专利名称：一种农用深井救援装置的制作方法
技术领域：
本发明属于救援打捞装备技术领域，具体涉及一种适用于农村小口径深井中人或 物打捞的农用深井救援装置。
背景技术：
农用机井是我国特别是北方地区的一项重要农田灌溉和人畜饮水设施，是发展农 业生产的重要物质基础。农用机井是由钻井打成垂直深井，一般都在十几米到数十米不等， 直径多在30 50厘米，不少机井由于长期缺乏管理，又分布在田间地头，农民、小孩或动物 等稍不留意就会落入井中，引发安全事故，近年来，农村灌溉机井吃人、伤人事件屡屡发生， 使得不少家庭遭受不幸，严重威胁农民的生命财产安全，影响了农村经济发展。据不完全统 计，全国大约有400 500万口机井，全国每年发生400 500起机井吃人伤人事件，造成 直接经济损失3600万元。目前在深井救援领域一般存在三种救援方式1救援人员直接下井救援2救援人 员利用自制的绳索进行救援3大型挖掘设备救援。这三种方法自身均存在很大的缺陷。1救 援人员直接下井的救援方式对下井施救者本身有着很大的危险性，下井救援的消防官兵往 往是呈倒立状态下井。人倒立若时间稍长就会出现头晕、呼吸困难等现象，严重时甚至会出 现昏厥。当机井狭窄而落井人落入较深位置时，下井救人对于救援人员来说会变得更加危 险，因为这样连救援人员本身也很容易被井壁卡住。在很多情况下这种方法并不能实施.2 利用自制的绳索救援适用范围很小，且只能在落井者神智清楚且能活动部分肢体的情况下 才能发挥其作用，一旦遇到落井者神志不清或者肢体被卡不能活动时便会失效。3动用大型 挖掘设备这种救援方式所需的时间特别长，往往会达到5个小时以上，大大降低了落井者 的存活率。在挖掘机挖土方的过程中若处理不当极易引起塌方，造成巨大的安全隐患。根据统计数据可知，近年来人不慎掉进机井的事故频发，虽然在很多事故发生时， 消防救援人员能赶到现场实施救援，但成功救援的例子不多，落进事故的死亡率一直维持 在70%以上，让人触目惊心。因此，设计一种高效安全的井下救援救人机器为解决我国在井下救援领域的诸多 问题，保障落井者的生命安全是十分必要的。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种使用方便，安全系 数高，适用于农村小口径深井中人或物打捞的农用深井救援装置。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于包括可折叠外接装置及配合设置在可 折叠外接装置顶部与信号收发装置无线通信连接的卷扬机，所述的可折叠外接装置为空心 柱体，井下救援装置配合设置于可折叠外接装置的空心柱体内，所述的井下救援装置顶部 配合设置绳索固定架，井下救援装置上的绳索穿过绳索固定架与卷扬机连接，所述的井下 救援装置、卷扬机、信号收发装置与电脑控制系统通过无线信号连接。
所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的可折叠外接装置为空心圆柱 体，底部配合设置一组万向轮，空心圆柱体下部配合设置活动伸缩支架，空心圆柱体上配合 设置用于固定伸缩支架的卡扣、固定井下救援装置的定位销孔及方便移动装置的提手。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的井下救援装置包括与绳索固定 架连接的固定卡盘装置、与固定卡盘装置连接的底部托板、底部托板下配合设置的井下定 位装置及与井下定位装置连接的夹持装置。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的固定卡盘装置安装在井下救援 装置的顶部，由卡盘主体和顶出部构成，所述的卡盘主体上部设置与绳索相连的卡口，卡盘 主体中部固定设置通过轴承与转动圆盘相接的长条形滑道，卡盘主体底部通过三根固定柱 与精确定位装置固连，所述的长条形滑道为三条，三条长条形滑道围成一个正三角形，每条 长条形滑道分别与顶出部的滑轨相配合，所述的顶出部，包括顶出面板、顶出面板表面配合 设置橡胶垫片、顶出面板内壁配合设置滑轨。