深井救援器制造技术

一种能够适用于深井、矿井、工厂烟筒、工地地桩、悬崖陡坡等类似深井环境中，对井底被困人员进行救援的深井救援器。由井上操作及监视部分、自承式电缆及提升部分、井下仿生机械部分组成。其井下仿生机械部分使用一个机械手臂和其下方连接固定的两个结构相同的机械抓手组成。模仿人类胳膊和手部的仿生结构设计，并模仿“托住人体腋下向上托举”的仿生动作进行救援。在救援过程中对被困人员双肩至腋下部位进行钳夹，避免因对被困人员胸腹部位进行钳夹而造成二次伤害，当完成整个“抓抱”动作后，通过井上三角救援架将被困人员提升至地面。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种深井、矿井、工厂烟筒、工地地粧、悬崖陡坡等类似深井环境中，对被困人员实施救援的深井救援器。
技术介绍
目前，已有的井下救援器均采用以下三种方式实现:第一种是通过硬质杆状物引导绳索拴住井下被困人员手腕部位实施救援，第二种是通过钳夹或者索套井下被困人员胸腹部位的方式夹住被困人员实施救援，第三种是通过三角架、绳索等将救援人员送下深井实施救援。但这三种救援方式都存在较大缺陷:第一种救援方式，因为采用硬质杆状物引导绳索拴住井下被困人员手腕部位，主要适用于井口较大且井深较浅的救援工作中，否则因为光线、视线等问题而观察不到井下的操作，特别是硬质杆状物长度不够而不能使用。第二种救援方式，当被困人员在失足跌下深井时，很可能造成肋骨断裂或其它重要器官破裂等内伤，此时若采取通过钳夹或者索套被困人员胸腹部位的方式救援，对被困人员造成二次伤害的机率极大，甚至致命。再则如对被困人员胸腹部位进行钳夹或者索套施压的力度掌握不好，将很容易造成被困人员窒息死亡。如果因为救援造成被困人员死亡，即使将被困人员救出，救援工作仍是失败的。第三种救援方式，当井口较小、井深较深、井下环境复杂时，救援人员直接下井救援，其自身安全难以保障。
技术实现思路
为了解决深井救援过程中，现有井下救援器深入井下工作距离短，且极易对被困人员造成二次伤害，救援人员安全易受威胁等问题，本技术提供一种深井救援器。该深井救援器采用三个钳夹结构，通过模仿人类胳膊和手部的仿生结构，并模仿“托住人体腋下向上托举”的仿生动作进行救援。在救援过程中对被困人员腋下及肩部进行钳夹，从而避免对深井中被困人员造成致命伤害。同时本技术通过视频监控、语音对讲以及对电机负载电流进行监测，可对救援器自身工作情况和井下环境进行监测。救援人员不用冒着生命危险下井，就能够将被困人员成功救出。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:通过便携式计算机中安装的深井救援器综合管理平台软件和红外云台网络摄像机，将控制信号、音视频信号统一转换成RJ45接口信号，通过井上电力线通讯调制解调器和井下电力线通讯调制解调器完成RJ45接口信号与电力线信号的相互转换，井上通过一根自承式双绞线电缆向井下供电的同时进行电力线信号的传输，实现井上与井下控制信号、音视频信号的传输。自承式双绞线电缆井上采用220V发电机供电，当去除线损后井下负载电压在110V以上时，深井救援器均能正常工作(目前设计可在300米以内的深井中对被困人员进行救援)。井下仿生机械部分是由一个机械手臂和其下方固定的两个机械抓手，共三个钳夹结构组成。机械手臂是由一个机械手臂水平电动推杆与机械手臂作用臂①、机械手臂作用臂②组成“A”字型钳夹结构。机械抓手共两个，其结构相同，由连接板、机械抓手水平电动推杆、两个机械抓手作用臂组成，位于机械手臂下方，机械抓手的钳夹方向与机械手臂的钳夹方向垂直，通过连接板将两个机械抓手分别与机械手臂的两个作用臂底端连接固定。机械抓手水平电动推杆与机械抓手作用臂①、机械抓手作用臂②组成“A”字型钳夹结构。垂直电动推杆顶端与连接板连接固定，且垂直电动推杆伸缩方向朝下，辅助机械抓手的“A”字型钳夹结构钳夹的更加牢固。当井下网络继电器接收到控制信号后，会根据信号要求改变机械手臂水平电动推杆(或机械抓手水平电动推杆、垂直电动推杆)的供电电流方向，改变两个机械手臂作用臂(或两个机械抓手作用臂)的张合角度，从而完成机械手臂(或机械抓手)的张合钳夹动作。救援过程中，机械抓手的两个作用臂分别从被困人员上方朝下，通过肩部在被困人员腋下交叉，并夹住被困人员左、右两侧腋下，同时伸展机械抓手上的垂直电动推杆，将被困人员肩部至腋下紧紧抓抱住。机械手臂主要用于控制下方两个机械抓手之间的距离，提供一个居中的力，促使两个机械抓手抓的更加牢固，从而完成整个“抓抱”动作。