CN208564019U - 一种高空坠落防护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种高空坠落防护装置，该装置包括n个基本弹出单位和一个监控反应单元；n的数量为1‑30，优选为6‑16；其中，每个基本弹出单位包括2个基本弹出单元和一张防护网；每个基本弹出单元包括：扭力弹簧、钛合金伸缩杆、钢制旋转齿轮和电机；其中，钛合金伸缩杆为三级结构，第一级伸缩杆于建筑表面水平嵌入建筑，扭力弹簧位于第一级伸缩杆的正后方，且扭力弹簧中的固定臂水平固定在设备箱底部，位于扭力弹簧上方的旋转齿轮使扭力弹簧的动力臂向左侧压缩转动40‑50度并位于钛合金伸缩杆的后部。本实用新型采用钛合金作为伸缩杆的主要材料，降低了拦截装置的质量，减小了拦截装置在迅速弹出过程中对建筑的损伤。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种防护拦截装置，尤其是一种高空坠落防护装置。
背景技术
坠落防护，顾名思义是保护高处活动者不受到高空坠落威胁或在物体发生坠落后保护路上行人不受到进一步的伤害。现有的高空作业防坠系统大体包括下列几大部件：安全带、安全绳、自锁器、钢钩、速差防坠器、缓冲带等。例如，现在市场上常见的防护网通常安装在高层大厦的玻璃外，如重庆市某幼儿园将该防护网进行改造后安装于该幼儿园操场的上空，该防护网均用硬性较大的材料制成，若有大型物品从上空坠落，对该幼儿园学生生命安全并没有保障；正在应用中的公路边坡被动柔性防护网，是以高强度钢丝绳与柔性网为主要构成部分，并辅以减压环、锚杆、支撑绳等配件构成整个系统，最后由钢柱固定的方式来覆盖、紧固整个坡面。整个装置虽有防止落石崩塌等现象发生的效果，但以整个网子覆盖在坡面上，十分影响其美观效果，并且在风吹日晒雨淋的情况下，对网子本身的伤害非常大。
另外，现有的一种基于高空作业安全自动控制系统的设计中，主要是在全方位安全带发生断裂等意外情况前发出预警并触发降落伞。这些防护系统均针对于高空作业人员进行防护，若有物体坠落或孩童失足等意外情况出现时无法对路上行人及孩童进行更加有效的防护以保证其安全。
实用新型内容
本实用新型的针对当前技术中存在的不足以及设计的缺陷，提供一种高空坠落防护装置。该装置未触发时，三级伸缩杆压缩于建筑内部，防护网折叠悬挂于各级伸缩杆的首端，紧贴墙面，伸缩杆末端的扭力弹簧受旋转齿轮控制，扭力弹簧处于压缩状态，旋转齿轮位于扭力弹簧的上方，通过电机轴，与电机相连，电机被固定在墙体内部一侧，电机通过传输线与视频分析机相连,摄像头安装在建筑墙体外部一侧，始终对外部环境进行检测；当与摄像头连接的视频分析机检测到坠物时，向电机发出启动电信号，电机带动旋转齿轮旋转，扭力弹簧释放，扭力弹簧动力臂撞击伸缩杆尾部，伸缩杆被弹出，防护网在伸缩杆作用下张开，对坠落目标进行拦截。这样，既有效保证了人们的生命财产安全，又提高了建筑的美观性。
本实用新型的技术方案是：
一种高空坠落防护装置，该装置包括n个基本弹出单位和一个监控反应单元；n的数量为1-30，优选为6-16；
其中，每个基本弹出单位包括2个基本弹出单元和一张防护网；
每个基本弹出单元的组成包含：扭力弹簧、钛合金伸缩杆、钢制旋转齿轮和电机；
其中，钛合金伸缩杆为三层结构，第一级伸缩杆水平于建筑表面嵌入建筑，且其端部保持与建筑外墙平齐，第二级、第三级伸缩杆可收缩的依次套在第一级伸缩杆内；扭力弹簧) 位于第一级伸缩杆的正后方，且扭力弹簧中的固定臂水平固定在设备箱底部，位于扭力弹簧上方的旋转齿轮使扭力弹簧的动力臂向左侧压缩转动40-50度并位于钛合金伸缩杆的后部，使得扭力弹簧整体保持待触发状态，旋转齿轮固定在电机的电机轴上；每个基本弹出单元的扭力弹簧、钢制旋转齿轮、电机和钛合金伸缩杆的后部位于设备箱中；
每个基本弹出单元中的2个钛合金伸缩杆平行，防护网两侧的端部与钛合金伸缩杆的第三级伸缩杆的端部相连，防护网两侧的尾部与钛合金伸缩杆的第一级伸缩杆的端部相连；
所述的监控反应单元的组成包括：m个摄像头和1个视频分析机；m＝2～8；监控反应单元的位置关系为：摄像头固定与墙体外部的一侧，分别与建筑物内部的视频分析机相连；视频分析机还通与各个基本弹出单元内的电机相连。
