專利名稱：小徑深井救援裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械手，特別是一種小徑深井救援裝置。
背景技術(shù)：
近年來，報(bào)紙、電視等媒體多見報(bào)道有關(guān)孩童掉入小徑深井(多為直徑25——45cm 水泥管機(jī)井)及營(yíng)救的消息，有的小孩成功的被救起了，可是也有的卻不幸獻(xiàn)出了生命。由 于井徑細(xì)小，深度一般較深，成年人無法下井營(yíng)救，而且還有可能將救援人員卡死在井口。 所以一般的營(yíng)救的方法是動(dòng)用挖掘機(jī)等大型設(shè)備進(jìn)行施救，此種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)財(cái)，且 救援時(shí)間過長(zhǎng)、安全性差，無法保證井下孩童的生命，如果孩童掉入深度超過15m，利用挖掘 機(jī)也無法實(shí)施營(yíng)救。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查表明，每年不慎掉入機(jī)井、油井等小徑深井的孩童事件就有上千 起，加上那些其它一些深井的事件就更多了。這些情況帶來的生命傷害、財(cái)產(chǎn)損失是不可估 計(jì)的，給家人、個(gè)人帶來巨大的痛苦。中國(guó)專利200620082638. 5公開了一種“提拉式救撈裝置”，為提拉式救撈裝置， 可用于墻隙、深坑、山澗、小徑深井等深度掉入或卡滯物品、人畜的施救，主要由軟性提拉 管組成，特點(diǎn)是提拉管下端通過支撐盤連接帶有托桿的立桿，并設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧；托桿上設(shè) 有由拉繩控制的聯(lián)動(dòng)開關(guān)。存在的問題是桿太長(zhǎng)，用手不方便操作，不易控制；抓取時(shí)不能 將抓取對(duì)象抓得較緊，安全性不夠可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種小徑深井救援裝置，可以簡(jiǎn)單、安全和可 靠的完成深井救援。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種小徑深井救援裝置，定位 裝置與旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置連接，旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置與姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接，姿態(tài)和 Z向調(diào)整裝置分別通過傳動(dòng)連桿和連接銷釘與Y向調(diào)整裝置連接，Y向調(diào)整裝置兩端安裝有 爪夾持機(jī)構(gòu)；
所述的定位裝置中，中心桿與多根支撐桿鉸接，中心桿上還滑動(dòng)安裝有滑動(dòng)桿，滑動(dòng)桿 分別與多根支撐桿滑動(dòng)連接，滑動(dòng)桿上連接有鋼絲繩。所述的旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置中，大齒輪固定安裝在上外盒中，與之嚙合的小齒輪 與上電機(jī)連接；
上外盒內(nèi)還設(shè)有X向絲杠，與X向絲杠平行通過固定螺母安裝有滑軌，X向絲杠和滑軌 上安裝有X向滑動(dòng)螺母，X向滑動(dòng)螺母與姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接。所述的姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置中，中外盒內(nèi)安裝有第二 Z向絲杠，第二 Z向絲杠與驅(qū) 動(dòng)電機(jī)連接，其上安裝有第二 Z向滑動(dòng)螺母，第二 Z向絲杠下端安裝有推力球軸承；
支撐塊與中外盒固定連接，第二 Z向滑動(dòng)螺母和支撐塊之間安裝有第一 Z向絲杠，第一 Z向絲杠上安裝有第一 Z向滑動(dòng)螺母，第一 Z向滑動(dòng)螺母與傳動(dòng)連桿連接，支撐塊通過連接
3銷釘與Y向調(diào)整裝置一側(cè)連接，傳動(dòng)連桿與Y向調(diào)整裝置另一側(cè)連接。所述的Y向調(diào)整裝置中，下外盒內(nèi)安裝有錐齒輪組，錐齒輪組中的一錐齒輪與驅(qū) 動(dòng)電機(jī)連接，與之嚙合的另兩錐齒輪分別與兩Y向絲杠連接，Y向絲杠上安裝有Y向滑動(dòng)螺 母，Y向滑動(dòng)螺母上安裝有爪支承軌，爪支承軌與爪夾持機(jī)構(gòu)連接。所述的爪夾持機(jī)構(gòu)中，爪外盒內(nèi)安裝有爪絲杠，爪絲杠與爪電機(jī)29連接，爪活動(dòng) 螺母安裝在爪絲杠上，爪活動(dòng)螺母上設(shè)有上爪，下爪與爪外盒連接，上爪與下爪通過爪連桿 連接。所述的上爪和/或下爪上設(shè)有壓力傳感器。優(yōu)化的，還設(shè)有監(jiān)控裝置。本發(fā)明提供的一種小徑深井救援裝置，在深井救援過程中具有夾持范圍可調(diào)，救 援范圍廣的優(yōu)點(diǎn)；救援裝置定位裝置和爪子的伸縮性使得救援裝置能夠適用于多種型號(hào)井 的救援，實(shí)時(shí)控制實(shí)施救援，效率高，成功率高。