专利名称：涵道风扇软式云梯消防车的制作方法
技术领域：
本发明涉及消防装备，特别涉及一种软式云梯消防车。
背景技术：
现有的消防车都是停在地面上利用高压水枪进行灭火，利用云梯进行 举高救援，云梯由多节可伸縮的梯子级联或液压伸縮臂支撑构成，目前世
界上云梯车举高所能达到的最大高度是芬兰产的博浪涛(Bnmto Skylift)F101 HLA云梯车，举高高度101米，高压水枪的喷水极限高度约 70米左右，随着经济的发展，建筑物越来越高，150米至500米的高层建 筑越来越多，这些高层建筑一旦出现火情，消防车的云梯够不上，难以进 行有效救援，高压水枪也只能从下面远距离喷水，到达中心火场时，水柱 散开了，没有冲击力，象毛毛雨一样，灭火效果不理想，而超过150米高 度的地方则完全不能利用现有的消防车灭火。虽然有的消防部门配备有直 升飞机，但是直升飞机自身携带的供飞行用的燃料和供灭火使用的消防液 都是有限的，续航能力差、消防时间短。而且直升飞机都有尾翼，螺旋桨 也很大，平衡能力差，灵活性较差，不能太靠近建筑物。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种涵道风扇软式云梯消防车, 使用方便，既能救火，又能救人，它利用飞行器作为提升工具，将消防水 带提升至中心火场，通过高压水枪近距离喷水，灭火效果好，飞行器由地 面车辆提供动力和消防液补给，自身重量轻，机动灵活，可以垂直起飞、 降落，水平移动，在空中悬停，不受楼层高度限制，可以快速接近火场， 直接营救被大火围困的人员。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案 一种涵道风扇软式云梯 消防车，包括飞行器，飞行器由工作舱和四个涵道组成，涵道内设置有风 扇，其特征是所述四个涵道分别布置在工作舱顶部的前面、左面、后面、 右面，工作舱顶部设置有四组驱动装置，每个涵道分别与一组驱动装置连 接，每组驱动装置由动力机构和偏转机构组成，动力机构由引擎、传动轴 构成，偏转机构由大轴承座、主动齿轮、被动齿轮、伺服电动机构成，每 个涵道的侧面固接有悬臂，悬臂为圆筒形，每个悬臂由大轴承座中的大轴 承支承，悬臂的后部固接有支架，所述引擎固定在支架上，所述传动轴穿
3置在悬臂内，悬臂的两端设置有小轴承，传动轴由所述小轴承支承，传动 轴的前端伸入涵道内，通过锥齿轮传动副与风扇轴连接，传动轴的后端通 过联轴器与引擎的输出轴连接，所述被动齿轮固接在悬臂上，所述主动齿 轮固接在伺服电动机的主轴上，该主动齿轮与所述被动齿轮啮合，伺服电 动机固定在工作舱顶部的平台上，工作舱的内部中心设置有高压水枪，高 压水枪的底部设置有管接头，该管接头与消防水带连接，消防水带与地面 的消防液补给车连接。
所述涵道的中心线上设置有上、下支撑座，上、下支撑座分别通过上、 下联杆与涵道的内壁连接，上、下支撑座内装有高速轴承，所述风扇轴的 两端分别由上、下支撑座内的高速轴承支承。所述消防水带上设置有增压 泵。所述工作舱顶部的四角设置有摄像机，该摄像机通过控制电缆与地面 上的指挥车连接。所述引擎是高速电动机，引擎通过动力电缆与地面上的 配电补给车连接。所述引擎是航空发动机，引擎通过油管与地面上的燃料 补给车连接。所述高压水枪通过控制电缆与地面上的指挥车连接。
本发明有以下积极有益效果-
本发明的涵道风扇软式云梯消防车，利用飞行器作为提升工具，飞行器 可以垂直起降、悬停，速度快、机动性强，不受地形、障碍物的限制，消 防液及动力补给车略远、略近，都不受影响，无论火情有多大，楼层有多 高，飞行器都可以快速的、准确地接近火情中心现场。飞行器内设置有高 压水枪，高压水枪通过消防水带与地面的消防液补给车连接，消防员通过 操纵控制台，使飞行器直接靠近火舌，利用高压水枪喷水，水柱近距离打 在着火点上，水量大且集中，可以在最短的时间内把大火熄灭。飞行器的 四角安装有监视器、扬声器，消防员在指挥车里通过监视器能直接看到高 层楼房内的火情，人员的动向，确定被困人员的位置后，消防员可以乘坐 飞行器，快速升到高层楼房的窗户外，通过救援梯营救被困人员。由于飞 行器的动力和消防液由地面补给车提供，因此保证了消防救援的长时间连 续性，克服了现行直升飞机运载量有限，续航能力差、消防时间短的弊端。
