CN107469243A - 高层建筑外部救援用抛挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高层建筑外部救援用抛挂系统，包括底座、常闭式支架、横移装置、挂钩组件、绳索收放器和小型无人机。其中，底座固定安装在高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，常闭式支架中设有可伸出建筑物墙体外的平行四边形释放架和横梁，横移装置可驱动挂钩组件沿着横梁横向移动。本发明通过小型无人机将绳索收放器运送至高层建筑救援位置，并将绳索收放器中的绳套挂到挂钩组件中的侧挂钩或中心防滑钩上，绳索收放器释放并更换绳索后将救援设备运输至救援点，与地面救援人员之间构建救援通道用于实施救援或灭火。本发明具有不受建筑物高度限制、操作方便、救援成本低、便于普及、救援效率高和可靠性高等优点。

Description

高层建筑外部救援用抛挂系统

技术领域

本发明属于消防救援设备技术领域，特别涉及一种高层建筑外部救援用抛挂系统。

背景技术

高层和超高层建筑火灾等高层灾害救援一直是消防领域的难题，随着城市现代化建设步伐加快，城市用地也愈发紧张，高层建筑如雨后春笋般拔地而起。观察家预测，在未来20年中国将新建不少于50000座高层建筑，而高层建筑具有竖井管道多、可燃物多、层数多、垂直距离长、人员密集、功能复杂等特点，导致高层建筑在发生火灾时往往火势蔓延迅速，人员疏散困难，灭火人员体力消耗大，火场供给保障困难，给扑救工作带来很大难度，这已成为当前全世界普遍关注的一个重要课题。实施外部进攻是扑救高层建筑火灾的重要战术措施，众所周知，在扑救高层建筑火灾时，举高消防车辆(登高平台消防车、云梯消防车等)是实施外部灭火和营救作战不可或缺的关键性武器装备。而目前高层建筑火灾在救援时还存在着很多不利因素，如消防登高能力不足，疏散途径少，救援难度大，火场进攻受阻，灭火用水量大，排烟困难等。从当前高层建筑火灾扑救实践来看，现有举高消防车辆等外部救援装备还存在着以下问题：其一，由于价格昂贵尚不能大量装备到中小城市；其二，设备操作复杂、机构动作时间长、营救效率较低，特别是要受到高层建筑周围环境、空间(道路、裙楼等)的制约，造成火场上“作战盲区”的存在；其三，对发生在高度为60～70米以上的高层建筑火灾，目前举高消防车辆则显得无能为力。同时，高层建筑火灾还呈现由外及内、由高到低的新特点，对由建筑外部引发的火灾，由于其不像建筑内部具有完备的防火分隔设施和固定灭火设施，施救更加困难。同样，危险化学品存储地点一旦发生火灾，常规消防装备也无法快速靠近着火区域，利用无人飞行器快速进入危险区域进行火场侦察或替代人工执行部分灭火和救援任务，可以大大降低损失，提高救援效率，赢得时间。大量消防救援实践证实，高层建筑火灾扑救难主要在于受到外部救援装备的限制。以现有的消防设备所能达到的救援能力看，由于缺乏有效的外部救援装备，50米以上的高层火灾主要靠建筑物内的消防设施扑救，外部补救比较困难。因此，急需研制一种新的安全高效的高层建筑火灾外部救援系统来解决目前的救援盲点，尽可能的减少人员伤亡与财产损失，确保城市运行的稳定和人民生活的安全，对城市的正常运行有着重要的意义。

