一種多方向組合式救援千斤頂連接架

儲(chǔ)沁儀　吳興國(guó)

摘 要：該文介紹了一種新型連接架，用于連接多個(gè)千斤頂構(gòu)成組合式救援千斤頂。在發(fā)生地震等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，該組合式救援千斤頂可以有效的發(fā)揮作用，通過(guò)控制多個(gè)方向千斤頂?shù)纳炜s和升降，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固的立體支撐，給被困人員提供一個(gè)安全的救援空間，保障了生命安全。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接拆卸方便、可靠、成本低，適用于多種千斤頂使用。

關(guān)鍵詞：連接架 組合式千斤頂 救援

中圖分類號(hào)：TH211 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（a）-0076-03

Abstract： A new type connector which connect several jacks to form the combined rescue jack is introduced in this paper. The combined rescue jack can play an active role in the event of earthquake and other geological disasters. By controlling the telescoping and lifting of this jacks in multiple directions to achieve solid three-dimensional support， it can provide a safe rescue space to protect the safety of life for trapped people. The connector applys to multiform jacks which has the advantages of simple structure， convenient and reliable connection and disassembly， and low cost.

Key Words： Connector； Combined jack； Rescue

我國(guó)是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家。在災(zāi)難應(yīng)急救援活動(dòng)中，一個(gè)十分重要而難度大的工作就是快速解救被困人員。作為救援工具之一的千斤頂發(fā)揮了重要作用，但目前使用的救援千斤頂工具形式單一。由于廢墟現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性，在救援中普通千斤頂很難形成有效的合力，往往因單個(gè)或多個(gè)千斤頂?shù)氖褂?，顧此失彼，造成受力不均，形成二次坍塌，或者余震的發(fā)生，都會(huì)對(duì)被困人員造成進(jìn)一步的傷害。多方向組合式救援千斤頂裝置采用了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的立體連接架，它可以將多個(gè)千斤頂快速地連接在一起形成組合式千斤頂，通過(guò)控制多個(gè)方向的伸縮或升降，實(shí)現(xiàn)立體支撐，形成生命救援的寶貴空間，縮短救援時(shí)間，大幅提升了應(yīng)急救援行動(dòng)中的綜合能力[1]。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)的裝置要將多個(gè)普通千斤頂有效地組合起來(lái)，可提供多個(gè)方向出力，且能平衡多方向力使之形成有效合力，實(shí)現(xiàn)立體支撐。

首先，連接架最好設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的裝置，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，成本要低。根據(jù)受力平衡的要求，可以考慮將多個(gè)千斤頂兩兩對(duì)稱布置，它們的軸心線共線，使得所連接的兩對(duì)稱布置的千斤頂出力方向相反，這樣該方向上連接架所受合力為零，就能使連接架受力時(shí)能保持平衡穩(wěn)定狀態(tài)。就像連接架的軸心線呈三維坐標(biāo)結(jié)構(gòu)相交于一點(diǎn)，即相當(dāng)于在X、Y、Z三坐標(biāo)軸上進(jìn)行布置，并交于原點(diǎn)O（如圖1所示）。因此，確定連接架的外形呈空間立體十字架型。

其次，在不改變現(xiàn)有普通千斤頂?shù)闹饕Y(jié)構(gòu)前提下，使連接架與千斤頂相連接，連接需穩(wěn)固可靠，并且組合和拆卸分解能夠快捷便利。因此，通過(guò)在常用的簡(jiǎn)單連接方式中進(jìn)行選擇，主要對(duì)圓柱形套筒連接式、螺紋連接式、鍵連接式[2]等多種方法做比較，最終確定選擇了圓柱形套筒式，并配合使用開(kāi)口銷輔助鎖定的連接方式，滿足了連接和拆卸快捷、加工容易以及成本低等要求。

1.2 主要結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，立體連接架設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。連接架包括6個(gè)方向的圓柱形連接套筒，該6個(gè)連接套筒分為三組，它們?nèi)M的3個(gè)軸線兩兩相垂直，并交于一點(diǎn)。每一連接套筒連接一個(gè)千斤頂。為了便于與連接套筒連接，將千斤頂?shù)撞扛脑旌投ㄖ脼榕c連接套筒內(nèi)孔相配合的圓柱形連接頭，千斤頂就通過(guò)該連接頭與對(duì)應(yīng)連接架套筒進(jìn)行裝配連接。千斤頂?shù)撞窟B接頭與連接架套筒內(nèi)孔裝配后，為保證連接架與千斤頂?shù)倪B接可靠，防止脫落，在每個(gè)連接套筒上和千斤頂連接頭對(duì)應(yīng)位置都開(kāi)設(shè)一個(gè)徑向通孔，用于放置開(kāi)口銷，起到鎖定防脫落的作用。

