專利名稱：用于深井救援的機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于深井救援的機(jī)械手，適用于大長徑比豎井救援，屬于應(yīng)急救援器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大長徑比豎井如水井、機(jī)井、勘探井、污水井等其特點(diǎn)是窄而深，其落入者的救援是應(yīng)急救援領(lǐng)域的一個技術(shù)問題。采用提拉裝置實施救援是該領(lǐng)域采取的措施之一。申請?zhí)枮?00910019736. 2的一件中國專利申請公開了一項名為落井救援機(jī)器人的方案，該方案由地面、井下兩大部分組成，地面部分包括控制器、監(jiān)視器、電源、潔凈氣源，以及用于提升、下放井下部分的卷揚(yáng)裝置；其井下部分包括機(jī)器人本體、照明裝置、供氣裝置及攝像頭裝置，構(gòu)成一個救援系統(tǒng)，措施全面，其機(jī)器人本體部分能夠循序漸進(jìn)接近落入者，準(zhǔn)確搭載落入者并提升至地面，快速、安全地完成救援。

實用新型內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人本體部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量、體積較大，不僅造價高，而且，缺乏機(jī)動性，不適用于大長徑比豎井及井壁形狀不規(guī)則的深井救援。為了獲得一種結(jié)構(gòu)簡單，重量、體積較小，不僅造價低，而且，具有機(jī)動性，適用于大長徑比豎井及井壁形狀不規(guī)則的深井救援的裝置，我們發(fā)明了一種用于深井救援的機(jī)械手。該機(jī)械手適應(yīng)性強(qiáng)，安全性高，便于攜帶，操作方便。本實用新型其結(jié)構(gòu)特征為，提拉環(huán)位于基座上方并與基座連接，兩個相同的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)共用一個基座；所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為固定在基座上的定位電機(jī)驅(qū)動推桿，推桿與定位搖桿的一端鉸接，定位搖桿的另一端與定位桿中段鉸接，定位桿的一端為定位端，另一端為支撐端，支撐端與基座鉸接；固定在基座上并位于提拉環(huán)和基座之間的扭轉(zhuǎn)電機(jī)通過其下方的連接軸驅(qū)動框架扭轉(zhuǎn)；固定在框架內(nèi)的張合電機(jī)驅(qū)動下方的蝸桿，位于蝸桿兩側(cè)的兩個渦輪分別與位于框架上的兩個相同的四連桿機(jī)構(gòu)中的搖桿的一端連接，渦輪軸固定在框架上，四連桿機(jī)構(gòu)中的連架桿的一端與框架鉸接，搖桿的另一端、連架桿的另一端分別與四連桿機(jī)構(gòu)中的活動桿鉸接，活動桿向下延長部分為挾持臂。所述技術(shù)方案其技術(shù)效果在于，從最上方的提拉環(huán)到最下方的挾持臂，該用于深井救援的機(jī)械手各組成部分呈串聯(lián)狀態(tài)，更適用于大長徑比豎井救援。該機(jī)械手主要由兩個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、一個渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、兩個四連桿機(jī)構(gòu)以及四個電機(jī)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，重量、體積較小，造價低，攜帶方便。用于用于深井救援時，將繩索系于提拉環(huán)上，機(jī)械手靠重力下落到井底。在地面通過連接四個電機(jī)的電纜控制四個電機(jī)的啟動、停止及轉(zhuǎn)速。定位電機(jī)驅(qū)動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，直到定位桿的定位端與井壁相抵，防止機(jī)械手晃動和扭動。兩個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)獨(dú)立工作，每根定位桿張開的程度不同，機(jī)械手因此能夠在井中平移，以對準(zhǔn)落入者。同時，也由于定位桿的定位作用，為扭轉(zhuǎn)電機(jī)的扭轉(zhuǎn)提供支撐。扭轉(zhuǎn)電機(jī)通過扭轉(zhuǎn)框架來扭轉(zhuǎn)兩個四連桿機(jī)構(gòu)，從而控制兩個挾持臂，以探入落入者與井壁之間的空隙進(jìn)而挾持落入者。張合電機(jī)驅(qū)動挾持臂抱住落入者。提拉繩索，將機(jī)械手及落入者一同提升至地面，作為現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人本體部分的替換部分，與現(xiàn)有技術(shù)的其他部分配合，實現(xiàn)深井落入者的安全、快速、方便的救援。

圖1為本實用新型之用于深井救援的機(jī)械手機(jī)械原理圖，該圖兼作為摘要附圖。 圖2為本實用新型之用于深井救援的機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型之用于深井救援的機(jī)械手渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)局部放大圖。圖4為本實用新型之用于深井救援的機(jī)械手摟抱式挾持臂結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖5為本實用新型之用于深井救援的機(jī)械手旋入式挾持臂機(jī)構(gòu)立體示意圖。圖6為本實用新型之用于深井救援的機(jī)械手合攏式挾持臂結(jié)構(gòu)立體示意圖。
具體實施方式
本實用新型具體實施方式