国内外的诸多发明人在高层救援设备的设计与研究方面作了一些探索。例如，日本的KAMEI ASAMICH在1999年发明了能够爬楼的救援机器人，这个机器人可以沿着高楼的表面爬行，它可以平稳高速的将灭火设备以及救援设备带到楼上的任何一个高度。俄罗斯在2012年发明了一种移动式高层建筑救援系统。日本消防厅制造了一种爬楼消防车，它可以在楼内爬行自如，安装有红外摄像机，可以在烟雾中拍摄到火源和被困人员，并且可以搭载一名人员。德国开发了一名为“陆虎60”的雪炮车，这是一种价值180万余元的消防用排烟机器人，配射程为60-70米的消防水炮。美国发明了一个名叫“安娜肯达”的搜救机器人，外形像一条大蛇，长3米，共22节，可对火场环境进行全方位侦查并搜索被困者，但需要其它装备运输才能进入高层建筑。2004年，委内瑞拉首都加拉加斯市56层高的中央公园东塔楼发生严重火灾时，武装部队迫于无奈采用军用直升机向大楼喷水灭火。美国芝加哥在2006年的高楼灭火演习中采用防火风扇，将其安装在液压起重机上使用。国内方面，北京机械设备研究所的邱旭阳等发明了一种基于无人机的消防救援装置，该装置所有设备都安装在载车底盘上，通过光电探测设备发现火灾目标，灭火无人机飞行至火灾目标进行救援。重庆的刘永强在2011年发明了超高层建筑火灾人员安全撤离救援车，对救援车上的救援管带充气后，可以达到消防云梯不能达到的高度。吉林长春的王学威在2005年发明了一种高层救援送绳器，这个送绳器是一个热气球固定在基座上，基座上有燃烧器，利用这套装置可向高层建筑送救援绳索，使被困人员利用绳索自行逃生。此外，广州的黄韩华等在2012年发明了一种吊篮式高层建筑消防灭火系统，它是将建筑物作为一个特殊的起重机架，在建筑物顶上加装起重臂和救援绳。北京的崔向义等研制了救援遥控直升机，该机主要是由FLY30级直升机模型加遥控装置改装而成，主要作用是送救生绳和监视火场情况。湖北的雷振宇在2011年发明了高层建筑灭火飞行器，它主要是由热气球和搭载仓组成，热气球上有调向装置，能保证飞行器到达救援位置，搭乘仓内的消防人员可以进行灭火。福建的周钟发在2008年发明了车载索道式消防救援装置，利用压缩空气炮弹设抓沟弹头装置将抓钩与连接绳构成索道，形成救援通道。