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的转动圆盘通过位于卡盘主体中 心的轴承与卡盘主体相结合，转动圆盘外边缘的配合设置与长条形滑道相连的轴承，转动 圆盘底部中心还与同步带轮装置连接。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的井下定位装置由底部托板、和 配合设置在底部托板上的旋转定位装置、通信系统装置及径向伸缩定位装置组成，所述的 底部托板在其中心处对称分布有两个轴承，轴承与带动其转动的电机相连；所述的旋转定 位装置包括滑动槽、通过同步带与滑动槽连接的电机，所述的径向伸缩定位装置包括配合 设置在底部托板上的固定块、配合设置在滑动槽内的滑动块，滑动块一端与牙条螺纹连接， 牙条另一端与固定在底部托板上的电机连接，滑动块另一端通过紧固件与夹持装置连接。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的夹持装置包括伸缩机械夹臂和 三节电动伸缩臂，所述的伸缩机械夹臂下部配合设置夹臂手指；所述的三节电动伸缩臂下 部配合设置托举臂。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述伸缩机械夹臂包括夹臂外套、所 述的夹臂外套内配合设置夹臂滑臂，夹臂滑臂底部通过夹臂滑动块与夹臂手指活动连接。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的三节电动伸缩臂包括从外到内 套接连接的伸缩臂外套、伸缩臂第一级滑臂、伸缩臂第二级滑臂、所述的伸缩臂第二级滑臂 底部活动设置托举臂，伸缩臂第二级滑臂中部配合设置弹性托举条。所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的通信系统装置包括固定设置在 上的扬声器、摄像头及照明灯，所述的摄像头通过金属软管与固定设置在底部托板上的电 机固定连接。与现有技术相比，本发明的有益效果如下1)、可折叠外接装置的设计，解决了井下救援装置的储存及移动问题，并实现了救 援时机器的快速架设，节省了救援时间。2)、通过固定卡盘的设置，解决了救援装置在井下工作时位置不稳定的问题。3)、定位装置实现了井下救援手臂的位置的精确调整，增加了救援装置的使用范 围，提高了救援的效率及成功率。4)、可伸缩机械夹臂和三节电动伸缩臂的设计，利用了落井者落井时的救援空间，实现了对落井者左右肩部的夹持以及对其前后和底部的托举，增加了救援的灵活性，提高 了救援的成功率。5)、在救援过程中，照明灯，无线摄像头和无线通讯设备的综合使用使得救援人员 能很直观地了解井下的环境，并能及时了解井下落井人员的状况，实现了信息化的救援。6)、整个过程通过无线信号收发装置及控制系统，实现了救援过程中救援装置的 无线操作，增强了救援装置井下活动时的灵活性。
图1为本发明装置间相互关系总括图；图2为本发明控制系统工作原理框图；图3为本发明可移动外接装置结构示意图；图4为本发明井下救援装置结构示意图；图5为本发明固定卡盘装置结构示意图；图6为本发明旋转定位装置结构示意图。图中1_电脑控制系统，2-信号收发装置，3-卷扬机，4-可折叠外接装置，4a_卡 扣，4b-提手，4c-万向轮，4d-活动伸缩支架，4e-定位销孔，5-绳索固定架，5a_绳索，6-长 条形滑道，7-顶出部，8-转动圆盘，8a-轴承，8b-同步带轮装置，9-滑动槽，9a-固定块， 9b-牙条，9c-电机，10-滑动块，11-底部托板，Ila-轴承，lib-同步带，lie-电机，12-夹 臂外套，13-夹臂滑臂，14-臂滑动块，15-夹臂手指，16-弹性托举条，17-托举臂，18-伸缩 臂第二级滑臂，19-伸缩臂第一级滑臂，20-伸缩臂外套，21-扬声器，22-摄像头，23-电机， 24-照明灯，25-固定柱。
