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括舱体下行装置，驱使所述舱体沿垂直轨道以设定速度向下移动，所述舱体下行装置具有驱动电机和下行齿轮，所述垂直轨道前端具有与所述下行齿轮相啮合的齿条。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述垂直轨道下端距离地面间隔设定距离，爬升舱移动到垂直轨道的最下端可与垂直轨道相分离。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、适合各种建筑墙体表面上安装和使用，解决和帮助建筑物在发生需要应急救援的一些灾害(火灾等)的临时施救；也适合建筑内人们的日常出行、载物等需要。

2、爬升组件的两个挂钩交替工作，保证在爬升过程中总有一对挂钩与轨道的倒齿咬合，相对比现有的电梯系统，其安全性、可靠性更高，确保舱体不会坠落。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是挂钩结构放大图；

图3是轨道整体结构示意图；

图4牵引机构结构示意图；

图5是实施例二结构示意图；

图6是事实例四结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

结合图1-4，一种建筑外墙爬升装置，包括固设于建筑物外墙的垂直轨道100，沿垂直轨道100上下移动的爬升舱200，爬升舱200包含舱体210，垂直轨道100具有连续设置的倒齿113；

爬升舱200还包括至少一个爬升机构，爬升机构具有至少一个爬升组件220，每个爬升组件220包含挂钩221、伸缩摆臂222以及牵引机构223，挂钩221连接于伸缩摆臂222上端，牵引机构223固设于舱体210，伸缩摆臂的下端2224铰接于舱体210，牵引机构223的输出端固定连接于伸缩摆臂的上端2223，在伸缩摆臂222伸展状态时挂钩221可与倒齿113咬合，牵引机构223向伸缩摆臂222上端施加一趋势力迫使舱体210上移且将伸缩摆臂222压缩，在牵引机构223的趋势力撤去后，伸缩摆臂222自行伸展带动挂钩221向上移动，优选倒齿113与挂钩221相匹配。

具体的，本实施例中挂钩221通过铰接轴22231铰接于伸缩摆臂的上端2223，挂钩上端具有一钩状部2211，该钩状部用于与倒齿113咬合，挂钩221向倒齿113外凸有一导轮安装部2212，导轮安装部2212安装有一导轮2213，铰接轴22231上安装有过线轮22232，牵引机构223为卷扬机，其输出端的绳索2236自由端依次绕过导轮2213以及过线轮22232后固定于卷扬机的壳体，这样在卷扬机将绳索2236向内卷绕时，绳索2236被拉紧从而挤压导轮2213迫使挂钩221向倒齿113所在侧转动，进而使挂钩221与倒齿113咬合，此外过线轮22232上也承受绳索2236施加的压力，该压力的作用力方向向下，从而使得挂钩221的钩状部2211勾紧在倒齿113内，随着绳索2236被收紧，绳索便会将爬升舱向上提起一段距离，从而致使伸缩摆臂222收缩。

本实施例优选的，牵引机构223包含驱动电机2231、减速机2232、第一卷扬轴2233以及第二卷扬轴2234，其中第一卷扬轴2233通过第一离合器22331选择性的与减速机2232的输出轴结合，第二卷扬轴2234通过第二离合器22341选择性的与减速机2232的输出轴结合，当然，还包括刹车2235，刹车2235可选择性的对第一卷扬轴2233或第二卷扬轴2234进行制动。

当然，牵引机构223除了上述结构，还可以每一个爬升组件均相应的设置一台卷扬机，通过选择性的开启相应的卷扬机实现相应的爬升组件动作。

此外，为了使伸缩摆臂到达最大行程的时候还包括一弹性组件22234，弹性组件22234向挂钩221施加一趋势力，趋势力迫使挂钩221向背离倒齿113的方向转动，从而在绳索2236在处于非拉紧状态时，使挂钩由倒齿中脱出，二者分离。

伸缩摆臂222包含伸缩杆2221以及伸缩杆伸展组件222，伸缩杆伸展组件222迫使伸缩杆2221伸展。

具体的，伸缩杆2221为多个外径不同的套管套接而成，伸缩杆伸展组件222包含压簧以及气压弹簧，压簧套设与气压弹簧外，且二者均位于伸缩杆2221内，保证伸缩杆2221在绳索的拉紧力撤除后，使伸缩杆2221能够充分地，完全的恢复到原始的伸展状态。