现有专利文献也提出了一些解决方案，如申请号为201110119188.8的中国专利公开了一种高层火灾救援系统，由发电机、吊装装置、供水装置、救援平台、水炮、滑轮和钢丝绳组成，能实现建筑外墙快速灭火和救助被困在不同楼层窗口的人员。但该救援系统中钢丝绳在滑轮上采用人工安装这种方式达不到快速安装的效果，会对救援工作造成延误。申请号为201610600987.x的中国专利公开了一种高层建筑外部介入全覆盖智能机器人灭火系统，该系统采用藏于建筑物空心立柱内的机器人在发生火灾时能够快速作出反应将楼顶和楼底储备的水定点喷洒于火灾发生的地方来实现快速灭火。但在高层建筑尤其是超高层建筑外部布置这种协同工作的全智能机器人组所需的成本很高，且使用机器人中某些部件对环境有一定的要求，在恶劣的情况下，不一定能很好的发挥其作用。申请号为201610223549.6的中国专利公开了一种平面导轨式高层建筑火灾救援设备，依靠安装在建筑外部的垂直导轨和水平导轨之上的垂直和水平移动平台内的灭火设备对建筑物起火点进行快速灭火，但高层建筑在建设时不可能在外部布满垂直和水平轨道，因此设备用的垂直和水平移动平台的工作范围就有局限性。申请号为201520982394.5的中国专利公开了一种嵌入式可伸缩火灾救援设备，由地面远程中央控制系统通过布置在可伸缩导轨上的灭火系统进行远程遥控灭火。但该救援设备只考虑快速灭火，未对建筑物内复杂情况和被困人员的位置予以考虑。申请号为201410664110.8的中国专利公开了一种超高层建筑火灾外部喷水灭火救援车，包括半挂式卡车头、车载本体、控制室、工作床、车载水箱、前后液压起升装置、车载储存容器和消防水枪等，该发明所用救援车体积很大，操作不便，在繁华的闹市和拥挤的小区使用不便，甚至无法使用。申请号为201310660259.4的中国专利公开了一种高层建筑防火救生系统，该系统由地面上的控制室控制设置在高层建筑周围及顶部之间竖直通道上的逃生舱来进行救援工作，但在建筑周围的地面上和建筑顶部需另外增设横向和纵向的轨道及滑轨小车，而这在实际建设时难以实现的。申请号为201210339257.0的中国专利公开了一种高层建筑火灾救援方法，采用氮气球或热气球将被困人员从楼顶救出，所用氮气球或热气球对操作人员的技术和环境都有较高的要求，不能保证一次性将氮气球或热气球成功升至被困人员所处高度及位置，且操作难度系数较高。申请号为201010241790.4的中国专利公开了一种高层建筑消防机器人，包括防火通道、行走机构、多功能灭火系统和逃生装置，能够在建筑外墙快速移动，准确定位并使用多功能灭火系统和逃生装置来进行灭火救援作业；但该机器人的行走与固定需要在建筑物外部安装防火滑道及导轨，对高层建筑整体外观有一定的影响。申请号为201510409986.2的中国专利公开了一种预埋导轨式高层及超高层建筑消防救援系统，该系统所用轿厢安装困难，且运行时需从大楼内部供电，而火灾发生时大楼基本已断电，故难以运行。申请号为201510314347.8的中国专利公开了一种高层建筑逃生救援系统包括设置于楼顶的台车、悬挂钢丝绳和逃生舱，通过钢丝绳悬挂救生舱进行升降来完成救援工作，且需要在每一栋高层建筑楼顶上都配备一整套逃生系统，成本太高且灵活性不强。申请号为201410667864.9的中国专利公开了一种超高层建筑火灾室外人员救援电梯车，包括半挂式卡车头、车载车体、控制室、前液压起升装置、后液压起升装置、支撑板、承重杆、可伸缩式通廊和电梯系统，该电梯救援车最大施救高度可达100米，但是车身本体较大，不适用于拥挤的高楼群。申请号为201410214051.4的中国专利公开了一种高层建筑火灾救援系统，利用厢式升降机救援困在建筑物内部的人员，但发生火灾时需要临时搭建一种升降系统用来搭载厢体，结构复杂，搭建难度较大不适用于紧急救援。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高层建筑外部救援用抛挂系统，使救援人员不受火灾现场高度限制，且设备操作方便、救援成本低、便于普及、多点施救、救援效率高、可靠性高，第一时间将救援首批必要器材投送到指定救援位置，帮助救援人员搭建救援通道，解救被困人员逃离灾害现场。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种高层建筑外部救援用抛挂系统，包括底座、常闭式支架、横移装置、挂钩组件、绳索收放器和小型无人机。其中，所述的底座固定安装在高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，用于固定安装常闭式支架；所述的常闭式支架的底部固定安装在底座上；所述的横移装置安装在常闭式支架的顶部，用于驱动挂钩组件沿着常闭式支架横向移动；所述的挂钩组件的底部固定安装在横移装置上，用于为绳索收放器提供悬挂支撑的着力点；所述的小型无人机用于将绳索收放器运输和投送到高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，并将绳索收放器中的绳套套挂在挂钩组件上；所述的绳索收放器悬挂在小型无人机的下方或套挂在挂钩组件上。

