一种多方向组合式救援千斤顶连接架

储沁仪　吴兴国

摘 要：该文介绍了一种新型连接架，用于连接多个千斤顶构成组合式救援千斤顶。在发生地震等地质灾害时，该组合式救援千斤顶可以有效的发挥作用，通过控制多个方向千斤顶的伸缩和升降，实现稳固的立体支撑，给被困人员提供一个安全的救援空间，保障了生命安全。该装置结构简单，连接拆卸方便、可靠、成本低，适用于多种千斤顶使用。

关键词：连接架 组合式千斤顶 救援

中图分类号：TH211 文献标识码：A 文章编号：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

我国是一个地质灾害多发的国家。在灾难应急救援活动中，一个十分重要而难度大的工作就是快速解救被困人员。作为救援工具之一的千斤顶发挥了重要作用，但目前使用的救援千斤顶工具形式单一。由于废墟现场的复杂性，在救援中普通千斤顶很难形成有效的合力，往往因单个或多个千斤顶的使用，顾此失彼，造成受力不均，形成二次坍塌，或者余震的发生，都会对被困人员造成进一步的伤害。多方向组合式救援千斤顶装置采用了一个结构简单的立体连接架，它可以将多个千斤顶快速地连接在一起形成组合式千斤顶，通过控制多个方向的伸缩或升降，實现立体支撑，形成生命救援的宝贵空间，缩短救援时间，大幅提升了应急救援行动中的综合能力[1]。

1 设计方案

1.1 设计思路

设计的装置要将多个普通千斤顶有效地组合起来，可提供多个方向出力，且能平衡多方向力使之形成有效合力，实现立体支撑。

首先，连接架最好设计为一个整体的装置，结构要简单，成本要低。根据受力平衡的要求，可以考虑将多个千斤顶两两对称布置，它们的轴心线共线，使得所连接的两对称布置的千斤顶出力方向相反，这样该方向上连接架所受合力为零，就能使连接架受力时能保持平衡稳定状态。就像连接架的轴心线呈三维坐标结构相交于一点，即相当于在X、Y、Z三坐标轴上进行布置，并交于原点O（如图1所示）。因此，确定连接架的外形呈空间立体十字架型。

其次，在不改变现有普通千斤顶的主要结构前提下，使连接架与千斤顶相连接，连接需稳固可靠，并且组合和拆卸分解能够快捷便利。因此，通过在常用的简单连接方式中进行选择，主要对圆柱形套筒连接式、螺纹连接式、键连接式[2]等多种方法做比较，最终确定选择了圆柱形套筒式，并配合使用开口销辅助锁定的连接方式，满足了连接和拆卸快捷、加工容易以及成本低等要求。

1.2 主要结构

经过结构优化，立体连接架设计示意图如图1所示。连接架包括6个方向的圆柱形连接套筒，该6个连接套筒分为三组，它们三组的3个轴线两两相垂直，并交于一点。每一连接套筒连接一个千斤顶。为了便于与连接套筒连接，将千斤顶底部改造和定置为与连接套筒内孔相配合的圆柱形连接头，千斤顶就通过该连接头与对应连接架套筒进行装配连接。千斤顶底部连接头与连接架套筒内孔装配后，为保证连接架与千斤顶的连接可靠，防止脱落，在每个连接套筒上和千斤顶连接头对应位置都开设一个径向通孔，用于放置开口销，起到锁定防脱落的作用。

2 工作原理

连接架的作用就是将多个千斤顶可靠连接并布置于对称的多个方向上。使用时可以将千斤顶底部连接头插入连接架的连接套筒内，并使它们的销孔（通孔）对齐，然后插入开口销就可以实现快速连接。图2为连接架实现组合6个液压千斤顶的示意图。使用结束后，先拆下各个开口销，再依次将对应的千斤顶分别从连接架的套筒中拔出，就实现了千斤顶与连接架的拆卸，千斤顶与连接架的拆卸分解示意图如图3所示。拆卸分解后的千斤顶与连接架便于分别存放、携带、运输和维护。

液压千斤顶伸展作用时，主要利用其底部与连接套内孔底部的接触受力来支撑的。工作时，由于组成连接架的每组的两个连接套筒是同轴心线设置，使连接的两个千斤顶作用力方向相反，作用于连接架的反作用力的合力为零，使连接架受力时能保持平衡稳定状态。每个液压千斤顶可以分别通过液压油管路连接到电动油泵，在管路上设置分配器和节流阀[3]，以便可以单独控制每个油缸的动作和行程，满足实际需要。

另外，可以在组合式救援千斤顶上安放视频监控装置，通过接收和监控视频信号可以及时了解动作过程和空间内部变化情况，同时增加了组合式救援千斤顶的操控性。

3 主要特点

该立体连接架呈整体式布局，结构紧凑简单，便于加工制作，成本低廉。与连接架配套使用的液压千斤顶内部结构为通用的液压油缸结构，市场上能够方便选购，不需要改动其内部结构，只是对其底部稍作改进为圆柱形，便于与连接架的套筒内孔相连接。千斤顶与立体连接架采用开口销锁定连接，组合与拆卸方便又快速，效率高，满足救援工作的紧迫性要求。

连接架可以形成系列化，设计加工成不同尺寸大小规格，以便选用满足实际要求。在实际应用中，配套的千斤顶也可以形成系列化，根据实际救援空间大小选择不同行程和不同数量的千斤顶，可以选用2、4、6个不同数量组合，对称布置，防止受力失衡，一次最多可以连接6个千斤顶。图4为连接2个和4个液压千斤顶时的示意图。

当然，其他类型的千斤顶（例如电动式）通过适当改造底部连接头，也可以适用于该连接架。另外，连接架与千斤顶的套筒加开口销的连接方式也可改成其他形式的连接方式，例如螺纹连接、异形孔连接等。在千斤顶圆柱形连接头上设置外螺纹，在连接架套筒的圆柱形内腔设置内螺纹，则千斤顶与连接架通过螺纹实现连接。

使用时，视救援空间结构的不同，可以控制千斤顶同时升降，也可以控制其单独升降。该立体连接架将多个液压千斤顶可靠地连接在一起工作，相互支撑、受力平稳，可以快速地形成一个稳固的立体救援空间，保护被困人员或财物，并且可以避免二次坍塌对人员造成的再伤害，便于快速地开展后续救援工作。

4 结语

该组合式救援千斤顶连接架的设计具有一定的创新性，已获得国家实用新型专利授权，并已申请国家发明专利。连接架结构简单，制造加工方便，形成的组合式救援千斤顶克服了普通千斤顶在救援工作中的一些不足和局限性，能够发挥有效的合力，支撑受力均匀，平稳性好，并扩大了普通千斤顶的工作行程，拓展了普通千斤顶的应用范围。随着进一步开发，可以形成不同尺寸规格的系列化的连接架，并与多种类型的千斤顶进行配合组装使用，满足不同的实际救援空间需要，在灾难应急救援活动中发挥重要作用，因此具有较好的应用前景。

参考文献

[1] 储沁仪.一种组合式救援千斤顶装置，201620357448.3[P].2016.

[2] 隋冬杰，谢亚青.机械基础[M].上海：复旦大学出版社，2010.

[3] 丁树模，丁问司.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2014.