具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述如图1-6所示，一种农用深井救援装置，其特征在于包括可折叠外接装置4及配合 设置在可折叠外接装置4顶部与信号收发装置2无线通信连接的卷扬机3，所述的可折叠外 接装置4为空心柱体，井下救援装置配合设置于可折叠外接装置4的空心柱体内，所述的井 下救援装置顶部配合设置绳索固定架5，井下救援装置上的绳索5a穿过绳索固定架5与卷 扬机3连接，所述的井下救援装置、卷扬机3、信号收发装置2与电脑控制系统1通过无线信 号连接。如图3所示，可折叠外接装置4为空心圆柱体，可放置井下救援装置，底部配合设 置一组万向轮4c，便于移动方便，空心圆柱体下部配合设置活动伸缩支架4d，使用时由该 支架打开支撑整个装置，由有两根直径不同钢管组成，小钢管底部装有金属防滑球并套于 大钢管内部，两根钢管壁上均打有销钉通孔，可通过销钉在两钢管不同位置的插销实现调 整装置井上部分的架设高度的功能，不使用时将伸缩支架4d收起，向上扣于卡扣4a中固 定，圆柱体上还设置有固定井下救援装置的定位销孔4e及方便移动装置的提手4b。如图4-6所示，所述的井下救援装置包括与绳索固定架5连接的固定卡盘装置、与 固定卡盘装置连接的底部托板11、底部托板11下配合设置的井下定位装置及与井下定位 装置连接的夹持装置。所述的固定卡盘装置安装在井下救援装置的顶部，由卡盘主体和顶出部7构成。如图5所示所述的卡盘主体上部设置与绳索5a相连的卡口，卡盘主体中部固 定设置通过轴承8a与转动圆盘8相接的长条形滑道6，卡盘主体底部通过三根固定柱25与 精确定位装置固连，所述的长条形滑道6为三条，三条长条形滑道6围成一个正三角形，每 条长条形滑道6分别与顶出部7的滑轨相配合，长条形滑道6包括滑道与连杆，所述的顶出 部7，包括顶出面板、顶出面板表面配合设置橡胶垫片、顶出面板内壁配合设置滑轨，橡胶垫 片采用摩擦系数较大的硅橡胶，橡胶垫片通过粘合剂覆盖于顶出面板的一面，该表面与井 壁直接接触，增大顶出部与井壁之间的摩擦系数，加强固定效果。所述的转动圆盘8通过位 于卡盘主体中心的轴承与卡盘主体相结合，转动圆盘8外边缘的配合设置与长条形滑道6 相连的轴承8a，转动圆盘8底部中心还与同步带轮装置8b连接。如图6所示，所述的井下定位装置由底部托板11、和配合设置在底部托板11上的 旋转定位装置、通信系统装置及径向伸缩定位装置组成，所述的底部托板11在其中心处对 称分布有两个轴承11a，轴承Ila与带动其转动的电机相连；所述的旋转定位装置包括滑动 槽9、通过同步带lib与滑动槽9连接的电机11c，所述的径向伸缩定位装置包括配合设置 在底部托板11上的固定块9a、配合设置在滑动槽9内的滑动块10，滑动块10—端与牙条 9b螺纹连接，牙条9b另一端与固定在底部托板11上的电机9c连接，滑动块10另一端通过 紧固件与夹持装置连接。如图4所示，夹持装置包括伸缩机械夹臂和三节电动伸缩臂，所述的伸缩机械夹 臂下部配合设置夹臂手指15 ；所述的三节电动伸缩臂下部配合设置托举臂17 ；伸缩机械夹 臂包括夹臂外套12、所述的夹臂外套12内配合设置夹臂滑臂13，夹臂滑臂13底部通过夹 臂滑动块14与夹臂手指15活动连接；三节电动伸缩臂包括从外到内套接连接的伸缩臂外 套20、伸缩臂第一级滑臂19、伸缩臂第二级滑臂18、所述的伸缩臂第二级滑臂18底部活动 设置托举臂17，伸缩臂第二级滑臂18中部配合设置弹性托举条16，所述的通信系统装置包 括固定设置在上的扬声器21、摄像头22及照明灯24，所述的摄像头22通过金属软管与固 定设置在底部托板11上的电机23固定连接。