所述的常闭式支架包括立柱、平行四边形释放架、可折叠连杆和横梁。其中，所述的立柱的底部通过螺栓固定安装在底座上，在立柱外侧的上下两端均设有电磁铁，用于吸合或释放平行四边形释放架，在所述的立柱中部一侧设有腰型工艺孔，在所述的立柱21顶部还设有密封盖213；所述的平行四边形释放架的底部安装在立柱的底部，用于连接和支撑横梁，且所述的平行四边形释放架与立柱之间通过铰链相连接；所述的可折叠连杆的两端与立柱、平行四边形释放架均通过铰链相连接，用于连接和约束平行四边形释放架；所述的横梁用于安装和支撑横移装置和挂钩组件，且所述的横梁的两端分别与两个平行四边形释放架固连。所述的可折叠连杆包括内连杆和外连杆，所述的内连杆与外连杆之间通过铰链和扭转弹簧或平面涡卷弹簧相连接。正因为在内连杆与外连杆之间的连接铰链轴上设置了扭转弹簧或平面涡卷弹簧，方可克服可折叠连杆在运动过程中因奇异位置的存在而导致平行四边形释放架在释放后无法收回的问题。所述的常闭式支架在非作业状态时保持闭合状态，即可折叠连杆处于折叠状态并置于立柱的内部。

所述的横移装置包括横移电机、齿轮和齿条。其中，所述的横移电机固定安装在挂钩组件的底部，用于为齿轮的旋转提供动力；所述的齿轮固定安装在横移电机的输出轴上，所述的齿条通过螺钉固定安装在横梁的下方，所述的齿轮与齿条保持啮合。所述的横移电机采用减速电机，且所述的横移电机中的减速器采用蜗轮蜗杆减速器，用于为横移装置在横梁上的驻留提供自锁功能，以克服齿轮和齿条所构成的齿轮齿条机构不具有自锁功能的缺陷。

所述的挂钩组件包括横移底座、支撑座、侧挂钩和中心防滑钩，所述的横移底座安装在横梁上，且与横梁之间通过直线轴承相连接；所述的支撑座的底部固定安装在横移底座上；所述的侧挂钩的数量不少于四个，且均匀固定安装在支撑座的顶部四周；所述的中心防滑钩位于支撑座的顶部中心位置，且与支撑座相固连，在所述的中心防滑钩的顶部设有防滑倒刺。

所述的平行四边形释放架包括外平行杆、内平行杆和顶连杆，所述的外平行杆位于立柱的外侧，所述的外平行杆的下端与立柱的底部通过铰链相连接，外平行杆的上端与顶连杆的外侧端通过铰链相连接，在所述的外平行杆的内侧面上还安装有两块矩形铁块，用于与立柱上的电磁铁相配合；所述的内平行杆与外平行杆的长度相等且始终保持平行，所述的内平行杆的下端与立柱的底部通过铰链相连接，内平行杆的上端与顶连杆的内侧端通过铰链相连接；所述的顶连杆的外侧端与横梁固连。所述的平行四边形释放架在闭合状态时，外平行杆与立柱通过电磁铁吸合在一起。

所述的绳索收放器用于卷收和释放救援用的绳索，所述的绳索收放器包括绳套组件、定滑轮、限速杆、卷筒、收放电机和绳索。其中，所述的绳套组件包括空间错位布置的绳套，救援时通过小型无人机将绳套套在挂钩组件的侧挂钩或中心防滑钩上，且所述的绳套的数量不少于八；所述的定滑轮的顶部与绳套组件的底部固连，定滑轮与卷筒通过绳索相连接；在所述的限速杆的顶部设有长腰形容绳孔，所述的限速杆的两端固定安装在收放电机的输出轴上，用于限定绳索在卷筒上释放或卷收的速度；所述的收放电机安装在卷筒的内部，用于为卷筒的旋转提供动力，且收放电机与卷筒之间通过螺钉相固连；所述的绳索并成双股且穿过长腰形容绳孔后缠绕在卷筒上，且所述的绳索的两个散端栓接在卷筒的一侧，并成双股后的绳索的顶部套在定滑轮上。

