专利名称：一种纯机械井下救援装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于救援设备技术领域，具体涉及一种针对农用深井的纯机械井下求
援装置。
背景技术：
农用机井是我国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。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。按30年计算，直接损失10. 8亿元，这些还不包括公安、消防、武警、医护人员付出的汗 水心血。而每年发生的机井“吃人、伤人”事件所造成的间接损失更是无法计算的。机井吃 人伤人让社会付出了生命和财产的沉重代价。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。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述问题，为了应对深井救援时井下可能出现的事故地无 通电，井下空间狭窄，井下缺氧，落井者昏迷，落井者身体完全被井壁卡死，救援装置井下定 位困难等诸多不利条件的问题，本实用新型提供的目的在于提供一种纯机械式深井快速救
援装置。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于包括可变性支架、配合设置在可变 性支架顶部的双手柄可调速卷扬调控装置及设置在可变性支架下部通过绳索与双手柄可 调速卷扬调控装置连接的井下救援执行装置，所述的双手可调速柄卷扬调控装置主要由壳 体，配合设置在壳体内的滑移齿轮变速机构和双线钢丝绳行程差调节机构构成；所述的井 下救援执行装置包括绳索、与绳索连接的臂宽调节机构和机械手臂。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的滑移齿轮变速机构包括两组 可相对滑动的齿轮组一和齿轮组二，所述的齿轮组一由配合设置在轴上的大齿轮和小齿轮 组成，所述的轴与设置在壳体外的摇柄连接，所述的轴上还设置弹簧，所述的大齿轮和小齿轮之间配合设置通过套接设置在轴上的拔插；所述的齿轮组二由配合设置在轴上的大齿轮 和小齿轮组成，所述的小齿轮与大齿轮啮合连接。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的双线钢丝绳行程差调节机构 由调节摇柄、与调节摇柄轴接连接的支轴及套接设置在支轴上的卷绳机构构成。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的可变性支架包括伸缩式支架 及与其固定连接的顶盘，所述的伸缩式支架由两根直径不同的钢管套接连接构成，小钢管 底部配合设置防滑球。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的臂宽调节机构由相对称的平 行连杆机构和角度可调机构构成，所述的平行连杆机构由一端配合设置在支架上，另一端 与臂杆轴接连接的大连杆与中连杆构成；所述的角度可调机构包括活动设置在支架滑槽上 的滑块和小连杆构成，所述的小连杆一端与滑块端头轴接，另一端轴接于大连杆的中部。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的机械手臂包括与臂杆套接连 接的手臂支架，所述的手臂支架的方套管内配合设置与臂杆螺纹连接的顶针，所述的顶针 前端为半圆状，与手指末端顶接连接。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的绳索包括单头钢丝绳和双头 钢丝绳，所述的单头钢丝绳一端穿过锁件固定设置在滑块上，另一端穿过卷绳机构与卷绳 臂管固定连接；所述的双头钢丝绳一端与卷绳臂管固定连接，另一端的双头分别通过连接 件与对称的臂杆上。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的卷绳机构由套接设置在支轴 的卷绳扣、固定设置在壳体上的滑轮组及套接设置在轴上的卷绳臂管构成。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的支架由两块对称的壳板合并 构成，所述的壳板合并处配合设置用于滑块上下滑动的滑槽。所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的锁件固定设置在支架的顶 部。比现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在1)通过采用双手柄可调速卷扬调控装置，可以很好地利用滑移齿轮实现井下救援 执行装置上升和下降的变速功能，以满足执行机构快速下降的目的，达到快速高效救援作 业；2)通过采用双线钢丝绳行程差调节机构可以实现救援手臂间距可以根据落井者 的体型自由调控，并同时保证救援臂一直处于垂直状，以应对相对较复杂的状况；3)通过引入新型机械手臂，以机器自身重力实现机械手臂的张合，并实现自锁，保 证了救援的可控性及稳定性。