所述的摄像头两个为一组，每组摄像头水平，分别安装在建筑某一固定层的最左侧与最右侧，摄像视角向下倾斜45°；从建筑的顶层开始在第一组的垂直线上每隔15-20米距离安装一组摄像头。
本实用新型的有益效果为：
随着高层建筑的增加，本实用新型可以安装在具有观光价值的高层建筑中，如大型商场，经贸大厦，旅游景点等，本实用新型采用视频监测控制系统，通过伸缩杆的设计，使防护网由长期张开状态优化为压缩状态，极大提高了空间利用率，保证了建筑的美观性，使拦截网的应用范围由普通的居民区、幼儿园拓展到了旅游区、商场等更容易发生高层坠落的地区，同时也减小了拦截材料的损伤，起到了节约资源的作用；在视频监测系统监测到坠物后，可以指定具体拦截装置对坠物进行拦截，提高拦截的准确性；与现有拦截材料相比，本实用新型采用高强度高模量聚乙烯纤维作为拦截网的主要材料，降低了拦截过程中拦截网对坠物以及拦截杆的损伤；本实用新型采用钛合金作为伸缩杆的主要材料，降低了拦截装置的质量，降低了迅速弹出过程中，拦截装置对建筑的损伤。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型内部结构侧视图的示意图；
图2为外部结构示意图；
图3为摄像头与电机的连接示意图；
图4为内部弹簧与开关的正视图的示意图。
图5为伸缩杆未伸出时侧面的示意图。
图6为本装置在建筑物中的分布示意图。
图中，1.墙体，2.外墙面，3.扭力弹簧，4.固定臂，5.动力臂，6.伸缩杆，7.钢制旋转齿轮，8.电机轴，9.防护网，10.上层窗户，11.下层窗户，12.摄像头，13.电机，14.视频分析机，15.传输线,16.设备箱。
具体实施方式
本实用新型涉及的一种高空坠落防护装置，其内部结构如图1所示，外部结构如图2所示。该装置包括n个基本弹出单位和一个监控反应单元；n的数量为1-30，优选为6-16；
其中，每个基本弹出单位包括2个基本弹出单元和一张防护网(9)；
每个基本弹出单元的组成包含：扭力弹簧(3)、钛合金伸缩杆(6)、钢制旋转齿轮(7) 和电机(13)；
其中，钛合金伸缩杆(6)为三层结构，第一级伸缩杆水平于建筑表面嵌入建筑，且其端部保持与建筑外墙平齐，第二级、第三级伸缩杆可收缩的依次套在第一级伸缩杆内；扭力弹簧(3)位于钛合金伸缩杆(6)的正后方，且扭力弹簧(3)中的固定臂(4)水平固定在设备箱(16)底部，位于扭力弹簧(3)上方的钢制旋转齿轮(7)使扭力弹簧(3)的动力臂(5) 向左侧压缩转动40-50度并位于钛合金伸缩杆(6)的后部，使得扭力弹簧(3)整体保持待触发状态，钢制旋转齿轮(7)固定在电机(13)的电机轴(8)上；每个基本弹出单元的扭力弹簧(3)、钢制旋转齿轮(7)、电机(13)和钛合金伸缩杆(6)的后部位于设备箱(16) 中。
每组基本弹出单元中的2个钛合金伸缩杆(6)平行，防护网(9)两侧的端部与钛合金伸缩杆(6)的第三级伸缩杆的端部相连；防护网两侧的尾部与钛合金伸缩杆(6)的第一级伸缩杆的端部相连；
其中，扭力弹簧(3)材质采用SUS304-WPB弹簧钢，平均螺旋直径20mm，线材直径4mm，圈数2，固定力臂(4)长度50mm，施力力臂(5)长度50mm，当施力臂扭转角度为40度时候，可达最大应力140Pa；钛合金伸缩杆(6)的三层中，最内层直径42mm，外两层厚度均为5mm。在保证扭力弹簧(3)提供足够大应力的条件下，整个装置弹出大概需要0.3402s。
所述的监控反应单元的组成包括：m个摄像头(12)和1个视频分析机(14)，m＝2～8；监控反应单元的位置关系为：各个摄像头(12)固定与墙体外部的一侧，通过传输线(15)分别与建筑物内部的视频分析机相连；视频分析机(14)通过传输线(15)与各个基本弹出单元内的电机(13)相连。
所述的摄像头(12)两个为一组，每组摄像头水平，分别安装在建筑某一固定层的最左侧与最右侧，摄像视角向下倾斜45°；从建筑的顶层开始在第一组的垂直线上每隔15-20米距离安装一组摄像头。