具体地，所述的小型无人机采用遥控式四旋翼小型无人机或遥控式六旋翼小型无人机，且所述的小型无人机的顶部设有惯性导航用陀螺仪，在小型无人机的下方设有摄像机，且所述的摄像机通过两自由度云台固定安装在小型无人机上，用于拍摄和传输救援现场的图片和影像；在所述的小型无人机的下方还设有机械手，用于抓取和固定绳索收放器。

使用时，先要使常闭式支架中的电磁铁关闭，平行四边形释放架被释放后向外倾斜，使横梁伸出高层建筑物的墙体，以便于绳索收放器开展作业。小型无人机携带绳索收放器飞至高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，将救援现场的图片和影像传输至地面指挥人员手中的监视器上。然后根据小型无人机投放作业的需要，通过横移装置驱动挂钩组件沿着横梁移动到指定的位置。在接收到投放指令后，将绳索收放器中的绳套对准挂钩组件上的侧挂钩或中心防滑钩进行投放。若绳索收放器落下后其绳套准确套在中心防滑钩上，则通过中心防滑钩为绳索收放器提供悬挂支撑着力点，且中心防滑钩顶部的防滑倒刺可避免套在中心防滑钩上的绳套脱离中心防滑钩；如果绳索收放器落下后绳套套在侧挂钩上，则通过被套住的侧挂钩为绳索收放器提供悬挂支撑着力点。绳套固定后，可启动收放电机驱动卷筒释放绳索至地面。为了减轻小型无人机的工作负载，卷筒上缠绕的绳索选择直径为0.5-2mm的夜光绳，所述的夜光绳由阻燃耐高温芳纶纤维或碳纤维制成；待卷筒落地后，将初始缠绕的夜光绳换成直径为3-10mm的承重绳，且所述的承重绳为阻燃耐高温芳纶绳或碳纤维绳。更换后的承重绳在地面与高层建筑物的顶部或其它救援位置之间搭建一个安全可靠的救援通道，可将更多的救援设备或救援人员运输至高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，进而对高层建筑物实施外部救援。卷收绳索时，先将绳索的一端穿过限速杆后固定在卷筒上，然后将限速杆固定，启动收放电机，卷筒在收放电机的驱动下相对限速杆转动，进而自动将绳索缠绕在卷筒上。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明通过小型无人机获取救援现场图片、影像，并采用小型无人机将绳索收放器运送至高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，不受用建筑物高度的限制；常闭式支架可根据使用需要或在停电状态下自动释放，使横梁伸出高层建筑物墙体之外，挂钩组件还可根据需要在横梁上移动以寻找到合适的投放点，挂钩组件中侧挂钩与中心防滑钩配合绳套组件中空间错位布置的绳套，确保绳索收放器的绳套能准确、可靠地固定在挂钩组件上，提高了无人机投放的准确率和可靠性；本发明的绳索收放器具有电动缠绕绳索或可控释放绳索的功能。本发明具有不受建筑物高度限制、操作方便、救援成本低、准确率和可靠性高，便于普及和实施多点救援、且救援效率高等优点，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的绳索收放器挂装在挂钩组件上后的结构示意图；

图3为本发明的平行四边形释放架与可折叠连杆、立柱之间的连接关系示意图；

图4为本发明的挂钩组件与横移装置的结构示意图；

图5为本发明的绳索收放器的结构示意图；

图6为本发明的绳索收放器中卷筒与限速杆、收放电机之间的装配关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种高层建筑外部救援用抛挂系统，包括底座1、常闭式支架2、横移装置3、挂钩组件4、绳索收放器5和小型无人机6。其中，所述的底座1固定安装在高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，用于固定安装常闭式支架2；所述的常闭式支架2的底部固定安装在底座1上；所述的横移装置3安装在常闭式支架2的顶部，用于驱动挂钩组件4沿着常闭式支架2横向移动；所述的挂钩组件4的底部固定安装在横移装置3上，用于为绳索收放器5提供悬挂支撑的着力点；所述的小型无人机6用于将绳索收放器5运输和投送到高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，并将绳索收放器5中的绳套511套挂在挂钩组件4上；所述的绳索收放器5悬挂在小型无人机6的下方或套挂在挂钩组件4上。

