一种基于磁悬浮的高楼救援设备的制作方法

本发明属于救援设备，具体涉及一种基于磁悬浮的高楼救援设备。

背景技术：

1、近年来随着国民经济的快速发展，我国城市化建设日益加快，城镇数量逐年增加，规模不断扩大、高楼林立。根据国家消防救援局发布的2022年全国消防救援队伍接处警与火灾情况显示：高层建筑火灾明显上升，违章电焊引发多起大火。全年接报高层建筑火灾1.7万起，同2021年相比有所增加。高楼火灾具有以下特点1、火势蔓延快：由于高楼的结构复杂，通风条件差，易燃物多，一旦发生火灾，火势很容易沿着电缆、管道、风道等途径向上下左右蔓延，形成多点多层次的火场。2、烟雾扩散广：由于高楼的高度大，火灾产生的烟雾会受到温度、压力、风向等因素的影响，向各个方向扩散，导致视线模糊、呼吸困难、中毒窒息等危险。3、逃生困难：由于高楼的层数多，电梯失效，楼梯受阻，人员密集，逃生通道不畅，很容易造成拥堵、踩踏、跳窗等恐慌情绪和行为。4、救援不易：由于高楼的位置偏僻，交通不便，消防车辆和设备难以到达现场或无法施展作用，救援人员和物资难以及时到位或有效投入。所以高楼火灾的救援难度相对较大，被困人员逃生较困难。因此，亟需设计一种安全可靠性强、方便操作、容易实现的高楼救援设备。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种基于磁悬浮的高楼救援设备；其基于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理；利用磁力作为主要动力，以吸盘式履带作为辅助动力。该救援设备可以快速到达火灾发生楼层，将被困人员安全救出；对高楼火灾的救援和降低火灾伤亡有重要意义。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于磁悬浮的高楼救援设备，包括供电装置、吸盘式履带车和沿高楼外墙壁竖向布置的两条导轨，吸盘式履带车位于两条导轨之间并沿高楼外墙壁上下移动，两条导轨上设有位于吸盘式履带车上方的磁性吸附式牵拉装置，两条导轨上设有位于吸盘式履带车上方的磁性相斥式顶推装置，供电装置通过电缆分别与磁性吸附式牵拉装置和磁性相斥式顶推装置连接。

3、磁性吸附式牵拉装置包括第一上动力驱动装置、第二上动力驱动装置、第一电磁铁组件和第二电磁铁组件，第一上动力驱动装置设置在左侧导轨上，第二上动力驱动装置设置在右侧导轨上，第一电磁铁组件左侧固定设在第一上动力驱动装置上，第一电磁铁组件右侧固定设在第二上动力驱动装置上，第二电磁铁组件固定设在吸盘式履带车前端并与第一电磁铁组件上下对应，第一电磁铁组件通电后的磁极方向与第二电磁铁组件通电后的磁极方向相反。

4、磁性相斥式顶推装置包括第一下动力驱动装置、第二下动力驱动装置、第三电磁铁组件和第四电磁铁组件，第一下动力驱动装置设置在左侧导轨上，第二下动力驱动装置设置在右侧导轨上，第三电磁铁组件左侧固定设在第一下动力驱动装置上，第三电磁铁组件右侧固定设在第二下动力驱动装置上，第四电磁铁组件固定设在吸盘式履带车后端并与第一电磁铁组件上下对应，第三电磁铁组件通电后的磁极方向与第四电磁铁组件通电后的磁极方向相同。

5、第一上动力驱动装置、第二上动力驱动装置、第一下动力驱动装置和第二下动力驱动装置的结构相同，均包括第五电磁铁组件、导向块、两个齿轮和两个电机，每条导轨的左侧边和右侧边均一体设有齿条结构，导向块内部开设有上下通透的导向孔、前后通过的安装孔和围绕导向孔的环形槽，导向孔通过导向孔与导轨滑动连接，导轨与导向孔内壁滑动连接，两个齿轮均转动连接在导向块的安装孔内并分别位于导向孔左右两侧，每个齿轮均对应与相邻的齿条结构啮合，电机同轴固定安装在齿轮中心处，第五电磁铁组件设在环形槽内。