整个装置的连接关系为：首先在需要安装的建筑顶层两侧，安装视线平行于楼面且向下倾斜约45°观察的摄像头(12)，可在第一组的垂直线上每隔15-20米距离安装一组；在每层建筑上安装数个防护装置；每个防护装置主体由两个设备箱(16)与两杆之间的防护网(9) 构成，防护网通过减压环与两伸缩杆相连；其中钛合金伸缩杆分为三层，第一级伸缩杆垂直于建筑表面嵌入建筑，且其边缘保持与建筑外墙处于同一平面，第二级、第三级伸缩杆可收缩的依次套在第一级伸缩杆内；伸缩杆处于收缩状态时，位于伸缩杆后方的扭力弹簧(3)处于压缩状态，扭力弹簧的固定臂(4)固定在设备箱(16)底部,扭力弹簧施力臂(5)被旋转齿轮(7) 抵住，旋转齿轮与电机轴(8)焊在一起；当视频分析机(14)对摄像头(12)记录的视频利用视频智能分析技术(本实用新型采用北京中航安通公司的边坡滚石系统)进行分析检测到坠落物体时，分析机迅速计算出物体坠落将经过的拦截装置的坐标，并将分析结果转换为电信号通过(15)传送给对应坐标的拦截装置内部的电机(13)，电机(13)将输入的电压信号转换为电机轴(8)上的机械输出量带动钢制旋转齿轮(7)转动,扭力弹簧施力臂的限制因旋转齿轮转动而撤去，施力臂释放弹力，撞击最内层伸缩杆，进而带动伸缩杆内层实现快速弹出，最终实现拦截装置的就位，接住坠落物体。
当摄像头的帧率设置在30时,视频分析机的反应时间约为30毫秒，视频分析机对采集到的视频进行分析的时间小于100毫秒,而采用上述扭力弹簧的参数时,拦截装置的到位时间约为0.34秒，因此整个装置到位总时间约为0.47秒；而物体从高空坠落时，下落三层楼高度的时间约为1.35秒，小于装置到位的时间，因此本装置有把握在物体下落三层楼高度后将物体拦截住。
所述的视频分析机(14)具体为北京中航安通公司的边坡滚石系统。
所述实用新型由视频分析系统与拦截控制系统组成，其中视频分析系统包括摄像头(12)，视频分析机(14)，拦截控制系统包括控制启动部分和拦截部分系统，控制启动部分由设备箱(16)，电机(13)，钢制旋转齿轮(7)，扭力弹簧(3)组成，拦截部分由三级伸缩杆(6)和防护网(9)组成，最后，视频分析机(14)与电机(13)通过传输线(15)连接在一起。摄像头(12)处于常开状态，当有坠物经过摄像头(12)时，与所述摄像头(12)处于同一楼层的视频分析机(14)对所述摄像头(12)采集的图像进行分析，分析结果显示有坠物落下时，则由视频分析机(14)经过传输线(15)发送拦截信号至所述摄像头(12)以下9米的全部电机(13)，启动电机(13)，在电机(13)的带动下，钢制旋转齿轮(7)旋转，扭力弹簧动力臂(5)释放，推动第三级伸缩杆(6)，第二级伸缩杆(6)随第三级伸缩杆(6)一起弹出，防护网(9)在伸缩杆(6)带动下张开，对坠物进行拦截。
本实用新型未尽事宜为公知技术。
Claims (3)
1.一种高空坠落防护装置，其特征为该装置包括n个基本弹出单位和一个监控反应单元；n的数量为1-30；
其中，每个基本弹出单位包括2个基本弹出单元和一张防护网；
每个基本弹出单元的组成包含：扭力弹簧、钛合金伸缩杆、钢制旋转齿轮和电机；
所述的钛合金伸缩杆为三层结构，第一级伸缩杆水平于建筑表面嵌入建筑，且其端部保持与建筑外墙平齐，第二级、第三级伸缩杆可收缩的依次套在第一级伸缩杆内；扭力弹簧位于第一级伸缩杆的正后方，且扭力弹簧中的固定臂水平固定在设备箱底部，位于扭力弹簧上方的旋转齿轮使扭力弹簧的动力臂向左侧压缩转动40-50度并位于钛合金伸缩杆的后部，使得扭力弹簧整体保持待触发状态，旋转齿轮固定在电机的电机轴上；每个基本弹出单元的扭力弹簧、钢制旋转齿轮、电机和钛合金伸缩杆的后部位于设备箱中；
每个基本弹出单元中的2个钛合金伸缩杆平行，防护网两侧的端部与钛合金伸缩杆的第三级伸缩杆的端部相连，防护网两侧的尾部与钛合金伸缩杆的第一级伸缩杆的端部相连；
所述的监控反应单元的组成包括：m个摄像头和1个视频分析机；m＝2-8；监控反应单元的位置关系为：摄像头固定与墙体外部，分别与建筑物内部的视频分析机相连；视频分析机还通与各个基本弹出单元内的电机相连。
2.如权利要求1所述的高空坠落防护装置，其特征为所述的基本弹出单位的个数n为6-16。
3.如权利要求1所述的高空坠落防护装置，其特征为所述的摄像头两个为一组，每组摄像头水平，分别安装在建筑某一固定层的最左侧与最右侧，摄像视角向下倾斜45°；从建筑的顶层开始在第一组的垂直线上每隔15-20米距离安装一组摄像头。
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