為，見圖1、圖2、圖3所示，提拉環(huán)1位于基座2上方并與基座2連接，兩個相同的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)共用一個基座2。所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為固定在基座2上的定位電機(jī)3驅(qū)動推桿4，推桿4與定位搖桿5的一端鉸接，定位搖桿5的另一端與定位桿6中段鉸接，定位桿6的一端為定位端，定位端安裝定位輪7，定位桿6另一端為支撐端，支撐端與基座2鉸接。固定在基座2上并位于提拉環(huán)1和基座2之間的扭轉(zhuǎn)電機(jī)8通過其下方的連接軸9驅(qū)動框架10扭轉(zhuǎn)。連接軸9通過推力球軸承穿過基座2。在框架10內(nèi)的張合電機(jī)11驅(qū)動下方的蝸桿12，位于蝸桿12兩側(cè)的兩個渦輪13分別與位于框架10上的兩個相同的四連桿機(jī)構(gòu)中的搖桿14的一端連接，渦輪軸固定在框架10上，四連桿機(jī)構(gòu)中的連架桿15的一端與框架10鉸接，搖桿14的另一端、連架桿15的另一端分別與四連桿機(jī)構(gòu)中的活動桿16鉸接，活動桿16向下延長部分為挾持臂。挾持臂有三種具體方案。第一種是摟抱式，見圖4所示，在每根挾持臂內(nèi)側(cè)上下安裝兩個V型爪子17。第二種是旋入式，見圖5所示，在每根挾持臂端部相同圓周方向安裝一個圓弧爪子18。第三種是合攏式，見圖6所示，在每根挾持臂端部相反圓周方向安裝一個圓弧爪子18。四個電機(jī)均采用步進(jìn)電機(jī)。運(yùn)用第一種挾持臂實施救援，將挾持臂自落入者正面和背面與井壁之間的空間垂入，用兩副V型爪子17自落入者的前、后將其抱住，開啟張合電機(jī)11，直到挾持臂將落入者抱緊，然后提升至地面。V型爪子17在挾持臂上下分布，能夠防止提升過程中落入者身體發(fā)生傾斜。運(yùn)用第二種挾持臂實施救援，將挾持臂自落入者正面和背面與井壁之間的空間垂入，開啟扭轉(zhuǎn)電機(jī)8，一副圓弧爪子18自前后不同方向分別探入落入者左右腋窩，開啟張合電機(jī)11，收緊挾持臂，然后提升至地面。運(yùn)用第三種挾持臂實施救援，機(jī)械手下落到落入者上方，挾持臂自落入者前面或者后面下落到落入者與井壁之間的空隙，當(dāng)一副圓弧爪子18達(dá)到腋窩高度后，通過兩個定位電機(jī)3，平移機(jī)械手，使得圓弧爪子18探入落入者腋窩，啟動張合點(diǎn)擊11，收緊挾持臂，然后提升至地面。
權(quán)利要求1.一種用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，提拉環(huán)位于基座上方并與基座連接，兩個相同的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)共用一個基座；所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為固定在基座上的定位電機(jī)驅(qū)動推桿，推桿與定位搖桿的一端鉸接，定位搖桿的另一端與定位桿中段鉸接，定位桿的一端為定位端，另一端為支撐端，支撐端與基座鉸接；固定在基座上并位于提拉環(huán)和基座之間的扭轉(zhuǎn)電機(jī)通過其下方的連接軸驅(qū)動框架扭轉(zhuǎn)；固定在框架內(nèi)的張合電機(jī)驅(qū)動下方的蝸桿，位于蝸桿兩側(cè)的兩個渦輪分別與位于框架上的兩個相同的四連桿機(jī)構(gòu)中的搖桿的一端連接，渦輪軸固定在框架上，四連桿機(jī)構(gòu)中的連架桿的一端與框架鉸接，搖桿的另一端、連架桿的另一端分別與四連桿機(jī)構(gòu)中的活動桿鉸接，活動桿向下延長部分為挾持臂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，定位桿(6)的定位端安裝定位輪⑵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，連接軸(9)通過推力球軸承穿過基座(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，挾持臂具體方案為摟抱式，在每根挾持臂內(nèi)側(cè)上下安裝兩個V型爪子(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，挾持臂具體方案為旋入式，在每根挾持臂端部相同圓周方向安裝一個圓弧爪子(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，挾持臂具體方案為合攏式，在每根挾持臂端部相反圓周方向安裝一個圓弧爪子(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于深井救援的機(jī)械手，其特征在于，四個電機(jī)即兩個定位電機(jī)、一個扭轉(zhuǎn)電機(jī)、一個張合電機(jī)均采用步進(jìn)電機(jī)。
專利摘要用于深井救援的機(jī)械手屬于應(yīng)急救援器械技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)不適用于大長徑比豎井及井壁形狀不規(guī)則的深井救援。本實用新型其結(jié)構(gòu)特征為，提拉環(huán)位于基座上方并與基座連接，兩個相同的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)共用一個基座；所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為固定在基座上的定位電機(jī)驅(qū)動推桿，推桿與定位搖桿的一端鉸接，定位搖桿的另一端與定位桿中段鉸接，定位桿的一端為定位端，另一端為支撐端，支撐端與基座鉸接；固定在基座上并位于提拉環(huán)和基座之間的扭轉(zhuǎn)電機(jī)通過其下方的連接軸驅(qū)動框架扭轉(zhuǎn)；固定在框架內(nèi)的張合電機(jī)驅(qū)動下方的蝸桿，位于蝸桿兩側(cè)的兩個蝸輪分別與位于框架上的兩個相同的四連桿機(jī)構(gòu)中的搖桿的一端連接，蝸輪軸固定在框架上，四連桿機(jī)構(gòu)中的連架桿的一端與框架鉸接，搖桿的另一端、連架桿的另一端分別與四連桿機(jī)構(gòu)中的活動桿鉸接，活動桿向下延長部分為挾持臂。
文檔編號B25J11/00GK202097741SQ20102052770
公開日2012年1月4日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者鞏略, 李光男, 李曉舟, 李緒鵬, 王淑坤, 馬紀(jì)權(quán), 魏韶輝 申請人:長春理工大學(xué)