2 工作原理

連接架的作用就是將多個(gè)千斤頂可靠連接并布置于對(duì)稱的多個(gè)方向上。使用時(shí)可以將千斤頂?shù)撞窟B接頭插入連接架的連接套筒內(nèi)，并使它們的銷孔（通孔）對(duì)齊，然后插入開(kāi)口銷就可以實(shí)現(xiàn)快速連接。圖2為連接架實(shí)現(xiàn)組合6個(gè)液壓千斤頂?shù)氖疽鈭D。使用結(jié)束后，先拆下各個(gè)開(kāi)口銷，再依次將對(duì)應(yīng)的千斤頂分別從連接架的套筒中拔出，就實(shí)現(xiàn)了千斤頂與連接架的拆卸，千斤頂與連接架的拆卸分解示意圖如圖3所示。拆卸分解后的千斤頂與連接架便于分別存放、攜帶、運(yùn)輸和維護(hù)。

液壓千斤頂伸展作用時(shí)，主要利用其底部與連接套內(nèi)孔底部的接觸受力來(lái)支撐的。工作時(shí)，由于組成連接架的每組的兩個(gè)連接套筒是同軸心線設(shè)置，使連接的兩個(gè)千斤頂作用力方向相反，作用于連接架的反作用力的合力為零，使連接架受力時(shí)能保持平衡穩(wěn)定狀態(tài)。每個(gè)液壓千斤頂可以分別通過(guò)液壓油管路連接到電動(dòng)油泵，在管路上設(shè)置分配器和節(jié)流閥[3]，以便可以單獨(dú)控制每個(gè)油缸的動(dòng)作和行程，滿足實(shí)際需要。

另外，可以在組合式救援千斤頂上安放視頻監(jiān)控裝置，通過(guò)接收和監(jiān)控視頻信號(hào)可以及時(shí)了解動(dòng)作過(guò)程和空間內(nèi)部變化情況，同時(shí)增加了組合式救援千斤頂?shù)牟倏匦浴?/p>

3 主要特點(diǎn)

該立體連接架呈整體式布局，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，便于加工制作，成本低廉。與連接架配套使用的液壓千斤頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)為通用的液壓油缸結(jié)構(gòu)，市場(chǎng)上能夠方便選購(gòu)，不需要改動(dòng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只是對(duì)其底部稍作改進(jìn)為圓柱形，便于與連接架的套筒內(nèi)孔相連接。千斤頂與立體連接架采用開(kāi)口銷鎖定連接，組合與拆卸方便又快速，效率高，滿足救援工作的緊迫性要求。

連接架可以形成系列化，設(shè)計(jì)加工成不同尺寸大小規(guī)格，以便選用滿足實(shí)際要求。在實(shí)際應(yīng)用中，配套的千斤頂也可以形成系列化，根據(jù)實(shí)際救援空間大小選擇不同行程和不同數(shù)量的千斤頂，可以選用2、4、6個(gè)不同數(shù)量組合，對(duì)稱布置，防止受力失衡，一次最多可以連接6個(gè)千斤頂。圖4為連接2個(gè)和4個(gè)液壓千斤頂時(shí)的示意圖。

當(dāng)然，其他類型的千斤頂（例如電動(dòng)式）通過(guò)適當(dāng)改造底部連接頭，也可以適用于該連接架。另外，連接架與千斤頂?shù)奶淄布娱_(kāi)口銷的連接方式也可改成其他形式的連接方式，例如螺紋連接、異形孔連接等。在千斤頂圓柱形連接頭上設(shè)置外螺紋，在連接架套筒的圓柱形內(nèi)腔設(shè)置內(nèi)螺紋，則千斤頂與連接架通過(guò)螺紋實(shí)現(xiàn)連接。

使用時(shí)，視救援空間結(jié)構(gòu)的不同，可以控制千斤頂同時(shí)升降，也可以控制其單獨(dú)升降。該立體連接架將多個(gè)液壓千斤頂可靠地連接在一起工作，相互支撐、受力平穩(wěn)，可以快速地形成一個(gè)穩(wěn)固的立體救援空間，保護(hù)被困人員或財(cái)物，并且可以避免二次坍塌對(duì)人員造成的再傷害，便于快速地開(kāi)展后續(xù)救援工作。

4 結(jié)語(yǔ)

該組合式救援千斤頂連接架的設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新性，已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利授權(quán)，并已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。連接架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工方便，形成的組合式救援千斤頂克服了普通千斤頂在救援工作中的一些不足和局限性，能夠發(fā)揮有效的合力，支撐受力均勻，平穩(wěn)性好，并擴(kuò)大了普通千斤頂?shù)墓ぷ餍谐?，拓展了普通千斤頂?shù)膽?yīng)用范圍。隨著進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，可以形成不同尺寸規(guī)格的系列化的連接架，并與多種類型的千斤頂進(jìn)行配合組裝使用，滿足不同的實(shí)際救援空間需要，在災(zāi)難應(yīng)急救援活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，因此具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 儲(chǔ)沁儀.一種組合式救援千斤頂裝置，201620357448.3[P].2016.

[2] 隋冬杰，謝亞青.機(jī)械基礎(chǔ)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2010.

[3] 丁樹模，丁問(wèn)司.液壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.