通過監(jiān)控裝置中的攝像頭觀察井底的情況， 能夠很好地針對(duì)具體情況作出相應(yīng)的操作，大大提高救援的成功率和效率。人性化設(shè)計(jì)，避 免產(chǎn)生二次傷害；爪上的壓力傳感器能把救援過程中被困者受力情況及時(shí)傳達(dá)給施救者， 避免救援過程中由于壓力太大對(duì)受困者造成二次傷害。本發(fā)明的裝置操作簡(jiǎn)單、靈活、易于 控制，針對(duì)不同的情況可以做出各種應(yīng)對(duì)的動(dòng)作，可以適應(yīng)多種不同的環(huán)境。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中定位裝置與旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明中姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明中Y向調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中電機(jī)的控制電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖1中，一種小徑深井救援裝置，定位裝置與旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置連接，旋轉(zhuǎn)和X 向調(diào)整裝置與姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接，姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置分別通過傳動(dòng)連桿8和連接 銷釘27與Y向調(diào)整裝置連接，Y向調(diào)整裝置兩端安裝有爪夾持機(jī)構(gòu)；
如圖2中，所述的定位裝置中，中心桿19與多根支撐桿16鉸接，中心桿19上還滑動(dòng)安 裝有滑動(dòng)桿17，滑動(dòng)桿17分別與多根支撐桿16滑動(dòng)連接，滑動(dòng)桿17上連接有鋼絲繩。使 用時(shí)，地面支撐部分采用救援三角架，為了能夠適用不同型號(hào)的井，本發(fā)明的定位裝置是一 傘狀的伸縮機(jī)構(gòu)，采用傘狀伸縮機(jī)構(gòu)保證了該裝置能夠適用于一定范圍內(nèi)的不同大小口徑 井的救援工作。傘狀伸縮機(jī)構(gòu)由滑動(dòng)桿17的上下滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)支撐桿16的張開與合攏，滑動(dòng) 桿17上連接有鋼絲繩通過拉動(dòng)鋼絲繩實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)桿17的向上滑動(dòng)，從而將支撐桿16撐開， 當(dāng)支撐桿16撐到井的內(nèi)壁時(shí)，滑動(dòng)桿17將不能再向上滑動(dòng)，四根支撐桿16同時(shí)作用達(dá)到 固定中心桿19的目的，使得中心桿19不能轉(zhuǎn)動(dòng)。中心桿19上的吊環(huán)18用來連接三腳架上的鋼繩，下端與本發(fā)明裝置的其他部件 相連，整個(gè)裝置的重量由中心桿19承受，起到支撐的作用。定位裝置在完成定位動(dòng)作后再
4執(zhí)行后面的動(dòng)作，從而保證了后面動(dòng)作的穩(wěn)定執(zhí)行。所述的旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置中，大齒輪20固定安裝在上外盒14中，與之嚙合的小 齒輪31與上電機(jī)15連接；
上外盒14內(nèi)還設(shè)有X向絲杠21，與X向絲杠21平行通過固定螺母13安裝有滑軌23， X向絲杠21和滑軌23上安裝有X向滑動(dòng)螺母22，X向滑動(dòng)螺母22通過連接螺栓24與姿 態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接。大齒輪20與中心桿19固定在一起，小齒輪31固定在上外盒14上，通過上電機(jī)15 驅(qū)動(dòng)，定位裝置完成定位動(dòng)作后，中心桿19位置固定，不能旋轉(zhuǎn)，大齒輪固定，當(dāng)上電機(jī)15 驅(qū)動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪繞大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上外盒14轉(zhuǎn)動(dòng)，裝置的 其他部件連接在上外盒14上，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手繞Z軸的旋轉(zhuǎn)調(diào)位。驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二 Z向絲杠12帶動(dòng)第二 Z向滑動(dòng)螺母11沿滑軌23滑動(dòng)，從而帶 動(dòng)其下的裝置一起滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)裝置沿X方向的移動(dòng)。如圖3中，所述的姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置中，中外盒25內(nèi)安裝有第二 Z向絲杠12，第 二 Z向絲杠12與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，其上安裝有第二 Z向滑動(dòng)螺母11，第二 Z向絲杠12下端安 裝有推力球軸承26 ；