如图1、图2和图3所示，所述的常闭式支架2包括立柱21、平行四边形释放架22、可折叠连杆23和横梁24。其中，所述的立柱21的底部通过螺栓固定安装在底座1上，在立柱21外侧的上下两端均设有电磁铁211，用于吸合或释放平行四边形释放架22，在所述的立柱21中部一侧设有腰型工艺孔212，在所述的立柱21顶部还设有密封盖213；所述的平行四边形释放架22的底部安装在立柱21的底部，用于连接和支撑横梁24，且所述的平行四边形释放架22与立柱21之间通过铰链相连接；所述的可折叠连杆23的两端与立柱21、平行四边形释放架22均通过铰链相连接，用于连接和约束平行四边形释放架22；所述的横梁24用于安装和支撑横移装置3和挂钩组件4，且所述的横梁24的两端分别与两个平行四边形释放架22固连。所述的可折叠连杆23包括内连杆231和外连杆232，所述的内连杆231与外连杆232之间通过铰链和扭转弹簧或平面涡卷弹簧相连接。正因为在内连杆与外连杆之间的连接铰链轴上设置了扭转弹簧或平面涡卷弹簧，方可克服可折叠连杆在运动过程中因奇异位置的存在而导致平行四边形释放架在释放后无法收回的问题。所述的常闭式支架2在非作业状态时保持闭合状态，即可折叠连杆23处于折叠状态并置于立柱21的内部。

如图1、图2和图4所示，所述的横移装置3包括横移电机31、齿轮32和齿条33。其中，所述的横移电机31固定安装在挂钩组件4的底部，用于为齿轮32的旋转提供动力；所述的齿轮32固定安装在横移电机31的输出轴上，所述的齿条33通过螺钉固定安装在横梁24的下方，所述的齿轮32与齿条33保持啮合。所述的横移电机31采用减速电机，且所述的横移电机31中的减速器采用蜗轮蜗杆减速器，用于为横移装置3在横梁24上的驻留提供自锁功能，以克服齿轮32和齿条33所构成的齿轮齿条机构不具有自锁功能的缺陷。

如图1、图2和图4所示，所述的挂钩组件4包括横移底座41、支撑座42、侧挂钩43和中心防滑钩44。其中，所述的横移底座41安装在横梁24上，且与横梁24之间通过直线轴承相连接；所述的支撑座42的底部固定安装在横移底座41上；所述的侧挂钩43的数量不少于四个，且均匀固定安装在支撑座42的顶部四周；所述的中心防滑钩44位于支撑座42的顶部中心位置，且与支撑座42相固连，在所述的中心防滑钩44的顶部设有防滑倒刺441。

如图1、图2和图3所示，所述的平行四边形释放架22包括外平行杆221、内平行杆223和顶连杆222。其中，所述的外平行杆221位于立柱21的外侧，所述的外平行杆221的下端与立柱21的底部通过铰链相连接，外平行杆221的上端与顶连杆222的外侧端通过铰链相连接，在所述的外平行杆221的内侧面上还安装有两块矩形铁块214，用于与立柱21上的电磁铁211相配合；所述的内平行杆223与外平行杆221的长度相等且始终保持平行，所述的内平行杆223的下端与立柱21的底部通过铰链相连接，内平行杆223的上端与顶连杆222的内侧端通过铰链相连接；所述的顶连杆222的外侧端与横梁24固连。所述的平行四边形释放架22在闭合状态时，外平行杆221与立柱21通过电磁铁211吸合在一起。