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是图1中飞行器升空后的示意图。
图3是图1中飞行器的结构示意图。
图4是图3中一个涵道与工作舱的连接结构示意图。
图5是图4中涵道与驱动装置的装配结构放大图。
图6是增压泵的结构示意图。
图7是涵道的剖视图。
图8是图4的侧视图。图9是涵道的局部剖视图。
图IO是涵道内部的结构示意图。
图11是电缆、油管、消防水带束缚在一起的结构示意图。
具体实施例方式
图中标号
1涵道2涵道3涵道
5弓|擎6传动轴7大轴承座
8轴承9轴承10飞行器
11伺服电动机12悬臂
13支架14小轴承15小轴承
16风扇17锥齿轮18锥齿轮
19联轴器20工作舱21主动齿轮
22被动齿轮23上支撑座24上联杆
25高速轴承26压盖27高压水枪
28消防水带29增压泵30消防车
31法兰盘32摄像机33下支撑座
34下联杆35高速轴承36风扇轴
37整流罩38整流罩39防护罩
40平台41救援梯42泵体
43马达44叶轮45进水口
46出水口47控制电缆48动力电缆或油管
49隔套50开口51防护套管
请参照图l、图2，本发明是一种涵道风扇软式云梯消防车30，包括飞 行器10，消防车30上设置有供飞行器10起飞降落的平台40，飞行器10 由工作舱20和四个涵道1、 2、 3、 4组成，涵道l、 2、 3、 4内分别设置有 风扇16，四个涵道l、 2、 3、 4分别布置在工作舱20顶部的前面、左面、 后面、右面，工作舱20的顶部安装有四组驱动装置。
工作舱20可以由钢管焊接而成，为框架式结构，在其一个角部设置有 开口50，以便于人员进出。
请参照图3、图4、图5、图7，涵道l、 2、 3、 4分别与这四组驱动装 置连接，四组驱动装置的结构相同，每组驱动装置由动力机构和偏转机构 组成，动力机构由引擎5、传动轴6构成，偏转机构由大轴承座7、主动齿 轮21、被动齿轮22、伺服电动机ll构成，涵道1的侧面固接有悬臂12， 悬臂12为圆筒形，悬臂12由大轴承座7中的大轴承支承。悬臂12的后部 固接有支架13，引擎5通过法兰盘31固定在支架13上。本实施例中，大轴承座7有两组，在实施时，可以根据悬臂12的长度变化而相应的增加大 轴承座7的数量。
请参照图7、图8、图9、图10，传动轴6穿置在悬臂12内，悬臂12 的前端、后端安装有小轴承14、 15，传动轴6由小轴承14、 15支承。
传动轴6的前端伸入涵道1内，通过锥齿轮传动副与风扇轴36连接， 锥齿轮传动副由锥齿轮17、 18组成，锥齿轮17固接在风扇轴36上，锥齿 轮18固接在传动轴6的前端上，锥齿轮17、 18啮合在一起，传动轴6的 后端通过联轴器19与引擎5的输出轴连接，被动齿轮22固接在悬臂12上, 主动齿轮21固接在伺服电动机11的主轴上，主动齿轮21与被动齿轮22 啮合，伺服电动机11固定在工作舱20的顶面上。
当引擎5工作时，其输出轴带动传动轴6高速旋转，传动轴6经过锥 齿轮17带动锥齿轮18高速旋转，从而使风扇轴36高速旋转，于是风扇16 便转动产生升力。当伺服电动机ll工作时，主动齿轮21会转动一个角度， 带动被动齿轮22也相应转动一个角度，由于被动齿轮22固接在悬臂12上， 所以涵道会偏转，从而实现调整飞行姿态。