6、导轨上端折弯形成挂钩。

7、吸盘式履带车左右两侧分别设有沿同侧导轨滑动的安全环。

8、采用上述技术方案，使用本发明的救援设备进行救援工作时，可以利用无人机或云梯将两条导轨上端的挂钩挂接到高楼顶层的女儿墙上，导轨沿高楼外墙壁下垂到地面，然后在下端的导轨上安装磁性吸附式牵拉装置和磁性相斥式顶推装置，同时在两条导轨之间设置吸盘式履带车，同时将四个安全环套在两根导轨上。最后将供电装置通过电缆与第一电磁铁组件、第二电磁铁组件、第三电磁铁组件、第四电磁铁组件、第五电磁铁组件以及四个电机连接。

9、救援人员乘坐在吸盘式履带车上，吸盘式履带车向上移动时，第一电磁铁组件、第二电磁铁组件、第三电磁铁组件、第四电磁铁组件和四个电机通电，第一电磁铁组件和第二电磁铁组件相互吸引，第一上动力驱动装置和第二上动力驱动装置的两个电机驱动齿轮沿导轨侧边的齿条结构向上移动，通过第一电磁铁组件和第二电磁铁组件向上牵引吸盘式履带车上移，同时，第一下动力驱动装置和第二下动力驱动装置的两个电机驱动齿轮沿导轨侧边的齿条结构向上移动，通过第三电磁铁组件和第四电磁铁组件向上推动吸盘式履带车上移，吸盘式履带车启动后，自身也具有向上移动的动力，吸盘式履带车对墙壁进行真空吸附的同时沿墙壁向上移动，通过上、中、下三部分的动力，使吸盘式履带车快速安全地向上移动到需要救援的楼层，到达指定楼层后，四个电机断电，第五电磁铁组件通电，第五电磁铁组件产生磁性对导轨产生巨大吸引力，将导向块与导轨固定为一体，确保吸盘式履带车在墙壁上定位可靠。然后救援者从吸盘式履带车上进入救援楼层，对被困者实施救助，带领被困者乘坐吸盘式履带车，吸盘式履带车向下移动时，第五电磁铁组件断电，四个电机通电同时电机反向旋转，驱动齿轮沿齿条结构向下移动，同时吸盘式履带车也改变向下驱动的方向，直到带领被困者乘坐吸盘式履带车返回安全区域。

10、第一电磁铁组件、第二电磁铁组件、第三电磁铁组件、第四电磁铁组件在通电时，电流逐渐增大，断电时，电流逐渐减小，这样避免第一电磁铁组件与第二电磁铁组件之间产生较大冲击。

11、第一电磁铁组件、第二电磁铁组件、第三电磁铁组件、第四电磁铁组件所是根据电流的磁效应产生磁场，所以磁场强度可以由以下公式计算得知：

12、磁场强度计算公式：h=n×i/le 式中：h为磁场强度,单位为a/m；

13、n为励磁线圈的匝数；

14、i为励磁电流（测量值）,单位位a；

15、le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。

16、通过上面的公式可知当输入电流越大时磁场强度越大，所释放磁力也就越大。而吸盘式履带车上所安装的吸盘通过车内的抽气泵，当吸盘接触墙面后在抽气泵的作用下吸盘内部形成真空，在内外压强差的作用下牢牢吸附在墙面上，为吸盘式履带车提供安全保障。

17、由于吸盘式履带车是沿墙壁竖向移动，为了进一步提高安全性，当出现意外情况（比如第一电磁铁组件与第二电磁铁组件之间的磁吸力突然消失、吸盘对墙壁的吸引力突然消失），安全环是最后一道安全防线。