垂直轨道100为h形结构，包括位于前后端的翼缘板121/111和中间的腹板112，后端的翼缘板111与建筑物外墙贴合固定，两翼缘板的相对面均具有倒齿113，倒齿113对称设于腹板112两侧。

为了使舱体在爬升过程中能够受力平衡，并且平稳的向上爬升，本实施例优选舱体210上对称的设有两个爬升机构，每个爬升机构具有两个对置的爬升组件220，分别为第一爬升组件220和第二爬升组件220’，且第一爬升组件220和第二爬升组件220’交替动作。

具体的工作原理为：当舱体进入轨道后，调整爬升装置与轨道结合，启动上升键，第一爬升组件220的第一卷扬轴2233通过第一离合器22331与减速机2232的输出轴结合，驱动电机带动卷扬机第一卷扬轴2233反转将绳索236释放，伸缩摆臂在伸缩杆伸展组件222的作用下伸长展开，实现伸缩摆臂带动挂钩上移，延时设定时间后(改时间足够伸缩摆臂伸展至最大长度)，驱动电机正转，第一卷扬轴2233正转将绳索236收紧，从而挤压导轮2213迫使挂钩221向倒齿113所在侧转动，进而使挂钩221与倒齿113咬合，此外过线轮22232上也承受绳索2236施加的压力，该压力的作用力方向向下，从而使得挂钩221的钩状部2211勾紧在倒齿113内，随着绳索2236被收紧，绳索便会将爬升舱向上提起一段距离，从而致使伸缩摆臂222收缩；而后，第二爬升组件220’(初始状态，第二爬升组件220’的伸缩摆臂处于收缩状态)的第二卷扬轴2234通过第二离合器22341与减速机2232的输出轴结合，同理，驱动电机反装设定时间，使绳索释放，将伸缩摆臂伸长至最大长度，而后驱动电机正转，第二卷扬轴2234正转将绳索收紧，从而挤压导轮迫使挂钩向倒齿所在侧转动，进而使挂钩与倒齿咬合，此外过线轮上也承受绳索施加的压力，该压力的作用力方向向下，从而使得挂钩的钩状部勾紧在倒齿内，随着绳索被收紧，绳索便会将爬升舱向上提起一段距离。同理的舱体两侧的爬升机构的两个爬升组件如此交替实现爬升。

为了进一步提升爬升的稳定性以及提高爬升的速度，本实施例中，优选第一卷扬轴2233上的伸缩卷绕方向与第二卷扬轴2234的伸缩卷绕方向相反，在爬升的过程中，通过对第一、第二离合器的控制，实现在第一卷扬轴2233的绳索收紧，带动舱体上移的过程中，第二离合器将第二卷扬轴2234也与输出轴结合，其绳索处于释放状态，使其伸缩摆臂带动挂钩上移，在第一卷扬轴2233动作结束时，驱动电机立即反转，第二卷扬轴2234的绳索变开始进入拉紧状态使挂钩与倒齿咬合，带动舱体上移，第一卷扬轴2233的绳索开始释放，使其伸缩摆臂伸展带动挂钩上移准备下一个上移开始，如此交替大大提高爬升组件动作的连续性；另外，爬升过程中如果需要停止，那么控制刹车2235对卷扬轴进行制动即可。

需要说明的是，两个爬升机构中，每个爬升机构总有一个爬升组件的挂钩与倒齿结合，绳索拉紧上移，另一个伸缩摆臂伸展，处于准备状态。

此外，本实施例中的爬升机构在爬升的过程中灵活、稳定快速，但是下降的动作与爬升的动作相反，为了降低控制的难度，简化控制系统，本实施例优选还包括舱体下行装置230，驱使舱体210沿垂直轨道100以设定速度向下移动，舱体下行装置230具有驱动电机和下行齿轮231，第二轨道体120前端具有与下行齿轮相啮合的齿条122，具体的，驱动电机通过减速机一下行齿轮231传动，优选减速机为蜗轮蜗杆减速机，且其具有足够的减速比，由于下降过程中具有较大的势能，所以驱动电机的功率要求不高，之所以蜗轮蜗杆减速机其目的其具有自锁功能，那么在下降停止过程中，其可以自锁，保证运行的安全性和可靠性。