涵道1的中心设置有上、下支撑座23、 33，上支撑座23通过上联杆 24与涵道1的内壁连接，上联杆24有三个，呈辐射状分布，上支撑座23 内安装有高速轴承25。上支撑座23的上端连接有压盖26。下支撑座33通 过下联杆34与涵道1的内壁连接，下联杆34有三个，也呈辐射状分布， 下支撑座33内安装有高速轴承35。风扇轴36的两端由高速轴承25、 35支 承。在锥齿轮17与高速轴承25之间设置有隔套49，隔套49定位作用。
风扇16安装在风扇轴36上，风扇轴36的顶端和底端分别设置有整流 罩37、 38。风扇轴36的中部由防护罩39遮盖。
工作舱20的内部中心设置有高压水枪27。高压水枪27的底部设置有 管接头，该管接头与消防水带28连接。消防水带28与地面上的消防液补 给车连接。高压水枪27通过控制电缆与地面上的指挥车连接。高压水枪27 的扳机由电控装置构成，高压水枪27的开和关由指挥车控制。
在优选实施方案中，在消防水带28上串接有增压泵29，增压泵29起 中继作用，使消防液经过加压后从高压水枪27喷出，水量大且集中，可以 在最短的时间内把大火熄灭，增压泵29可以有多个，从而实现分级增压， 利用分级增压，可将消防水带内消防液自重完全作用到最底端的压力分散 到各级增压泵，减小了最底部泵的压力和消防水带下端承受的消防液的压 力，从而可以降低消防水带材质对耐压强度的要求。
请参照图6，增压泵29可以采用同轴式的离心泵，它由泵体42、马达 43、叶轮44组成，叶轮44的两端由轴承8、 9支承，马达43设置在泵体 42的中央，这种离心泵的优点是进水口 45和出水口 46在同一轴线上， 液体从泵体的夹层腔中穿过，结构紧凑，体积小，便于串接在消防水带28 上。另外，还可以在增压泵29上方的消防水带28上设置单向阀，使消防
6液通过增压泵29后，只能向上流动，不能向下流动，防止倒流。
引擎5可以是高速电动机，引擎5也可以是航空发动机。当引擎5采
用高速电动机时，需要用动力电缆与地面上的配电补给车连接。
当引擎5采用航空发动机时，需要用油管与地面上的燃料补给车连接。 工作舱20顶部的四角设置有摄像机32，并安装有扬声器，以便于与被
困人员通话。摄像机32通过控制电缆向地面传输信号。伺服电动机11通
过动力电缆与地面上的配电补给车连接。由地面上的配电补给车提供电能，
伺服电动机ll、引擎5、增压泵29都由地面上进行控制，可以通过控制电
缆进行有线控制，也可以通过遥控方式进行无线控制。
值得一提的是，上述的动力电缆、控制电缆、油管、消防水带虽然与
不同的补给车连接，但在使用时可以束缚在一起，即上端都与飞行器10连
接，中部通过保护套管连在一起，下端分叉，其中的动力电缆的下端与地 面配电补给车的电源接口连接，油管的下端与燃料补给车的燃料接口连接， 控制电缆的下端与指挥车连接，消防水带的下端与消防液补给车的输液接 口连接。具体实施时，配电补给车、燃料补给车、指挥车可以合并到同一 台车，也可以是各自分开。
请参照图ll，控制电缆47、动力电缆或油管48与消防水带28束缚在 一起，在外面套上防护套管51，当飞行器10升空时，通过连接的防护套管 51牵引，使得控制电缆47、动力电缆或油管48与消防水带28同时升空。
飞行器升空时，四个涵道l、 2、 3、 4的驱动装置中的动力机构同时工 作，即四个引擎5同时工作，四个风扇16同时高速旋转，风扇16产生的 高速气流从涵道底部开口喷出，飞行器10获得升力，从消防车30的平台 40上升起，需要平飞时，可以启动伺服电动机ll,使涵道l、 3或涵道2、 4 产生偏转，即涵道1、 3或涵道2、 4从竖直方向向相同方向偏转成与垂直 方向有一定的夹角，飞行器10便可以沿水平方向移动，需要转向时，需要 将涵道l、 2、 3、 4同时偏转一个角度，即都要从竖直方向偏转成与水平方 向有一定的夹角，而且，涵道l、 2、 3、 4偏转的趋势要相同，即都为顺时 针或都为逆时针，这样飞行器10便可以左转或右转，需要降落时，只需要 减少风扇16的转速，飞行器10便徐徐下降，停在消防车30的平台40上。
