一种棘爪棘条传动式安全避难硐技术领域
本发明涉及到一种安全避难硐，具体的说是涉及到一种棘爪棘条传动式安全避难
硐。
背景技术
地震、火灾、山体滑坡等自然灾害以及入室抢劫犯罪等人为灾难，从以前看似与我
们无关，甚至无关到从没有注意过这些方面的新闻，到如今却是离我们的生活是如此的近，
近到与我们每个人都息息相关，并且面对时有发生的天灾人祸，在任何人都没有预知的能
力时，生命显得如此脆弱，随着人们对生命的高度重视，人们开始寻求一种解决方案，试图
来实现自我保护的本能，也就是安全避难硐的研究迫在眉睫。本发明设计了这款结构简单，
安全可靠，操作简便的一种棘爪棘条传动式安全避难硐。
发明内容
本发明的目的寻求设计制造一种结构简单，安全可靠，操作简便的一种棘爪棘条
传动式安全避难硐。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐，单个所述棘爪棘条传动式安全避难硐单
元体的整体为长方形结构，独立的单个单元体之间通过螺栓连接法兰组合而成；单个单元
体包括：壳体、密闭门、直梯、支撑板、蓄电池、氧气供应控制系统、控制台、硐压调节自控系
统、硐内气体参数检测系统、空气净化装置、化学制冷系统；所述壳体的外形为长方形结构，
内部为蜂巢结构，中间为中空的六棱柱，六棱柱的面与面结合处焊接肋板，肋板的另一端焊
接在所述壳体的内壁上，结构简单紧凑同时增强所述壳体的强度，所述壳体外缘的尖角部
分做圆弧处理，防止产生应力集中；所述密闭门通过合页铰接在所述壳体的门框上，位于单
个单元体的前方中间位置；所述直梯焊接在所述壳体上，位于所述密闭门右侧；所述支撑板
通过铰链安装在所述壳体上，位于所述密闭门下侧，所述支撑板平常处于闭合状态，发生灾
难时通过手动打开，逃生人员站在所述支撑板上，便于操作所述密闭门；所述蓄电池通过蓄
电池槽固定安装在所述壳体内蜂巢结构的下部，所述蓄电池为锂离子蓄电池，电压高，比能
量大，安全性能好；所述氧气供应控制系统通过螺栓固定安装在所述壳体内蜂巢结构的底
部，位于所述蓄电池的右侧；所述控制台通过螺栓固定连接在所述壳体内蜂巢结构的内部
中空的六棱柱内侧面上，所述控制台包括操作面板和显示器，来控制和观察整个装置内的
生存环境；所述硐压调节自控系统的底部通过螺栓固定连接安装在所述壳体内的肋板上，
位于所述氧气供应控制系统的上方；所述硐内气体参数检测系统通过螺栓固定安装在所述
壳体内蜂巢结构的内部中空的六棱柱外侧面上，位于所述壳体内部上方；所述空气净化装
置通过螺栓安装在所述壳体内的肋板上，位于所述化学制冷系统的上方；所述化学制冷系
统通过螺栓安装在所述壳体内蜂巢结构的底部，位于所述蓄电池的左侧。
进一步地，所述壳体由四部分构成，分别为防火涂层、抗压外层、保温隔热层和抗
压内层，防火涂层为厚型钢结构防火石墨烯涂料，涂层轻、粘结牢、强度高，耐火极限时间
长，抗压外层和抗压内层为HY100钢板，具有强度高，机加工性能好的优点，保温隔热层为酚
醛泡沫材料，密度小，导热系小，隔热性能好，所述抗压外层和所述抗压内层之间均匀布置
连接多个隔热支承，增强所述壳体的整体强度。
进一步地，所述密闭门包括：门框、门体、手轮、手轮轴、主动大齿轮、从动小齿轮、
小齿轮轴、双向棘爪、棘条、滑轨；所述门框为中间开有圆形孔的六边形结构，所述门框的边
缘上开有适量的圆形孔，通过螺栓密封连接在要密封的所述壳体上，六边形内侧开有小角
度的倒角，便于所述棘条扁平末端进入，完成所述密闭门的锁紧；所述门体为中间鼓起的圆
形结构，所述门体的四周开有环形槽口，槽口内安装有耐高温胶条，保证整个装置的气密
性，防止有毒有害气体的侵入；所述手轮轴通过轴承安装在所述门体的中间位置，所述手轮
有两个，门内侧门外侧各一个，对称分布在所述手轮轴的两端，所述手轮通过平键与所述手
轮轴相连接，并且在所述手轮轴上安装有压帽，实现与所述手轮的固定连接，转动任意一个
所述手轮均实现所述密闭门的打开或锁紧；所述主动大齿轮通过花键连接在所述手轮轴的
中间位置，且位于所述门体的内侧，所述主动大齿轮与所述从动小齿轮相啮合，所述从动小