支撐塊7與中外盒25固定連接，第二 Z向滑動(dòng)螺母11和支撐塊7之間安裝有第一 Z 向絲杠9，第一 Z向絲杠9上安裝有第一 Z向滑動(dòng)螺母10，第一 Z向滑動(dòng)螺母10與傳動(dòng)連 桿8連接，支撐塊7通過連接銷釘27與Y向調(diào)整裝置一側(cè)連接，傳動(dòng)連桿8與Y向調(diào)整裝 置另一側(cè)連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二 Z向絲杠12旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第二 Z向滑動(dòng)螺母11上下運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)連 桿8帶動(dòng)其下的下外盒28沿連接銷釘27旋轉(zhuǎn)，完成姿態(tài)調(diào)整，如同時(shí)第一 Z向絲杠9的驅(qū) 動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，第一 Z向滑動(dòng)螺母10與第二 Z向滑動(dòng)螺母11同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)，則下外盒28實(shí) 現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)。如圖4中，所述的Y向調(diào)整裝置中，下外盒28內(nèi)安裝有錐齒輪組6，錐齒輪組6中 的一錐齒輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，與之嚙合的另兩錐齒輪分別與兩Y向絲杠32連接，Y向絲杠 32上安裝有Y向滑動(dòng)螺母5，Y向滑動(dòng)螺母5上安裝有爪支承軌33，爪支承軌33與爪夾持 機(jī)構(gòu)連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過錐齒輪組6帶動(dòng)兩Y向絲杠32旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)Y向滑動(dòng)螺母5沿 Y向運(yùn)動(dòng)，從使爪支承軌33上的爪夾持機(jī)構(gòu)沿Y向運(yùn)動(dòng)。所述的爪夾持機(jī)構(gòu)中，爪外盒30內(nèi)安裝有爪絲杠34，爪絲杠34與爪電機(jī)29連接， 爪活動(dòng)螺母3安裝在爪絲杠34上，爪活動(dòng)螺母3上設(shè)有上爪4，下爪1與爪外盒30連接，上 爪4與下爪1通過爪連桿2連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)爪絲杠34旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)爪活動(dòng)螺母3上下運(yùn) 動(dòng)，從而通過爪連桿2帶動(dòng)上爪4和下爪1實(shí)現(xiàn)開合。所述的上爪4和/或下爪1上設(shè)有壓力傳感器。從而采集夾持力的大小，告知地 面用于手動(dòng)或自動(dòng)控制，避免造成二次傷害。本發(fā)明的裝置上還設(shè)有監(jiān)控裝置。監(jiān)控裝置由照明燈、攝像頭、壓力傳感器元件組 成；控制部分由手動(dòng)控制儀器及顯示屏組成。在井底光線不好的情況下，照明燈將井底照 明，使攝像頭能夠清晰攝取井底情況，攝像頭將井底的圖像傳到地面上的顯示屏，方便操作 人員了解井底情況，根據(jù)井內(nèi)的情況做出判斷，通過手動(dòng)控制儀器手動(dòng)控制救援裝置的動(dòng)作。
如圖5中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方式為，按下Sl后松開，低電平觸發(fā)U2，在其3腳上發(fā) 出1. 5s的正脈寬Ul是一個(gè)頻率不可調(diào)，但占空比可調(diào)的方波發(fā)生器，如果S2未合上則電 機(jī)正轉(zhuǎn)如果S2合上則電機(jī)反轉(zhuǎn)。即按下Sl松開則電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1. 5秒左右，正反轉(zhuǎn)取決 于S2是否合上；若要加快電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，則調(diào)大方波發(fā)生器的占空比，即將R6向上調(diào)大。 另外的電機(jī)調(diào)節(jié)方式相同。
權(quán)利要求