本发明的使用过程在救援工作开展时，可移动外接装置3在井上方架设展开，计 算机控制系统1及无线信号收发装置2开始工作，绳索5a连结于顶部绳索固定架5，此时卷 扬机4开始工作，井下救援装置的主体开始下降进入井内，照明灯24打开，照亮井内环境， 摄像头22开始工作采集井下图像，摄像头旋转电机23转动带动摄像头22转动，达到了多 方位的图像信息采集的目的。井下救援装置主体继续下降，在落井者上方0. 5至1米处停 止下降。当救援装置到达指定位置之后，井上人员通过计算机控制系统1控制电机带动转 动圆盘8转动，转动圆盘8的转动通过连杆传递到固定卡盘的顶出部7，固定卡盘的顶出部 7沿固定卡盘的长条形滑道6向转动圆盘8外运动直到顶出部7顶住井壁固定在了井壁上。 根据井下的具体情况，井上操作人员控制电机的工作使滑动槽9转动，滑动槽9的转动直接 带动与之相连的夹臂外套12转动从而到达机械手臂位置的转动调节。滑动块10在内置于 滑动槽9的电机9c的带动下，可沿滑动槽9直线运动，滑动块10与夹臂外套12相连，达到 了径向调整机械手臂位置的功能。夹臂滑动块14在内置于夹臂外套12的电机的带动下， 可沿夹臂外套12运动，达到在竖直方向调节手臂位置的功能。夹臂滑动块14在内置于夹 臂滑臂13的电机的带动下可实现上下运动，夹臂滑动块14与夹臂手指15铰接，夹臂滑动块14的上下运动控制着“S”夹臂手指15的张合，通过调节对落井者的肩部进行夹持。三 节电动伸缩臂的转动调节与径向位置调节与机械夹臂的相应调节，原理一致，内置于伸缩 臂外套20的电机工作带动伸缩臂第一级滑臂19滑动，伸缩臂第一级滑臂19与伸缩臂第二 级滑臂18及托举臂17通过滑轮和弹簧相连接。在伸缩臂第一级滑臂19滑动的同时伸缩 臂第二级滑臂18沿伸缩臂外套20内部滑动，内收于伸缩臂第二级滑臂18的托举臂17缓 慢展开。当伸缩臂第二级滑臂18到达极限位置时托举臂17完全展开并自锁。此时弹性托 举16条在落井者前后两侧托举他，托举臂17在底部托举落井者。当确认有效地夹持与托举 之后，卷扬机4开始缓慢抬升救援装置主体，将落井者抬升出井口之后，救援工作结束。本 发明操作时，由计算机控制系统1发出信号，摄像头22图像采集为井上人员的操作提供依 据，井上人员通过扬声器21与落井者的沟通始终持续。
权利要求
一种农用深井救援装置，其特征在于包括可折叠外接装置(4)及配合设置在可折叠外接装置(4)顶部与信号收发装置(2)无线通信连接的卷扬机(3)，所述的可折叠外接装置(4)为空心柱体，井下救援装置配合设置于可折叠外接装置(4)的空心柱体内，所述的井下救援装置顶部配合设置绳索固定架(5)，井下救援装置上的绳索(5a)穿过绳索固定架(5)与卷扬机(3)连接，所述的井下救援装置、卷扬机(3)、信号收发装置(2)与电脑控制系统(1)通过无线信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的可折叠外接装置 (4)为空心圆柱体，底部配合设置一组万向轮(4c)，空心圆柱体下部配合设置活动伸缩支 架(4d)，空心圆柱体上配合设置用于固定伸缩支架(4d)的卡扣(4a)、固定井下救援装置的 定位销孔(4e)及方便移动装置的提手(4b)。
3.根据权利要求1所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的井下救援装置包 括与绳索固定架(5)连接的固定卡盘装置、与固定卡盘装置连接的底部托板(11)、底部托 板(11)下配合设置的井下定位装置及与井下定位装置连接的夹持装置。