齿轮有四套，对称分布在所述主动大齿轮的四周，所述从动小齿轮通过花键安装在所述小
齿轮轴上，所述小齿轮轴焊接在所述门体上；所述双向棘爪有四个，通过螺栓固定安装在所
述从动小齿轮上，所述双向棘爪两端分别类似于小鸟的喙形状，两端呈对称分布；所述棘条
与所述双向棘爪配合使用，共同组成双向驱动棘条机构，所述棘条安装在所述滑轨上，所述
棘条类似于齿条结构，所述棘条末端扁平，便于完成所述密闭门的锁紧；所述滑轨有四个，
通过螺栓对称安装固定在所述门体上；在所述门体内侧，顺时针小角度旋转所述手轮，所述
手轮带动所述手轮轴转动，进而带动所述主动大齿轮的转动，所述主动大齿轮的转动带动
所述从动小齿轮的转动，进而带动所述双向棘爪转动，所述双向棘爪的一端拨动与所述双
向棘爪配合使用的所述棘条沿着直线运动一小段位移；然后逆时针小角度旋转所述手轮，
将所述双向棘爪的一端抬起，再顺时针小角度旋转所述手轮，使所述双向棘爪的一端再次
拨动所述棘条前进一小段距离，如此反复，将所述棘条的扁平末端推入所述门框，随着所述
棘条的扁平末端进入的增加，完成密闭门的锁紧，双向驱动棘条机构在锁紧的同时还具有
自锁性，防止装置在灾难发生时遇爆炸冲击造成锁紧失效。
进一步地，所述硐内气体参数检测系统自动检测硐内气体六个指标，包括二氧化
碳、一氧化碳、氧气、甲烷、温度和湿度，并动态显示在DDC控制器显示屏上，对于超标的，做
出声光报警提示，同时，定时将数据储存在SD存储卡上，方便数据回溯追踪；所述化学制冷
系统利用化学药剂与水起反应，使水的温度迅速降低，将水中的冷量导出来释放到硐内，就
可以达到降温制冷的目的。
进一步地，单个单元体通过螺栓连接组合成多套安全避难硐，多套安全避难硐的
直梯连接在一条直线上，便于逃生人员进入各个单个单元体进行避难，根据室内空间位置
的大小，合理选择组合的多套安全避难硐的数量，并将组合的多套安全避难硐安放在非承
重墙的位置。
进一步地，所述壳体内部的中空六棱柱内安装有缓冲气垫，减轻安全避难硐在跌
落过程中，内壁碰撞对逃生人员造成伤害；所述密闭门的门体内侧安装有防护壳，用于防护
所述密闭门对逃生人员的伤害。
进一步地，所述壳体外部前方左上角安装有指示灯，当逃生人员进入硐内后，打开
指示灯，提示单个单元体内已有人避难，请其他逃生人员寻找另外的单个单元体。
进一步地，本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐还包括一套控制系统，所述控
制系统置于所述控制台内部，所述控制系统的控制按钮置于所述控制台的外部上方，通过
所述控制系统控制整个装置的协调运行。
实施本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐，其有益效果在于：
(1)本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐，单个安全避难硐由独立的单元体通
过螺栓连接组合而成，根据室内空间的大小，合理增减单元体的数量，组装成大小不同的安
全避难硐；
(2)本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐，在灾难发生时，多套安全避难硐固定
连接，缩短救生人员的的搜救时间；即使单个单元体在灾难环境中跌落到单独的位置，也能
保证硐内逃生人员的生命安全；
(3)本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐，所述安全密闭门采用棘爪棘条传动
结构，提高了密闭门的安全可靠性；
(4)本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐，通过控制系统控制整个装置的协调
运行，具有工艺性好，操作方便，智能程度高等优点。
附图说明
图1：本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐单个单元体的三维结构图；
图2：本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐三维结构图图；
