一種多方向組合式救援千斤頂連接架

儲沁儀　吳興國

摘 要：該文介紹了一種新型連接架，用于連接多個千斤頂構成組合式救援千斤頂。在發生地震等地質災害時，該組合式救援千斤頂可以有效的發揮作用，通過控制多個方向千斤頂的伸縮和升降，實現穩固的立體支撐，給被困人員提供一個安全的救援空間，保障了生命安全。該裝置結構簡單，連接拆卸方便、可靠、成本低，適用于多種千斤頂使用。

關鍵詞：連接架 組合式千斤頂 救援

中圖分類號：TH211 文獻標識碼：A 文章編號：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

我國是一個地質災害多發的國家。在災難應急救援活動中，一個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。由于廢墟現場的復雜性，在救援中普通千斤頂很難形成有效的合力，往往因單個或多個千斤頂的使用，顧此失彼，造成受力不均，形成二次坍塌，或者余震的發生，都會對被困人員造成進一步的傷害。多方向組合式救援千斤頂裝置采用了一個結構簡單的立體連接架，它可以將多個千斤頂快速地連接在一起形成組合式千斤頂，通過控制多個方向的伸縮或升降，實現立體支撐，形成生命救援的寶貴空間，縮短救援時間，大幅提升了應急救援行動中的綜合能力[1]。

1 設計方案

1.1 設計思路

設計的裝置要將多個普通千斤頂有效地組合起來，可提供多個方向出力，且能平衡多方向力使之形成有效合力，實現立體支撐。

首先，連接架最好設計為一個整體的裝置，結構要簡單，成本要低。根據受力平衡的要求，可以考慮將多個千斤頂兩兩對稱布置，它們的軸心線共線，使得所連接的兩對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能保持平衡穩定狀態。就像連接架的軸心線呈三維坐標結構相交于一點，即相當于在X、Y、Z三坐標軸上進行布置，并交于原點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，在不改變現有普通千斤頂的主要結構前提下，使連接架與千斤頂相連接，連接需穩固可靠，并且組合和拆卸分解能夠快捷便利。因此，通過在常用的簡單連接方式中進行選擇，主要對圓柱形套筒連接式、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 主要結構

經過結構優化，立體連接架設計示意圖如圖1所示。連接架包括6個方向的圓柱形連接套筒，該6個連接套筒分為三組，它們三組的3個軸線兩兩相垂直，并交于一點。每一連接套筒連接一個千斤頂。為了便于與連接套筒連接，將千斤頂底部改造和定置為與連接套筒內孔相配合的圓柱形連接頭，千斤頂就通過該連接頭與對應連接架套筒進行裝配連接。千斤頂底部連接頭與連接架套筒內孔裝配后，為保證連接架與千斤頂的連接可靠，防止脫落，在每個連接套筒上和千斤頂連接頭對應位置都開設一個徑向通孔，用于放置開口銷，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千斤頂可靠連接并布置于對稱的多個方向上。使用時可以將千斤頂底部連接頭插入連接架的連接套筒內，并使它們的銷孔（通孔）對齊，然后插入開口銷就可以實現快速連接。圖2為連接架實現組合6個液壓千斤頂的示意圖。使用結束后，先拆下各個開口銷，再依次將對應的千斤頂分別從連接架的套筒中拔出，就實現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、運輸和維護。

液壓千斤頂伸展作用時，主要利用其底部與連接套內孔底部的接觸受力來支撐的。工作時，由于組成連接架的每組的兩個連接套筒是同軸心線設置，使連接的兩個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，使連接架受力時能保持平衡穩定狀態。每個液壓千斤頂可以分別通過液壓油管路連接到電動油泵，在管路上設置分配器和節流閥[3]，以便可以單獨控制每個油缸的動作和行程，滿足實際需要。

另外，可以在組合式救援千斤頂上安放視頻監控裝置，通過接收和監控視頻信號可以及時了解動作過程和空間內部變化情況，同時增加了組合式救援千斤頂的操控性。

3 主要特點

該立體連接架呈整體式布局，結構緊湊簡單，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部結構為通用的液壓油缸結構，市場上能夠方便選購，不需要改動其內部結構，只是對其底部稍作改進為圓柱形，便于與連接架的套筒內孔相連接。千斤頂與立體連接架采用開口銷鎖定連接，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，設計加工成不同尺寸大小規格，以便選用滿足實際要求。在實際應用中，配套的千斤頂也可以形成系列化，根據實際救援空間大小選擇不同行程和不同數量的千斤頂，可以選用2、4、6個不同數量組合，對稱布置，防止受力失衡，一次最多可以連接6個千斤頂。圖4為連接2個和4個液壓千斤頂時的示意圖。

當然，其他類型的千斤頂（例如電動式）通過適當改造底部連接頭，也可以適用于該連接架。另外，連接架與千斤頂的套筒加開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置外螺紋，在連接架套筒的圓柱形內腔設置內螺紋，則千斤頂與連接架通過螺紋實現連接。

使用時，視救援空間結構的不同，可以控制千斤頂同時升降，也可以控制其單獨升降。該立體連接架將多個液壓千斤頂可靠地連接在一起工作，相互支撐、受力平穩，可以快速地形成一個穩固的立體救援空間，保護被困人員或財物，并且可以避免二次坍塌對人員造成的再傷害，便于快速地開展后續救援工作。

4 結語

該組合式救援千斤頂連接架的設計具有一定的創新性，已獲得國家實用新型專利授權，并已申請國家發明專利。連接架結構簡單，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，能夠發揮有效的合力，支撐受力均勻，平穩性好，并擴大了普通千斤頂的工作行程，拓展了普通千斤頂的應用范圍。隨著進一步開發，可以形成不同尺寸規格的系列化的連接架，并與多種類型的千斤頂進行配合組裝使用，滿足不同的實際救援空間需要，在災難應急救援活動中發揮重要作用，因此具有較好的應用前景。

參考文獻

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

[2] 隋冬杰，謝亞青.機械基礎[M].上海：復旦大學出版社，2010.

[3] 丁樹模，丁問司.液壓傳動[M].北京：機械工業出版社，2014.