如图1、图2、图5和图6所示，所述的绳索收放器5用于卷收和释放救援用的绳索56，所述的绳索收放器5包括绳套组件51、定滑轮52、限速杆53、卷筒54、收放电机55和绳索56。其中，所述的绳套组件51包括空间错位布置的绳套511，救援时通过小型无人机6将绳套511套在挂钩组件4的侧挂钩43或中心防滑钩44上，且所述的绳套511的数量不少于八；所述的定滑轮52的顶部与绳套组件51的底部固连，定滑轮52与卷筒54通过绳索56相连接；在所述的限速杆53的顶部设有长腰形容绳孔531，所述的限速杆53的两端固定安装在收放电机55的输出轴551上，用于限定绳索56在卷筒54上释放或卷收的速度；所述的收放电机55安装在卷筒54的内部，用于为卷筒54的旋转提供动力，且收放电机55与卷筒54之间通过螺钉相固连；所述的绳索56并成双股且穿过长腰形容绳孔531后缠绕在卷筒54上，且所述的绳索56的两个散端栓接在卷筒54的一侧，并成双股后的绳索56的顶部套在定滑轮52上。

如图1所示，具体地，所述的小型无人机6采用遥控式四旋翼小型无人机或遥控式六旋翼小型无人机，且所述的小型无人机6的顶部设有惯性导航用陀螺仪61，在小型无人机6的下方设有摄像机62，且所述的摄像机62通过两自由度云台固定安装在小型无人机6上，用于拍摄和传输救援现场的图片和影像；在所述的小型无人机6的下方还设有机械手63，用于抓取和固定绳索收放器5。

使用时，先要使常闭式支架2中的电磁铁211关闭，平行四边形释放架22被释放后向外倾斜，使横梁24伸出高层建筑物的墙体之外，以便于绳索收放器5开展作业。小型无人机6携带绳索收放器5飞至高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，通过摄像机62将救援现场的图片和影像传输至地面指挥人员手中的监视器上。然后根据小型无人机6投放作业的需要，通过横移装置3驱动挂钩组件4沿着横梁24移动到指定的位置。在接收到投放指令后，将绳索收放器5中的绳套511对准挂钩组件4上的侧挂钩43或中心防滑钩44，松开机械手63进行投放。若绳索收放器5落下后其绳套511准确套在中心防滑钩44上，则通过中心防滑钩44为绳索收放器5提供悬挂支撑着力点，且中心防滑钩顶部44的防滑倒刺441可避免套在中心防滑钩44上的绳套511脱离中心防滑钩44；如果绳索收放器5落下后绳套511套在侧挂钩43上，则通过被套住的侧挂钩43为绳索收放器5提供悬挂支撑着力点。绳套511固定后，可启动收放电机55驱动卷筒54释放绳索56至地面，在释放绳索56时，绳索56的释放可以依靠卷筒54、收放电机55和限速杆53的自重进行自由释放。为了限定卷筒54释放速度，可随时启动收放电机55，对限速杆53相对卷筒54之间的转动速度进行限制或制动。为了减轻小型无人机6的工作负载，卷筒54上缠绕的绳索56选择直径为0.5-2mm的夜光绳，所述的夜光绳由阻燃耐高温芳纶纤维或碳纤维制成；待卷筒54落地后，将初始缠绕的夜光绳换成直径为3-10mm的承重绳，且所述的承重绳为阻燃耐高温芳纶绳或碳纤维绳。更换后的承重绳在地面与高层建筑物的顶部或其它救援位置之间搭建一个安全可靠的救援通道，可将更多的救援设备或救援人员运输至高层建筑物的顶部或其它救援所需位置，进而对高层建筑物实施外部救援。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高层建筑外部救援用抛挂系统，包括底座、常闭式支架、横移装置、挂钩组件、绳索收放器和小型无人机，其特征在于：所述的底座固定安装在高层建筑物的顶部或其它救援所需位置；所述的常闭式支架的底部固定安装在底座上；所述的横移装置安装在常闭式支架的顶部，且可沿着常闭式支架横向移动；所述的挂钩组件的底部固定安装在横移装置上；所述的绳索收放器悬挂在小型无人机的下方或套挂在挂钩组件上；

