[发明专利]一种消防员用紧急避险背包装置及控制方法

权利要求书

1.一种消防员用紧急避险背包装置，其特征在于：所述的消防员用紧急避险背包装置包括柔性可展背包(1)和控制端；其中柔性可展背包(1)设置在消防员背后，由柔性拉索(3)、多根橡胶杆(4)、多个多层螺栓球节点(5)、微型电动卷扬机(6)、双层密闭膜(7)、发气药剂和电子锁组成，其中双层密闭膜(7)是由内层膜和外层膜构成的密闭结构；多个多层螺栓球节点(5)相隔距离设置在内层膜和外层膜的内表面上；每根橡胶杆(4)的两端分别连接在内层膜和外层膜上相近的两个多层螺栓球节点(5)上；柔性拉索(3)的中部穿过所有位于内层膜和外层膜边缘部位的多层螺栓球节点(5)，一端固定在某一螺栓球节点(5)上，另一端穿过外层膜后与微型电动卷扬机(6)相连；发气药剂设置在双层密闭膜(7)内；电子锁安装在外层膜的外表面上，用于将双层密闭膜(7)及其内的部件锁定在折叠状态；控制端为安装在消防服袖子上的触动按钮(9)和单片机，并且与微型电动卷扬机(6)及电子锁电连接。

2.根据权利要求1所述的消防员用紧急避险背包装置，其特征在于：所述的多层螺栓球节点包括内部螺栓球(11)、多个外部螺栓半球(12)、多个连接螺栓(13)和多个滚动轴承(15)；其中内部螺栓球(11)的外圆周面上设有一个圆弧形的凹槽(14)，凹槽(14)内相隔距离设有多个滚动轴承(15)；外部螺栓半球(12)为壳状结构，每个外部螺栓半球(12)上设有一个与内部螺栓球(11)上凹槽(14)位置相对应的柔性拉索孔(16)；内部螺栓球(11)的外部至少包覆一层由两个外部螺栓半球(12)构成的外层；多个连接螺栓(13)贯穿外部螺栓半球(12)的边缘而插入到内部螺栓球(11)上，由此将外部螺栓半球(12)和内部螺栓球(11)连接成整体。

3.根据权利要求2所述的消防员用紧急避险背包装置，其特征在于：所述的外部螺栓半球(12)的数量为2的整数倍。

4.根据权利要求2所述的消防员用紧急避险背包装置，其特征在于：当内部螺栓球(11)外部包覆的外层数量大于等于3时，中间设置的多个外部螺栓半球(12)外圆周面上还设置一个安装有滚动轴承(15)的凹槽(14)，最外层的两个外部螺栓半球(12)外圆周面上不设置凹槽，并且相邻外层中的两个外部螺栓半球(12)设置位置相同且柔性拉索孔(16)相对应。

5.一种如权利要求1所述的消防员用紧急避险背包装置的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：

1)装置上电自检的S1阶段：在此阶段中，控制端上的单片机启动，并检测微型电动卷扬机(6)及电子锁是否连接正常；

2)装置空闲的S2阶段：在此阶段装置空闲等待控制人员指令；

3)判断是否按下触动按钮的S3阶段：在此阶段中，单片机将判断触动按钮(9)是否被按下，如果判断结果为“是”，则进入S4阶段；否则返回S2阶段；

4)展开柔性可展背包的S4阶段：在此阶段中，在单片机的控制下，打开电子锁以解除对双层密闭膜(7)的约束，这时双层密闭膜(7)将在橡胶杆(4)的作用下展开，然后启动微型电动卷扬机(6)，由此牵引柔性拉索(3)的中部沿多个与柔性拉索(3)相连的多层螺栓球节点(5)上的滚动轴承(15)滑动，逐渐使柔性拉索(3)的长度缩短，结果使双层密闭膜(7)的外端口收紧，在此过程中，柔性拉索(3)受拉，橡胶杆(4)受压，直至双层密闭膜(7)形成球形展开结构而将消防员包裹在其内部，同时发气药剂自动混合而释放出气体，从而将双层密闭膜(7)充气至设计压强而形成充气球形展开结构，然后进入S5阶段；

5)装置断电的S5阶段：在此阶段中，当消防员再次按下触动按钮(9)时，微型电动卷扬机(6)反向旋转，由此释放柔性拉索(3)，这时消防员可推开充气球形展开结构逃生。