近年来,我国高层建筑火灾呈现多点多发状态,传统消防设备受限于救援装备、云梯高度和水枪射程,在面对高层建筑火情时,存在作业面少、手段少、时间长、道路资源限制多等痛点,群众生命安全难保证,这让高层建筑消防成为城市管理的一大难题。针对这一场景,我们设计了一款高楼层救援外骨骼仿生学装置,其设计基于机械辅助救援原理,特色是提升救援效率、保障安全、灵活性高、助力强、符合人体工程学且可拓展性好。相比传统救援方式优势明显,模仿螳螂肢体,未来有望成救援得力助手,为工作注入活力,突破局限,实现科技与人体结合,覆盖多样救援环境。
本产品为全身可穿戴外骨骼设备与可拆卸机械臂集成设备,穿戴者可依靠全身外骨骼装置单人进行较为轻易的攀爬,同时在穿戴者背后预留的六触点圆形接口可以连接两个机械臂进行作业,以手掌来辅助作业。由主体及肩带、可拆卸机械臂、手部和下肢外骨骼组成。机械臂可热插拔,有快速安装及防呆结构,通过触点传信息供电。产品助穿戴者攀爬,手臂显示屏利操作,手掌电磁铁近物自动磁化,手指关节运动控机械臂,腿部传感器控脚底磁铁。机械臂有抓取和切割型,抓取型底座可旋转、关节灵活、爪子独特,切割型有不同切割头。四肢助力外骨骼含上肢和下肢,上肢有控制屏和特殊手掌,设电磁铁、传感器辅助,下肢有电磁铁和传感器保作业固定与磁性变化。
适用于各种高楼层发生的紧急情况,如人员被困(如卡在窗子口等)、火灾时人员无法自行撤离等场景。装置可帮助救援人员快速攀爬至相应楼层,通过机械臂进行救援操作,如抓取被困人员或切割障碍物等,提高救援效率和安全性,且不受天气等外部因素过多影响,能处理传统救援方式难以完成的任务。
在空间狭窄、建筑结构复杂的高楼层环境中,其高度灵活性可使救援人员游刃有余地开展工作。例如在有较多障碍物或特殊建筑布局的区域,可拆卸机械臂可根据实际情况更换为合适的类型(抓取型或切割型),助力外骨骼设备能为救援人员提供行动和作业助力,确保在复杂环境下顺利完成救援任务。
由于遵循人体工程学设计,能确保救援人员长时间穿戴的舒适度,降低体能消耗。因此,在需要持续进行救援作业的场景中,如大规模灾难后的高楼层救援行动,该装置可使救援人员保持良好的工作状态,持续有效地开展救援工作,减少因疲劳等因素导致的救援风险,提高整体救援效率和质量。
无论是火灾、地震等自然灾害导致的高楼层救援,还是其他意外事故场景,该装置都能发挥其优势。它可以快速响应并适应不同的现场环境,为救援人员提供强大的支持,实现迅速和精准的援助,保障救援工作的顺利进行,突破传统救援方式的局限,覆盖多样化的救援环境。
由于单靠人类的力量是不足以在单人的情况下完成大部分高空或者高难度的救援,所以我们想到了可以依靠机械的力量。因此我们设计了一款机械臂进行辅助作业,同时为了便于作业还设计了可以相应配套使用的全套四肢外骨骼辅助设备,手部的外骨骼可以便于控制上面两只相应的机械臂进行作业,同时进行辅助攀爬,以及还有内置机械液压助力,使得使用者在救援时可以发挥出超出正常人力9-10倍的力量,以此在不依靠机械臂的时候以及攀爬的时候能够较为轻松的完成任务。
这款四肢助力外骨骼设备在保证救援人员安全的同时,大幅提升了救援效率。其高度的灵活性和强大的助力功能,让救援人员在面对复杂环境和高难度作业时,能够游刃有余,有效保障了救援工作的顺利进行。此外,产品遵循人体工程学设计,确保长时间穿戴的舒适度,降低了救援人员的体能消耗。这款设备的应用,不仅能减少救援工作中的风险,还能在灾难现场提供更为迅速和精准的援助。
对比传统高空救援方式,此种装置可以更加快速的对现场进行救援,且能更为安全高效处理大部分甚至是传统高空救援方式无法完成的救援项目,而且,传统高空救援方式还会受到天气以及其他的外部因素影响,而本装置可以适应绝大部分场景进行救援。
本装置在仿生学上模仿了螳螂的六个肢体,以人体的四肢辅助攀爬,以机械臂为主要的作业单位,与此同时在固定时手部也可以空出来辅助进行作业。
除此之外,本产品本体上有两个六触点圆形接口,拥有较高的可拓展性,除去原厂设计的几种机械臂,还可以根据使用者的需要自行进行拓展,再根据小屏幕上的自定义设置便可适配不同的机械臂进行操作。
在未来的救援行动中,这款助力外骨骼装置将成为救援人员的得力助手,不仅提升了个人的作业能力,也极大地丰富了救援场景的应用。这款助力外骨骼装置在救援领域的应用,无疑开辟了新的可能性。这款装置的应用,更是突破了对传统救援方式的局限,将科技与人体机能完美结合,为救援工作注入了新的活力。在高效、安全的前提下,能够实现对多样化救援环境的进行较为全面的覆盖。