图3：本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐的单个单元体内部结构图；
图4：本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐的密闭门主视图；
图5：本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐的双向棘爪结构图；
图中：1-壳体、2-密闭门、21-门框、22-门体、23-手轮、24-手轮轴、25-主动大齿轮、
26-从动小齿轮、27-小齿轮轴、28-双向棘爪、29-棘条、30-滑轨、3-直梯、4-支撑板、5-蓄电
池、6-氧气供应控制系统、7-控制台、8-硐压调节自控系统、9-硐内气体参数检测系统、10-
空气净化装置、11-化学制冷系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地描述。
如图1、2、3、4、5所示，一种棘爪棘条传动式安全避难硐，，单个所述棘爪棘条传动
式安全避难硐单元体的整体为长方形结构，独立的单个单元体之间通过螺栓连接法兰组合
而成；单个单元体包括：壳体1、密闭门2、直梯3、支撑板4、蓄电池5、氧气供应控制系统6、控
制台7、硐压调节自控系统8、硐内气体参数检测系统9、空气净化装置10、化学制冷系统11；
所述壳体1的外形为长方形结构，内部为蜂巢结构，中间为中空的六棱柱，六棱柱的面与面
结合处焊接肋板，肋板的另一端焊接在所述壳体1的内壁上，结构简单紧凑同时增强所述壳
体的强度，所述壳体1外缘的尖角部分做圆弧处理，防止产生应力集中；所述密闭门2通过合
页铰接在所述壳体2的门框上，位于单个单元体的前方中间位置；所述直梯3焊接在所述壳
体1上，位于所述密闭门2右侧；所述支撑板4通过铰链安装在所述壳体1上，位于所述密闭门
2下侧，所述支撑板4平常处于闭合状态，发生灾难时通过手动打开，逃生人员站在所述支撑
板4上，便于操作所述密闭门2；所述蓄电池5通过蓄电池槽固定安装在所述壳体1内蜂巢结
构的下部，所述蓄电池5为锂离子蓄电池，电压高，比能量大，安全性能好；所述氧气供应控
制系统6通过螺栓固定安装在所述壳体1内蜂巢结构的底部，位于所述蓄电池5的右侧；所述
控制台7通过螺栓固定连接在所述壳体1内蜂巢结构的内部中空的六棱柱内侧面上，所述控
制台7包括操作面板和显示器，来控制和观察整个装置内的生存环境；所述硐压调节自控系
统8的底部通过螺栓固定连接安装在所述壳体1内的肋板上，位于所述氧气供应控制系统6
的上方；所述硐内气体参数检测系统9通过螺栓固定安装在所述壳体1内蜂巢结构的内部中
空的六棱柱外侧面上，位于所述壳体1内部上方；所述空气净化装置10通过螺栓安装在所述
壳体1内的肋板上，位于所述化学制冷系统11的上方；所述化学制冷系统11通过螺栓安装在
所述壳体1内蜂巢结构的底部，位于所述蓄电池5的左侧；所述壳体1由四部分构成，分别为
防火涂层、抗压外层、保温隔热层和抗压内层，防火涂层为厚型钢结构防火石墨烯涂料，涂
层轻、粘结牢、强度高，耐火极限时间长，抗压外层和抗压内层为HY100钢板，具有强度高，机
加工性能好的优点，保温隔热层为酚醛泡沫材料，密度小，导热系小，隔热性能好，所述抗压
外层和所述抗压内层之间均匀布置连接多个隔热支承，增强所述壳体1的整体强度；所述密
闭门2包括：门框21、门体22、手轮23、手轮轴24、主动大齿轮25、从动小齿轮26、小齿轮轴27、
双向棘爪28、棘条29、滑轨30；所述门框21为中间开有圆形孔的六边形结构，所述门框21的
边缘上开有适量的圆形孔，通过螺栓密封连接在要密封的所述壳体1上，六边形内侧开有小
角度的倒角，便于所述棘条29扁平末端进入，完成所述密闭门2的锁紧；所述门体22为中间
鼓起的圆形结构，所述门体22的四周开有环形槽口，槽口内安装有耐高温胶条，保证整个装
置的气密性，防止有毒有害气体的侵入；所述手轮轴24通过轴承安装在所述门体22的中间
位置，所述手轮23有两个，门内侧门外侧各一个，对称分布在所述手轮轴24的两端，所述手
