專利名稱：小徑深井救援裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械手，特別是一種小徑深井救援裝置。
背景技術：
近年來，報紙、電視等媒體多見報道有關孩童掉入小徑深井(多為直徑25——45cm 水泥管機井)及營救的消息，有的小孩成功的被救起了，可是也有的卻不幸獻出了生命。由 于井徑細小，深度一般較深，成年人無法下井營救，而且還有可能將救援人員卡死在井口。 所以一般的營救的方法是動用挖掘機等大型設備進行施救，此種方法費時、費力、費財，且 救援時間過長、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 機也無法實施營救。據有關部門調查表明，每年不慎掉入機井、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、財產損失是不可估 計的，給家人、個人帶來巨大的痛苦。中國專利2006200^638. 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，特點是提拉管下端通過支撐盤連接帶有托桿的立桿，并設有扭轉彈簧；托桿上設 有由拉繩控制的聯動開關。存在的問題是桿太長，用手不方便操作，不易控制；抓取時不能 將抓取對象抓得較緊，安全性不夠可靠。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種小徑深井救援裝置，可以簡單、安全 和可靠的完成深井救援。為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是一種小徑深井救援裝置， 定位裝置與旋轉和X向調整裝置連接，旋轉和X向調整裝置與姿態(tài)和Z向調整裝置連接，姿 態(tài)和Z向調整裝置分別通過傳動連桿和連接銷釘與Y向調整裝置連接，Y向調整裝置兩端 安裝有爪夾持機構；所述的定位裝置中，中心桿與多根支撐桿鉸接，中心桿上還滑動安裝有滑動桿，滑 動桿分別與多根支撐桿滑動連接，滑動桿上連接有鋼絲繩。所述的旋轉和X向調整裝置中，大齒輪固定安裝在上外盒中，與之嚙合的小齒輪 與上電機連接；上外盒內還設有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向滑動螺母，X向滑動螺母與姿態(tài)和Z向調整裝置連接。所述的姿態(tài)和Z向調整裝置中，中外盒內安裝有第二 Z向絲杠，第二 Z向絲杠與驅 動電機連接，其上安裝有第二 Z向滑動螺母，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向滑動螺母，第一 Z向滑動螺母與傳動連桿連接，支撐塊通過連接銷釘與Y向調整裝置一側連接，傳動連桿與Y向調整裝置另一側連接。所述的Y向調整裝置中，下外盒內安裝有錐齒輪組，錐齒輪組中的一錐齒輪與驅 動電機連接，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向滑動螺 母，Y向滑動螺母上安裝有爪支承軌，爪支承軌與爪夾持機構連接。所述的爪夾持機構中，爪外盒內安裝有爪絲杠，爪絲杠與爪電機四連接，爪活動 螺母安裝在爪絲杠上，爪活動螺母上設有上爪，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/或下爪上設有壓力傳感器。優(yōu)化的，還設有監(jiān)控裝置。本實用新型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，救援范圍廣的優(yōu)點；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 型號井的救援，實時控制實施救援，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，能夠很好地針對具體情況作出相應的操作，大大提高救援的成功率和效率。人性化 設計，避免產生二次傷害；爪上的壓力傳感器能把救援過程中被困者受力情況及時傳達給 施救者，避免救援過程中由于壓力太大對受困者造成二次傷害。本實用新型的裝置操作簡 單、靈活、易于控制，針對不同的情況可以做出各種應對的動作，可以適應多種不同的環(huán)境。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明


圖1是本實用新型的整體結構示意圖。圖2是本實用新型中定位裝置與旋轉和X向調整裝置結構示意圖。圖3是本實用新型中姿態(tài)和Z向調整裝置結構示意圖。圖4是本實用新型中Y向調整裝置結構示意圖。圖5是本實用新型中電機的控制電路圖。
具體實施方式
如
圖1中，一種小徑深井救援裝置，定位裝置與旋轉和X向調整裝置連接，旋轉和X 向調整裝置與姿態(tài)和Z向調整裝置連接，姿態(tài)和Z向調整裝置分別通過傳動連桿8和連接 銷釘27與Y向調整裝置連接，Y向調整裝置兩端安裝有爪夾持機構；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 動安裝有滑動桿17，滑動桿17分別與多根支撐桿16滑動連接，滑動桿17上連接有鋼絲繩。 使用時，地面支撐部分采用救援三角架，為了能夠適用不同型號的井，本實用新型的定位裝 置是一傘狀的伸縮機構，采用傘狀伸縮機構保證了該裝置能夠適用于一定范圍內的不同大 小口徑井的救援工作。傘狀伸縮機構由滑動桿17的上下滑動實現支撐桿16的張開與合攏， 滑動桿17上連接有鋼絲繩通過拉動鋼絲繩實現滑動桿17的向上滑動，從而將支撐桿16撐 開，當支撐桿16撐到井的內壁時，滑動桿17將不能再向上滑動，四根支撐桿16同時作用達 到固定中心桿19的目的，使得中心桿19不能轉動。中心桿19上的吊環(huán)18用來連接三腳架上的鋼繩，下端與本實用新型裝置的其他 部件相連，整個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作后再執(zhí)行后面的動作，從而保證了后面動作的穩(wěn)定執(zhí)行。所述的旋轉和X向調整裝置中，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15連接；上外盒14內還設有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向滑動螺母22，X向滑動螺母22通過連接螺栓M與 姿態(tài)和Z向調整裝置連接。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15 驅動，定位裝置完成定位動作后，中心桿19位置固定，不能旋轉，大齒輪固定，當上電機15 驅動小齒輪轉動時，大齒輪不轉動，小齒輪繞大齒輪轉動，從而帶動上外盒14轉動，裝置的 其他部件連接在上外盒14上，實現機械手繞Z軸的旋轉調位。