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型双手柄可调速卷扬调控装置结构示意图；图3为本实用新型可变性支架结构示意图；图4为本实用新型井下救援执行装置结构示意图。图中1-双手柄可调速卷扬调控装置，101-壳体，102-小齿轮，102a-小齿轮，103-大齿轮，103a-大齿轮，104-拔插，105-弹簧，106-轴，106a_轴，107-卷绳臂管，108-摇 柄，109-调节摇柄,110-滑轮组，111-支轴，112-卷绳扣，2-可变性支架，201-顶盘，202-伸 缩式支架，203-防滑球，3-绳索，301-单头钢丝绳，302-双头钢丝绳，4-井下救援执行装 置，401-锁件，402-中连杆，403-支架，404大连杆，405-连接件，406-小连杆，407-臂杆， 408-方套管，409-手臂支架，410-手指，411-顶针，412-滑块。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型作进一步描述如图1-4所示，一种纯机械井下救援装置，包括可变性支架2、配合设置在可变性 支架2顶部的双手柄可调速卷扬调控装置1及设置在可变性支架2下部通过绳索3与双手 柄可调速卷扬调控装置1连接的井下救援执行装置4，所述的双手可调速柄卷扬调控装置 1主要由壳体101，配合设置在壳体101内的滑移齿轮变速机构和双线钢丝绳行程差调节 机构构成；所述的井下救援执行装置4包括绳索3、与绳索3连接的臂宽调节机构和机械手 臂。如图2所示，所述的滑移齿轮变速机构包括两组可相对滑动的齿轮组一和齿轮组 二，两组齿轮组相对平行排列，组成一个可相对滑动进而改变传动比的传动系统，所述的齿 轮组一由配合设置在轴106上的大齿轮103和小齿轮10 组成，所述的轴106与设置在 壳体101外的摇柄108连接，所述的轴106上还设置弹簧105，所述的大齿轮103和小齿轮 10 之间配合设置通过套接设置在轴106上的拔插104 ；所述的齿轮组二由配合设置在轴 106a上的大齿轮103a和小齿轮102组成，所述的小齿轮102与大齿轮103啮合连接。所述 的双线钢丝绳行程差调节机构由调节摇柄109、与调节摇柄109轴接连接的支轴111及套接 设置在支轴111上的卷绳机构构成，所述卷绳机构由套接设置在支轴111的卷绳扣112、固 定设置在壳体101上的滑轮组110及套接连接与轴106a上的卷绳臂管107构成，当摇动调 节摇柄109时，可将绳索3中的单头钢丝绳301部分卷于紧固在支轴111上的卷绳机构，进 而改变单头钢丝绳301和双头钢丝绳302之间的程差，该套机器的井下救援执行装置4的 臂宽调节是由双线刚丝绳行程差变化进而实现接臂连杆的相对运动，以实现臂宽的调节。如图3所示，所述的可变性支架2包括伸缩式支架202及与其固定连接的顶盘 201，所述的伸缩式支架202由两根直径不同的钢管套接连接构成，便于不用时收起，减少 占用空间，每一根小钢管底部配合设置防滑球203，利于移动整个装置，省力。如图4所示，所述的臂宽调节机构由相对称的平行连杆机构和角度可调机构构 成，所述的平行连杆机构由一端配合设置在支架403上，另一端与臂杆轴接连接的大连杆 404与中连杆402构成；所述的角度可调机构包括活动设置在支架403滑槽上的滑块412和 小连杆406构成，所述的小连杆406 —端与滑块412端头轴接，另一端轴接于大连杆404的 中部；所述的机械手臂包括与臂杆407套接连接的手臂支架409，所述的手臂支架409的方 套管408内配合设置与臂杆407螺纹连接的顶针411，所述的顶针411前端为半圆状，与手 指410末端顶接连接，顶针411上套接连接一弹簧，所述的支架403由两块对称的壳板合并 构成，所述的壳板合并处配合设置用于滑块412上下滑动的滑槽。如图4所示，所述的绳索3包括单头钢丝绳301和双头钢丝绳302，所述的单头钢 丝绳301 —端穿过锁件401固定设置在滑块412上，另一端穿过卷绳机构112与卷绳臂管107固定连接；所述的双头钢丝绳302 —端与卷绳臂管107固定连接，另一端的双头分别通 过连接件405与对称的臂杆407上，所述的锁件3固定设置在支架403的顶部。如图1所 示，通过拔动拔插104，齿轮可以轴向运动，轴106的一端套有压力弹簧105，以实现滑移的 可恢复性，两组齿轮相对平行排列，组成一个可相对滑动进而改变传动比的传动系统，人力 摇动摇柄108，通过该传动系统，进而带动卷绳臂管107同时卷动单头钢丝绳301及双头钢 丝绳302，以实现井下救援执行装置4的垂直升降。 如图1-4所示，救援使用时，开展救援工作首先架好机器，摇动双手柄可调速卷扬 调控装置1，可以通过摇动摇柄108经滑移齿轮变速机构传动带动卷绳臂管转动，将井下救 援执行装置4降至救援深度，根据落井者的体型摇动双线钢丝绳行程差调节机构调节井下 救援执行机构4的臂宽，调好后，继续摇动双手柄可调速卷扬调控装置1将井下救援执行机 构4降落一定距离，期间机械手臂会在手指410前部接触到人的肩部而受阻，进而顶针411 将井下救援执行装置4的动力转为机械手臂的张力，顶针411过度下移后机械手臂在弹簧 弹力作用下抓肩自锁，而后可将落井者拉出井口，期间可以摆动拔插104进行调速，实现快 速救援的目的。