18、综上所述，本发明以两条导轨作为设备的导向，利用磁力作为主要动力，以吸盘式履带作为辅助动力，沿墙壁上下移动对出现火灾的楼层进行救援。本发明具有原理科学、操作方便灵活、安全可靠的优点，弥补了现有救援设备的不足，为高楼被困人员的救援和提供切实的保障。

技术特征：

1.一种基于磁悬浮的高楼救援设备，其特征在于：包括供电装置、吸盘式履带车和沿高楼外墙壁竖向布置的两条导轨，吸盘式履带车位于两条导轨之间并沿高楼外墙壁上下移动，两条导轨上设有位于吸盘式履带车上方的磁性吸附式牵拉装置，两条导轨上设有位于吸盘式履带车上方的磁性相斥式顶推装置，供电装置通过电缆分别与磁性吸附式牵拉装置和磁性相斥式顶推装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁悬浮的高楼救援设备，其特征在于：磁性吸附式牵拉装置包括第一上动力驱动装置、第二上动力驱动装置、第一电磁铁组件和第二电磁铁组件，第一上动力驱动装置设置在左侧导轨上，第二上动力驱动装置设置在右侧导轨上，第一电磁铁组件左侧固定设在第一上动力驱动装置上，第一电磁铁组件右侧固定设在第二上动力驱动装置上，第二电磁铁组件固定设在吸盘式履带车前端并与第一电磁铁组件上下对应，第一电磁铁组件通电后的磁极方向与第二电磁铁组件通电后的磁极方向相反。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁悬浮的高楼救援设备，其特征在于：磁性相斥式顶推装置包括第一下动力驱动装置、第二下动力驱动装置、第三电磁铁组件和第四电磁铁组件，第一下动力驱动装置设置在左侧导轨上，第二下动力驱动装置设置在右侧导轨上，第三电磁铁组件左侧固定设在第一下动力驱动装置上，第三电磁铁组件右侧固定设在第二下动力驱动装置上，第四电磁铁组件固定设在吸盘式履带车后端并与第一电磁铁组件上下对应，第三电磁铁组件通电后的磁极方向与第四电磁铁组件通电后的磁极方向相同。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁悬浮的高楼救援设备，其特征在于：第一上动力驱动装置、第二上动力驱动装置、第一下动力驱动装置和第二下动力驱动装置的结构相同，均包括第五电磁铁组件、导向块、两个齿轮和两个电机，每条导轨的左侧边和右侧边均一体设有齿条结构，导向块内部开设有上下通透的导向孔、前后通过的安装孔和围绕导向孔的环形槽，导向孔通过导向孔与导轨滑动连接，导轨与导向孔内壁滑动连接，两个齿轮均转动连接在导向块的安装孔内并分别位于导向孔左右两侧，每个齿轮均对应与相邻的齿条结构啮合，电机同轴固定安装在齿轮中心处，第五电磁铁组件设在环形槽内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于磁悬浮的高楼救援设备，其特征在于：导轨上端折弯形成挂钩。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于磁悬浮的高楼救援设备，其特征在于：吸盘式履带车左右两侧分别设有沿同侧导轨滑动的安全环。

技术总结本发明公开了一种基于磁悬浮的高楼救援设备，包括供电装置、吸盘式履带车和沿高楼外墙壁竖向布置的两条导轨，吸盘式履带车位于两条导轨之间并沿高楼外墙壁上下移动，两条导轨上设有位于吸盘式履带车上方的磁性吸附式牵拉装置，两条导轨上设有位于吸盘式履带车上方的磁性相斥式顶推装置，供电装置通过电缆分别与磁性吸附式牵拉装置和磁性相斥式顶推装置连接。本发明以两条导轨作为设备的导向，利用磁力作为主要动力，以吸盘式履带作为辅助动力，沿墙壁上下移动对出现火灾的楼层进行救援。本发明具有原理科学、操作方便灵活、安全可靠的优点，弥补了现有救援设备的不足，为高楼被困人员的救援和提供切实的保障。技术研发人员：刘晓,刘澳龙,杨洪昌,南华受保护的技术使用者：嵩县山金矿业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/19