救火时，消防员在指挥车里操纵就可以，不需要与大火面对面，消防 员通过操纵控制台，使飞行器垂直起降、悬停、盘旋、水平飞行、转弯， 直接靠近火舌，利用高压水枪27喷水，水柱近距离打在着火点上，水量大 且集中，可以在最短的时间内把大火熄灭。飞行器的四角安装有监视器32、 扬声器，消防员在指挥车里通过监视器能直接看到高层楼房内的火情，人 员的动向，同时可以通过扬声器、直接和被困人员对话，确定被困人员的 位置后，消防员可以乘坐飞行器，快速升到高层楼房的窗户外，通过救援 梯41营救被困人员，再将被困人员接到地面上。
权利要求
1.一种涵道风扇软式云梯消防车，包括飞行器，飞行器由工作舱和四个涵道组成，涵道内设置有风扇，其特征是所述四个涵道分别布置在工作舱顶部的前面、左面、后面、右面，工作舱顶部设置有四组驱动装置，每个涵道分别与一组驱动装置连接，每组驱动装置由动力机构和偏转机构组成，动力机构由引擎、传动轴构成，偏转机构由大轴承座、主动齿轮、被动齿轮、伺服电动机构成，每个涵道的侧面固接有悬臂，悬臂为圆筒形，每个悬臂由大轴承座中的大轴承支承，悬臂的后部固接有支架，所述引擎固定在支架上，所述传动轴穿置在悬臂内，悬臂的两端设置有小轴承，传动轴由所述小轴承支承，传动轴的前端伸入涵道内，通过锥齿轮传动副与风扇轴连接，传动轴的后端通过联轴器与引擎的输出轴连接，所述被动齿轮固接在悬臂上，所述主动齿轮固接在伺服电动机的主轴上，该主动齿轮与所述被动齿轮啮合，伺服电动机固定在工作舱顶部的平台上，工作舱的内部中心设置有高压水枪，高压水枪的底部设置有管接头，该管接头与消防水带连接，消防水带与地面的消防液补给车连接。
2. 如权利要求1所述的涵道风扇软式云梯消防车，其特征是所述涵 道的中心线上设置有上、下支撑座，上、下支撑座分别通过上、下联杆与 涵道的内壁连接，上、下支撑座内装有高速轴承，所述风扇轴的两端分别 由上、下支撑座内的高速轴承支承。
3. 如权利要求1所述的涵道风扇软式云梯消防车，其特征是所述消 防水带上设置有增压泵。
4. 如权利要求1所述的涵道风扇软式云梯消防车，其特征是所述工 作舱顶部的四角设置有摄像机，该摄像机通过控制电缆与地面上的指挥车 连接。
5. 如权利要求1所述的涵道风扇软式云梯消防车，其特征是所述引 擎是高速电动机，引擎通过动力电缆与地面上的配电补给车连接。
6. 如权利要求1所述的涵道风扇软式云梯消防车，其特征是所述引 擎是航空发动机，引擎通过油管与地面上的燃料补给车连接。
7. 如权利要求1所述的涵道风扇软式云梯消防车，其特征是所述高 压水枪通过控制电缆与地面上的指挥车连接。
全文摘要
一种涵道风扇软式云梯消防车，包括飞行器，飞行器由工作舱和四个涵道组成，涵道内设置有风扇，每个涵道分别与一组驱动装置连接，每组驱动装置由动力机构和偏转机构组成，动力机构由引擎、传动轴构成，偏转机构由大轴承座、主动齿轮、被动齿轮、伺服电动机构成，每个涵道的侧面固接有悬臂，悬臂由大轴承座中的大轴承支承，引擎固定在支架上，传动轴穿置在悬臂内，传动轴的前端伸入涵道内，通过锥齿轮传动副与风扇轴连接，传动轴的后端通过联轴器与引擎的输出轴连接，被动齿轮固接在悬臂上，主动齿轮固接在伺服电动机的主轴上，主动齿轮与被动齿轮啮合，工作舱的内部中心设置有高压水枪，本发明的消防车，使用方便，既能救火，又能救人，不受建筑物高度限制。
文档编号A62C31/00GK101574565SQ20091008745
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者曾兴为, 曾荣佳 申请人:北京大业嘉成科技有限公司;曾荣佳;曾兴为