权利要求1.一种纯机械井下救援装置，其特征在于包括可变性支架O)、配合设置在可变性支 架( 顶部的双手柄可调速卷扬调控装置(1)及设置在可变性支架( 下部通过绳索(3) 与双手柄可调速卷扬调控装置(1)连接的井下救援执行装置G)，所述的双手可调速柄卷 扬调控装置(1)主要由壳体(101)，配合设置在壳体(101)内的滑移齿轮变速机构和双线钢 丝绳行程差调节机构构成；所述的井下救援执行装置(4)包括绳索(3)、与绳索( 连接的 臂宽调节机构和机械手臂。
2.根据权利要求1所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的滑移齿轮变速 机构包括两组可相对滑动的齿轮组一和齿轮组二，所述的齿轮组一由配合设置在轴(106) 上的大齿轮(10 和小齿轮(102a)组成，所述的轴(106)与设置在壳体(101)外的摇柄 (108)连接，所述的轴(106)上还设置弹簧(105)，所述的大齿轮(10 和小齿轮(102a) 之间配合设置通过套接设置在轴(106)上的拔插(104)；所述的齿轮组二由配合设置在轴 (106a)上的大齿轮(103a)和小齿轮(102)组成，所述的小齿轮(102)与大齿轮(103)啮合 连接。
3.根据权利要求1所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的双线钢丝绳行 程差调节机构由调节摇柄(109)、与调节摇柄(109)轴接连接的支轴(111)及套接设置在支 轴(111)上的卷绳机构构成。
4.根据权利要求1所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的可变性支架 (2)包括伸缩式支架(202)及与其固定连接的顶盘001)，所述的伸缩式支架Q02)由两根 直径不同的钢管套接连接构成，小钢管底部配合设置防滑球(203)。
5.根据权利要求1所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的臂宽调节机构 由相对称的平行连杆机构和角度可调机构构成，所述的平行连杆机构由一端配合设置在支 架(40 上，另一端与臂杆轴接连接的大连杆(404)与中连杆(40 构成；所述的角度可调 机构包括活动设置在支架(40 滑槽上的滑块(41 和小连杆(406)构成，所述的小连杆 (406) 一端与滑块(41 端头轴接，另一端轴接于大连杆G04)的中部。
6.根据权利要求1所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的机械手臂包括 与臂杆(407)套接连接的手臂支架009)，所述的手臂支架(409)的方套管008)内配合设 置与臂杆(407)螺纹连接的顶针G11)，所述的顶针Gll)前端为半圆状，与手指(410)末 端顶接连接。
7.根据权利要求3所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的卷绳机构由套 接设置在支轴(111)的卷绳扣(112)、固定设置在壳体(101)上的滑轮组(110)及套接设置 在轴(106a)上的卷绳臂管(107)构成。
8.根据权利要求5所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的绳索C3)包括 单头钢丝绳(301)和双头钢丝绳(302)，所述的单头钢丝绳(301) —端穿过锁件G01)固 定设置在滑块(412)上，另一端穿过卷绳机构与卷绳臂管(107)固定连接；所述的双头钢丝 绳(30 —端与卷绳臂管(107)固定连接，另一端的双头分别通过连接件005)与对称的 臂杆(407)上。
9.根据权利要求5所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的支架003)由 两块对称的壳板合并构成，所述的壳板合并处配合设置用于滑块(412)上下滑动的滑槽。
10.根据权利要求7所述的一种纯机械井下救援装置，其特征在于所述的锁件C3)固定设置在支架G03)的顶部。
专利摘要一种纯机械井下救援装置，属于救援设备技术领域。它包括可变性支架、配合设置在可变性支架顶部的双手柄可调速卷扬调控装置及设置在可变性支架下部通过绳索与双手柄可调速卷扬调控装置连接的井下救援执行装置。本实用新型通过采用双手柄可调速卷扬调控装置，很好地利用滑移齿轮实现井下救援执行装置上升和下降的变速功能，以满足执行机构快速下降的目的，达到快速高效救援作业，采用双线钢丝绳行程差调节机构可以实现救援手臂间距可以根据落井者的体型自由调控，并同时保证救援臂一直处于垂直状，以应对相对较复杂的状况，通过设计的机械手臂实现利以机器自身重力实现机械手的张合，并实现自锁，保证了救援的可控性及稳定性。
文档编号A62B99/00GK201815020SQ20102055267
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者徐鲁斌, 梁锋, 沈嘉琪, 薛兴雨, 郑仕谱 申请人:浙江工业大学