驅動電機驅動第二 Z向絲杠12帶動第二 Z向滑動螺母11沿滑軌23滑動，從而帶 動其下的裝置一起滑動，實現裝置沿X方向的移動。如圖3中，所述的姿態(tài)和Z向調整裝置中，中外盒25內安裝有第二 Z向絲杠12，第 二 Z向絲杠12與驅動電機連接，其上安裝有第二 Z向滑動螺母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向滑動螺母10，第一 Z向滑動螺母10與傳 動連桿8連接，支撐塊7通過連接銷釘27與Y向調整裝置一側連接，傳動連桿8與Y向調 整裝置另一側連接。驅動電機驅動第二 Z向絲杠12旋轉，帶動第二 Z向滑動螺母11上下運動，傳動連 桿8帶動其下的下外盒觀沿連接銷釘27旋轉，完成姿態(tài)調整，如同時第一 Z向絲杠9的驅 動電機旋轉，第一 Z向滑動螺母10與第二 Z向滑動螺母11同時上下運動，則下外盒觀實 現Z向運動。如圖4中，所述的Y向調整裝置中，下外盒觀內安裝有錐齒輪組6，錐齒輪組6中 的一錐齒輪與驅動電機連接，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向滑動螺母5，Y向滑動螺母5上安裝有爪支承軌33，爪支承軌33與爪夾持 機構連接。驅動電機通過錐齒輪組6帶動兩Y向絲杠32旋轉，從而帶動Y向滑動螺母5沿 Y向運動，從使爪支承軌33上的爪夾持機構沿Y向運動。所述的爪夾持機構中，爪外盒30內安裝有爪絲杠34，爪絲杠34與爪電機四連接， 爪活動螺母3安裝在爪絲杠34上，爪活動螺母3上設有上爪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。驅動電機帶動爪絲杠34旋轉，帶動爪活動螺母3上下運 動，從而通過爪連桿2帶動上爪4和下爪1實現開合。所述的上爪4和/或下爪1上設有壓力傳感器。從而采集夾持力的大小，反饋給 地面據以手動或自動控制，避免造成二次傷害。本實用新型的裝置上還設有監(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，根據井內的情況做出判斷，通過手動控制儀器手動控制救援裝置的 動作。[0037] 如圖5中，驅動電機的控制方式為，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是一個頻率不可調，但占空比可調的方波發(fā)生器，如果S2未合上則電 機正轉如果S2合上則電機反轉。即按下Sl松開則電機轉子轉動1. 5秒左右，正反轉取決 于S2是否合上；若要加快電機轉動的速度，則調大方波發(fā)生器的占空比，即將R6向上調大。 另外的電機調節(jié)方式相同。
權利要求1.一種小徑深井救援裝置，其特征在于定位裝置與旋轉和X向調整裝置連接，旋轉和 X向調整裝置與姿態(tài)和Z向調整裝置連接，姿態(tài)和Z向調整裝置分別通過傳動連桿(8)和連 接銷釘(27)與Y向調整裝置連接，Y向調整裝置兩端安裝有爪夾持機構；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)上還滑動安裝有 滑動桿(17)，滑動桿(17)分別與多根支撐桿(16)滑動連接，滑動桿(17)上連接有鋼絲繩。
2.根據權利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的旋轉和X向調 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(15) 連接；上外盒(14)內還設有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向滑動螺母(22)，X向滑動螺母(22)與姿 態(tài)和Z向調整裝置連接。
3.根據權利要求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 整裝置中，中外盒(25)內安裝有第二 Z向絲杠(12)，第二 Z向絲杠(12)與驅動電機連接， 其上安裝有第二 Z向滑動螺母(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向滑動螺母(10)，第一 Z向滑動螺母 (10)與傳動連桿(8)連接，支撐塊(7)通過連接銷釘(27)與Y向調整裝置一側連接，傳動 連桿(8)與Y向調整裝置另一側連接。
4.根據權利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于所述的Y向調整裝置 中，下外盒(28)內安裝有錐齒輪組(6)，錐齒輪組(6)中的一錐齒輪與驅動電機連接，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向滑動螺母(5)， Y向滑動螺母(5)上安裝有爪支承軌(33)，爪支承軌(33)與爪夾持機構連接。
5.根據權利要求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構中， 爪外盒(30 )內安裝有爪絲杠(34 )，爪絲杠(34 )與爪電機(29 )連接，爪活動螺母(3 )安裝在 爪絲杠(34)上，爪活動螺母(3)上設有上爪(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.根據權利要求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)上設有壓力傳感器。
7.根據權利要求1所述的一種小徑深井救援裝置，其特征在于還設有監(jiān)控裝置。
專利摘要一種小徑深井救援裝置，定位裝置與旋轉和X向調整裝置連接，旋轉和X向調整裝置與姿態(tài)和Z向調整裝置連接，姿態(tài)和Z向調整裝置分別通過傳動連桿和連接銷釘與Y向調整裝置連接，Y向調整裝置兩端安裝有爪夾持機構；所述的定位裝置中，中心桿與多根支撐桿鉸接，中心桿上還滑動安裝有滑動桿，滑動桿分別與多根支撐桿滑動連接，滑動桿上連接有鋼絲繩。本實用新型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，救援范圍廣的優(yōu)點；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井的救援，實時控制實施救援，效率高，成功率高。
文檔編號A62B99/00GK201862173SQ20102060919
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權日2010年11月17日
發(fā)明者丁昌鵬, 余佳, 孫宜華, 張屹, 王盈, 謝虎 申請人:三峽大學