4.根据权利要求3所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的固定卡盘装置安 装在井下救援装置的顶部，由卡盘主体和顶出部(7)构成，所述的卡盘主体上部设置与绳 索(5a)相连的卡口，卡盘主体中部固定设置通过轴承(8a)与转动圆盘(8)相接的长条形 滑道(6)，卡盘主体底部通过三根固定柱(25)与精确定位装置固连，所述的长条形滑道(6) 为三条，三条长条形滑道(6)围成一个正三角形，每条长条形滑道(6)分别与顶出部(7)的 滑轨相配合，所述的顶出部(7)，包括顶出面板、顶出面板表面配合设置橡胶垫片、顶出面板 内壁配合设置滑轨。
5.根据权利要求3所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的转动圆盘(8)通 过位于卡盘主体中心的轴承与卡盘主体相结合，转动圆盘(8)外边缘的配合设置与长条形 滑道(6)相连的轴承(8a)，转动圆盘(8)底部中心还与同步带轮装置(8b)连接。
6.根据权利要求3所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的井下定位装置由 底部托板(11)、和配合设置在底部托板(11)上的旋转定位装置、通信系统装置及径向伸缩 定位装置组成，所述的底部托板(11)在其中心处对称分布有两个轴承(Ila)，轴承(Ila)与 带动其转动的电机相连；所述的旋转定位装置包括滑动槽(9)、通过同步带(lib)与滑动槽 (9)连接的电机(11c)，所述的径向伸缩定位装置包括配合设置在底部托板(11)上的固定 块(9a)、配合设置在滑动槽(9)内的滑动块(10)，滑动块(10) —端与牙条(9b)螺纹连接， 牙条(％)另一端与固定在底部托板(11)上的电机(9c)连接，滑动块(10)另一端通过紧 固件与夹持装置连接。
7.根据权利要求3所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的夹持装置包括伸 缩机械夹臂和三节电动伸缩臂，所述的伸缩机械夹臂下部配合设置夹臂手指(15)；所述的 三节电动伸缩臂下部配合设置托举臂(17)。
8.根据权利要求7所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述伸缩机械夹臂包括 夹臂外套(12)、所述的夹臂外套(12)内配合设置夹臂滑臂(13)，夹臂滑臂(13)底部通过 夹臂滑动块(14)与夹臂手指(15)活动连接。
9.根据权利要求7所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的三节电动伸缩 臂包括从外到内套接连接的伸缩臂外套(20)、伸缩臂第一级滑臂(19)、伸缩臂第二级滑臂(18)、所述的伸缩臂第二级滑臂(18)底部活动设置托举臂(17)，伸缩臂第二级滑臂(18)中 部配合设置弹性托举条(16)。
10.根据权利要求6所述的一种农用深井救援装置，其特征在于所述的通信系统装置 包括固定设置在上的扬声器(21)、摄像头(22)及照明灯(24)，所述的摄像头(22)通过金 属软管与固定设置在底部托板(11)上的电机(23)固定连接。
全文摘要
一种农用深井救援装置，属于救援打捞装备技术领域。它包括可折叠外接装置及配合设置在其顶部与信号收发装置无线通信连接的卷扬机，可折叠外接装置为内部可用于放置井下救援装置的空心柱体，井下救援装置顶部配合设置绳索固定架，井下救援装置上的绳索穿过绳索固定架与卷扬机连接，井下救援装置、卷扬机、信号收发装置与电脑控制系统通过无线信号连接。本发明采用上述技术，省时省力，稳定性好，救援过程中救援装置的电脑控制操作，增强了救援装置井下活动时的灵活性，增加了救援的灵活性，提高了救援的成功率。
文档编号A62B99/00GK101947371SQ201010279998
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者徐鲁斌, 梁锋, 沈嘉琪, 葛琼瑶, 薛兴雨 申请人:浙江工业大学