轮23通过平键与所述手轮轴24相连接，并且在所述手轮轴24上安装有压帽，实现与所述手
轮23的固定连接，转动任意一个所述手轮23均实现所述密闭门2的打开或锁紧；所述主动大
齿轮25通过花键连接在所述手轮轴24的中间位置，且位于所述门体22的内侧，所述主动大
齿轮25与所述从动小齿轮26相啮合，所述从动小齿轮26有四套，对称分布在所述主动大齿
轮25的四周，所述从动小齿轮26通过花键安装在所述小齿轮轴27上，所述小齿轮轴27焊接
在所述门体22上；所述双向棘爪28有四个，通过螺栓固定安装在所述从动小齿轮26上，所述
双向棘爪28两端分别类似于小鸟的喙形状，两端呈对称分布；所述棘条29与所述双向棘爪
28配合使用，共同组成双向驱动棘条机构，所述棘条29安装在所述滑轨30上，所述棘条29类
似于齿条结构，所述棘条29末端扁平，便于完成所述密闭门2的锁紧；所述滑轨30有四个，通
过螺栓对称安装固定在所述门体22上；在所述门体22内侧，顺时针小角度旋转所述手轮23，
所述手轮23带动所述手轮轴24转动，进而带动所述主动大齿轮25的转动，所述主动大齿轮
25的转动带动所述从动小齿轮26的转动，进而带动所述双向棘爪28转动，所述双向棘爪28
的一端拨动与所述双向棘爪28配合使用的所述棘条29沿着直线运动一小段位移；然后逆时
针小角度旋转所述手轮23，将所述双向棘爪28的一端抬起，再顺时针小角度旋转所述手轮
23，使所述双向棘爪28的一端再次拨动所述棘条29前进一小段距离，如此反复，将所述棘条
29的扁平末端推入所述门框21，随着所述棘条29的扁平末端进入的增加，完成密闭门的锁
紧，双向驱动棘条机构在锁紧的同时还具有自锁性，防止装置在灾难发生时遇爆炸冲击造
成锁紧失效。
如图1、2、3、4、5所示，本发明一种棘爪棘条传动式安全避难硐的工作方法具体步
骤如下：
根据安装要求安装单个单元体内的所述蓄电池5、所述氧气供应控制系统6、所述
控制台7、所述硐压调节自控系统8、所述硐内气体参数检测系统9、所述空气净化装置10、所
述化学制冷系统11、所述密闭门2，并进行调试；再根据室内空间的大小，合理增减单个单元
体的数量，组装成大小合适的安全避难硐，并用螺栓把单个单元体固定连接；当发生灾难
时，逃生人员首先找到安全避难硐，然后通过所述直梯3爬到相应的单个单元体，打开单个
单元体上的所述支撑板4，站立在所述支撑板4上，然后来回旋转位于所述密闭门2外侧的所
述手轮23，打开所述密闭门2，最后逃生人员进入硐内，然后关闭所述密闭门2；在门内侧，顺
时针小角度旋转所述手轮23，所述手轮23带动所述手轮轴24转动，进而带动所述主动大齿
轮25的转动，所述主动大齿轮25的转动带动所述从动小齿轮26的转动，进而带动所述双向
棘爪28转动，所述双向棘爪28的一端拨动与所述双向棘爪28配合使用的所述棘条29沿着直
线运动一小段位移；然后逆时针小角度旋转所述手轮23，将所述双向棘爪28的一端抬起，再
顺时针小角度旋转所述手轮23，使所述双向棘爪28的一端再次拨动所述棘条29前进一小段
距离，如此反复，将所述棘条29的扁平末端推入所述门框21，随着所述棘条29的扁平末端进
入的增加，完成密闭门的锁紧；此时打开控制所述壳体1外部前方左上角指示灯的控制按
钮，所述指示灯亮起，提示单个单元体内已有人避难，请其他逃生人员寻找另外的单个单元
体，再打开通过螺栓固定连接在所述壳体1内的内部中空的六棱柱内侧面上的所述控制台7
的总控开关，所述控制台7工作，控制整个硐内的生存环境；所述硐压调节自控系统8对硐内
的压强进行自动调节，确保硐内压强差处于正常范围内；所述硐内气体参数检测系统9自动
检测硐内气体6个指标，包括二氧化碳、一氧化碳、氧气、甲烷、温度和湿度，并动态显示在
DDC控制器显示屏上，对于超标的，做出声光报警提示；所述化学制冷系统11利用化学药剂
与水起反应，使水的温度迅速降低，将水中的冷量导出来释放到硐内，就可以达到降温制冷
的目的；此时逃生人员在硐内安心等待救援。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。