一種小徑深井救援裝置，其特征在于定位裝置與旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置連接，旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置與姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接，姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置分別通過傳動(dòng)連桿(8)和連接銷釘(27)與Y向調(diào)整裝置連接，Y向調(diào)整裝置兩端安裝有爪夾持機(jī)構(gòu)；所述的定位裝置中，中心桿(19)與多根支撐桿(16)鉸接，中心桿(19)上還滑動(dòng)安裝有滑動(dòng)桿(17)，滑動(dòng)桿(17)分別與多根支撐桿(16)滑動(dòng)連接，滑動(dòng)桿(17)上連接有鋼絲繩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)和X向調(diào) 整裝置中，大齒輪(20)固定安裝在上外盒(14)中，與之嚙合的小齒輪(31)與上電機(jī)(15) 連接；上外盒(14)內(nèi)還設(shè)有X向絲杠(21)，與X向絲杠(21)平行通過固定螺母(13)安裝有 滑軌(23)，X向絲杠(21)和滑軌(23)上安裝有X向滑動(dòng)螺母(22)，X向滑動(dòng)螺母(22)與姿 態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的姿態(tài)和Z向調(diào) 整裝置中，中外盒(25)內(nèi)安裝有第二 Z向絲杠(12)，第二 Z向絲杠(12)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接， 其上安裝有第二 Z向滑動(dòng)螺母(11)，第二 Z向絲杠(12)下端安裝有推力球軸承(26)；支撐塊(7)與中外盒(25)固定連接，第二 Z向滑動(dòng)螺母(11)和支撐塊(7)之間安裝有 第一 Z向絲杠(9)，第一 Z向絲杠(9)上安裝有第一 Z向滑動(dòng)螺母(10)，第一 Z向滑動(dòng)螺母 (10)與傳動(dòng)連桿(8)連接，支撐塊(7)通過連接銷釘(27)與Y向調(diào)整裝置一側(cè)連接，傳動(dòng) 連桿(8)與Y向調(diào)整裝置另一側(cè)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的Y向調(diào)整裝置 中，下外盒(28)內(nèi)安裝有錐齒輪組(6)，錐齒輪組(6)中的一錐齒輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，與之 嚙合的另兩錐齒輪分別與兩Y向絲杠(32)連接，Y向絲杠(32)上安裝有Y向滑動(dòng)螺母(5)， Y向滑動(dòng)螺母(5)上安裝有爪支承軌(33)，爪支承軌(33)與爪夾持機(jī)構(gòu)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的爪夾持機(jī)構(gòu)中， 爪外盒(30 )內(nèi)安裝有爪絲杠(34 )，爪絲杠(34 )與爪電機(jī)(29 )連接，爪活動(dòng)螺母(3 )安裝在 爪絲杠(34)上，爪活動(dòng)螺母(3)上設(shè)有上爪(4)，下爪(1)與爪外盒(30)連接，上爪(4)與 下爪(1)通過爪連桿(2)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的上爪(4)和/或 下爪(1)上設(shè)有壓力傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于還設(shè)有監(jiān)控裝置。
全文摘要
一種小徑深井救援裝置，定位裝置與旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置連接，旋轉(zhuǎn)和X向調(diào)整裝置與姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置連接，姿態(tài)和Z向調(diào)整裝置分別通過傳動(dòng)連桿和連接銷釘與Y向調(diào)整裝置連接，Y向調(diào)整裝置兩端安裝有爪夾持機(jī)構(gòu)；所述的定位裝置中，中心桿與多根支撐桿鉸接，中心桿上還滑動(dòng)安裝有滑動(dòng)桿，滑動(dòng)桿分別與多根支撐桿滑動(dòng)連接，滑動(dòng)桿上連接有鋼絲繩。本發(fā)明提供的一種小徑深井救援裝置，在深井救援過程中具有夾持范圍可調(diào)，救援范圍廣的優(yōu)點(diǎn)；救援裝置定位裝置和爪子的伸縮性使得救援裝置能夠適用于多種型號(hào)井的救援，實(shí)時(shí)控制實(shí)施救援，效率高，成功率高。
文檔編號(hào)A62B99/00GK101972526SQ20101054611
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者丁昌鵬, 余佳, 孫宜華, 張屹, 王盈, 謝虎 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)