救援过程中只对被困人员肩部和腋下向上用力，不会对人的胸、腹部施加压力，避免对被困人员造成致命的二次伤害。最终完成“抓抱”动作后，通过井上救援三角架完成对被困人员向井上提升的动作，从而达到能够安全的将被困人员救出的目的。本技术的有益效果是，可以通过便携式计算机上安装的深井救援器综合管理平台软件观察井下视频图像，井上救援人员可以与井下被困人员进行语音对讲，为救援工作提供辅助作用。通过井上井下通信信号的转换，将深井救援工作距离延深至300米(实际只要自承式双绞线和三角架钢丝绳足够长，且负载电压在110V至240V之间均可正常使用)。井下机械部分采用一个机械手臂、两个机械抓手组成的仿生结构，对被困人员肩部和腋下进行钳夹“抓抱”，从而安全的将被困深井人员救出，避免对被困人员胸腹部位钳夹而造成二次伤害。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的原理图图2是井下仿生机械部分的纵剖面构造图。图3是井下仿生机械部分(11)机械手臂的纵剖面构造图。图4是井下仿生机械部分(12)机械抓手垂直旋转90度后的纵剖面构造图。图中(1)便携式计算机，(2)深井救援器综合管理平台软件，(3)USB控制手柄，(4)井上电力线通讯调制解调器，(5)自承式双绞线电缆，(6)井下电力线通讯调制解调器，(7)红外云台网络摄像机，(8)网络继电控制器，(9)电流监测器，(10)稳压电源，(11)机械手臂，机械抓手，(13)机械手臂水平电动推杆，(14)弹簧，(15)承重钩挂环，(16)话筒，(17)平推轴承外承重罩，(18)设备箱，(19)平推轴承，(20)减速电机，(21)白光灯，(22)自承式双绞线电缆钩挂环，(23)救援三角架，(24)自承式双绞线电缆线盘，(25)自承式双绞线电缆钢丝绳井下端自锁式挂钩，(26)发电机，(27)机械抓手水平电动推杆，(28)垂直电动推杆，(29)机械手臂作用臂①，(30)机械手臂作用臂②，(31)机械抓手作用臂①，(32)机械抓手作用臂②，(33)连接板。【具体实施方式】该深井救援器由井上操作及监视部分、自承式电缆及提升部分、井下仿生机械部分组成。井上操作及监视部分:由(1)便携式计算机、(2)深井救援器综合管理平台软件(安装于便携式计算机中)、(3)USB控制手柄、(4)井上电力线通讯调制解调器、(6)井下电力线通讯调制解调器、(7)红外云台网络摄像机、(16)话筒组成。通过(1)便携式计算机上安装的(2)深井救援器综合管理平台软件，将井下各设备运行情况、井下救援视频在(1)便携式计算机屏幕上进行显示。通过(2)深井救援器综合管理平台软件将(3)USB控制手柄的控制信号和(16)话筒音频信号转换为RJ45接口信号。通过(7)红外云台网络摄像机将采集到井下的音频、视频信号转换为RJ45接口信号，通过(4)井上电力线通讯调制解调器、(6)井下电力线通讯调制解调器实现RJ45接口信号与电力线信号相互转换。再通过(5)自承式双绞线电缆向井下设备供电的同时，向井下传输控制信号和音频信号，向井上传输监视视频信号、各设备运行情况监测信号。通过(7)红外云台网络摄像机自带的外放音频的功能，实时播放井上传下来通过(16)话筒采集的音频对讲信号。自承式电缆及提升部分:由(5)自承式双绞线电缆、(15)承重钩挂环、(22)自承式双绞线电缆钩挂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深井救援器，由井上操作及监视部分、自承式电缆及提升部分、井下仿生机械部分组成，其特征是：井下仿生机械部分采用模仿人类胳膊和手部的仿生结构，由一个机械手臂和固定在其下方的两个机械抓手，共三个钳夹结构组成；所述的机械手臂是由一个机械手臂水平电动推杆与机械手臂作用臂①、机械手臂作用臂②组成的“A”字型钳夹结构；所述的机械抓手共两个，其结构相同，由连接板、机械抓手水平电动推杆、机械抓手作用臂①、机械抓手作用臂②、垂直电动推杆组成，位于机械手臂下方，机械抓手的钳夹方向与机械手臂的钳夹方向垂直，通过连接板将两个机械抓手分别与机械手臂的两个作用臂底端连接固定，机械抓手水平电动推杆与机械抓手作用臂①、机械抓手作用臂②组成“A”字型钳夹结构，垂直电动推杆顶端与连接板连接固定，且垂直电动推杆伸缩方向朝下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：别远辉，
申请(专利权)人：别远辉，
类型：新型
国别省市：山西;14