具体的工作原理为：当舱体需要下行时，启动下行键，每个爬升机构内的第一爬升组件和第二爬升组件的第一卷扬轴和第二卷扬轴均将绳索释放，在弹性组件的作用下挂钩均与倒齿脱离，由于下行齿轮231与齿条122啮合，并且由于蜗轮蜗杆减速机的锁止作用，此时，调节驱动电机转动，带动下行齿轮231沿齿条122转动，从而带动舱体沿齿条按照调节的速度下移。

并且，为了方便爬升舱与垂直轨道进行分离，垂直轨道100下端距离地面间隔设定距离，爬升舱200移动到垂直轨道100的最下端可与垂直轨道100相分离。

顶升装置将舱体顶升，使爬升机构与垂直轨道下端咬合，实现爬升舱与垂直轨道结合；爬升机构沿垂直轨道移动到最下端，顶升装置将舱体托住，然后缓慢下移，实现爬升舱与垂直导轨分离。

需要说明的是，本实施例中的顶升装置可以是固设于舱体底部的电动推杆或者其他现有技术中可以实现伸缩顶升功能的装置，当然还可以是通过外部的辅助设备将爬升舱进行顶升，例如液压升降平台。

此外，需要说明的是，爬升舱通过蓄电池为各个驱动电机供电，使得即使在发生灾害断电的情况下，爬升舱仍然能够顺利良好的运行。

本实用新型的爬升舱适合各种建筑墙体表面上安装和使用，解决和帮助建筑物在发生需要应急救援的一些灾害(火灾等)的临时施救；也适合建筑内人们的日常出行、载物等需要。

另外，爬升组件的两个挂钩交替工作，保证在爬升过程中总有一对挂钩与轨道的倒齿咬合，相对比现有的电梯系统，其安全性、可靠性更高，确保舱体不会坠落。

实施例二

结合图5，与实施例一的区别在于，由于在舱体210的重心与垂直轨道的轴线并未重合，那么在其沿垂直轨道上升或下降过程中，就会产生翻转的力矩，导致舱体210偏斜失稳，为了解决这一问题，本实施例中优选舱体210还包含稳定机构，稳定机构包含多组竖直排布的滚轮组240，每个滚轮组240包含第一滚轮241、第二滚轮242以及第三滚轮243，翼缘板121在倒齿113边缘向外延有平直的定位板123，滚轮组240的第一滚轮241、第二滚轮242对置相向压紧在定位板123的前后面，将定位板123夹压，第三滚轮243压紧在定位板123的侧面，这样设置后通过多组滚轮组240的作用就可以将舱体收到的翻转力矩进行抵消，从而保证舱体在移动过程中的稳定性，避免翻转、偏斜或失稳的问题发生。

实施例三

结合图3，与实施例一和或实施例二的区别在于，考虑到垂直轨道具有倒齿、下行齿轮以及安装孔，那么如果仍然按照一体式的成型方式将会使垂直轨道的加工生产变得困难，基于此部分的考虑，本实施例优选垂直轨道100包含第一轨道体110和第二轨道体120，第一轨道体110为t字形结构，第二轨道体120为平板状，第二轨道体120固设于第一轨道体110。

那么在生产加工过程中，先采用现有技术中的轧制或锻造的方式对第一轨道体110的翼缘板和腹板以及第二轨道体120进行成型，并且继续通过锻造的方式加工倒齿、安装孔以及齿条122的加工，二者分别加工后，在第一轨道体110的腹板以及第二轨道体120上开设相对应的螺纹孔以及连接孔，使用螺栓穿过第二轨道体120的连接孔后旋紧于第一轨道体110的腹板的螺纹孔内实现二者固定连接。此外，考虑到垂直轨道运输以及现场安装的灵活性，本实施例优选安装与建筑物外墙的垂直轨道为多段较短的垂直轨道拼接而成，

实施例四

与实施例一、二、三的区别在于：

由于上述结构，在绳索拉紧的过程中会存在伸缩摆臂以及挂钩过度向垂直轨道以及倒齿靠近甚至接触的问题，这就会导致无法很好的保证挂钩与倒齿的结合角度，从而可能会导致挂钩与倒齿咬合不良的问题。

故此，结合图6，本实施例中在伸缩摆臂的上端安装有支撑滚轮组2214，每个支撑滚轮组2214包含滚轮22141以及支架22142，支架22142为三角形结构，支架与伸缩摆臂上端通过连接轴22233连接，滚轮22141与定位板表面接触，从而防止伸缩摆臂以及挂钩过度向垂直轨道以及倒齿靠近甚至接触，避免上述问题发生。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。