所述的常闭式支架包括立柱、平行四边形释放架、可折叠连杆和横梁，所述的立柱的底部通过螺栓固定安装在底座上，在立柱外侧的上下两端均设有电磁铁，在所述的立柱中部一侧还设有腰型工艺孔；所述的平行四边形释放架的底部安装在立柱的底部，且与立柱之间通过铰链相连接；所述的可折叠连杆的两端与立柱、平行四边形释放架均通过铰链相连接；所述的横梁的两端分别与两个平行四边形释放架固连；

所述的可折叠连杆包括内连杆和外连杆，所述的内连杆与外连杆之间通过铰链和扭转弹簧或平面涡卷弹簧相连接；

所述的横移装置包括横移电机、齿轮和齿条，所述的横移电机固定安装在挂钩组件的底部，所述的齿轮固定安装在横移电机的输出轴上，所述的齿条通过螺钉固定安装在横梁的下方，所述的齿轮与齿条保持啮合；

所述的挂钩组件包括横移底座、支撑座、侧挂钩和中心防滑钩，所述的横移底座安装在横梁上，且与横梁之间通过直线轴承相连接；所述的支撑座的底部固定安装在横移底座上；所述的侧挂钩的数量不少于四个，且均匀固定安装在支撑座的顶部四周；所述的中心防滑钩位于支撑座的顶部中心位置，且与支撑座相固连，在所述的中心防滑钩的顶部设有防滑倒刺。

2.根据权利要求1所述的一种高层建筑外部救援用抛挂系统，其特征在于：所述的平行四边形释放架包括外平行杆、内平行杆和顶连杆，所述的外平行杆位于立柱的外侧，所述的外平行杆的下端与立柱的底部通过铰链相连接，外平行杆的上端与顶连杆的外侧端通过铰链相连接；所述的内平行杆与外平行杆的长度相等且始终保持平行，所述的内平行杆的下端与立柱的底部通过铰链相连接，内平行杆的上端与顶连杆的内侧端通过铰链相连接；所述的顶连杆的外侧端与横梁固连。

3.根据权利要求1所述的一种高层建筑外部救援用抛挂系统，其特征在于：所述的绳索收放器包括绳套组件、定滑轮、限速杆、卷筒、收放电机和绳索，所述的绳套组件包括空间错位布置的绳套，且所述的绳套的数量不少于八；所述的定滑轮的顶部与绳套组件的底部固连，定滑轮与卷筒通过绳索相连接；在所述的限速杆的顶部设有长腰形容绳孔，所述的限速杆的两端固定安装在收放电机的输出轴上；所述的收放电机安装在卷筒的内部，且与卷筒之间通过螺钉相固连；所述的绳索并成双股且穿过长腰形容绳孔后缠绕在卷筒上，且所述的绳索的两个散端栓接在卷筒的一侧，并成双股后的绳索的顶部套在定滑轮上。

4.根据权利要求1所述的一种高层建筑外部救援用抛挂系统，其特征在于：小型无人机采用遥控式四旋翼小型无人机或遥控式六旋翼小型无人机，在所述的小型无人机的顶部设有惯性导航用陀螺仪，在小型无人机的下方设有摄像机，且所述的摄像机通过两自由度云台固定安装在小型无人机上，在所述的小型无人机的下方还设有机械手。

5.根据权利要求1所述的一种高层建筑外部救援用抛挂系统，其特征在于：所述的横移电机采用减速电机，且所述的横移电机中的减速器采用蜗轮蜗杆减速器。

6.根据权利要求1所述的一种高层建筑外部救援用抛挂系统，其特征在于：在卷筒上缠绕的绳索选择直径为0.5-2mm的夜光绳，且所述的夜光绳由阻燃耐高温芳纶纤维或碳纤维制成。