完成“钳夹抓抱”动作后，使用(23)救援三角架将被困人员提升救出。
[0015]井下仿生机械部分:由远程操控及监视监测系统、(11)机械手臂、两个(12)机械抓手组成。
[0016]远程操控及监视监测系统:由(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、(18)设备箱、(21)白光灯组成。(6)井下电力线通讯调制解调器、(8)网络继电控制器、(9)电流监测器、(10)稳压电源安装在(18)设备箱中。(7)红外云台网络摄像机安装在(18)设备箱底部，垂直于(29)机械手臂作用臂①、(30)机械手臂作用臂②组成的钳夹角。(21)白光灯安装在(13)机械手臂水平电动推杆下方。通过(6)井下电力线通讯调制解调器将井上发送过来的电力线信号操作命令转换回RJ45接口信号操作命令，当(8)网络继电控制器接收到操作命令信号后，通过改变(11)机械手臂的(13)机械手臂水平电动推杆或其下方两个(12)机械抓手的
(27)机械抓手水平电动推杆的供电电流方向及通断情况，控制(13)机械手臂水平电动推杆或(27)机械抓手水平电动推杆进行伸缩及停止，从而完成(11)机械手臂或两个(12)机械抓手的张合动作。同时(8)网络继电控制器将执行每个指定动作后自身的工作状态转换为RJ45接口信号，使用(7)红外云台网络摄像机将井下的音频、视频采集后也转换为RJ45接口信号，再通过(6)井下电力线通讯调制解调器将以上两种RJ45接口信号转换为电力线信号，利用(5)自承式双绞线电缆传输到井上，(4)井上电力线通讯调制解调器再将电力线信号转换回RJ45接口信号，通过(2)深井救援器综合管理平台软件在井上(1)便携式计算机屏幕上进行显示。(21)白光灯为井下救援工作提供光源补充，同时对于被困人员来说也是一种心理抚慰。
[0017](11)机械手臂:由(10)稳压电源、(13)机械手臂水平电动推杆、(14)弹簧、(15)承重钩挂环、(17)平推轴承外承重罩、(18)设备箱、(19)平推轴承(注:平推轴承由上片、保持片、滚动体、下片四部分垂直叠放组成，整体为圆环形状)、(20)减速电机、(22)自承式双绞线电缆钩挂环、(29)机械手臂作用臂①、(30)机械手臂作用臂②组成。(15)承重钩挂环穿过(19)平推轴承中心与(19)平推轴承的下片连接固定，(19)平推轴承的上片与(29)平推轴承外承重罩连接固定，(29)平推轴承外承重罩与(18)设备箱顶部连接固定。(20)减速电机位于(19)平推轴承下方，其驱动轴与(19)平推轴承的下片连接，其电机和减速箱外壳与(18)设备箱顶部连接固定。(29)机械手臂作用臂①的顶端与(30)机械手臂作用臂②的顶端交叉，在(18)设备箱底部中间位置以可活动轴的方式连接，(13)机械手臂水平电动推杆水平安装在(29)机械手臂作用臂①和(30)机械手臂作用臂②中间，组合成“A”字型钳夹结构。(18)设备箱下方左右两端与(29)机械手臂作用臂①和(30)机械手臂作用臂②各有一根(14)弹簧连接，从而减小(18)设备箱与其下方设备的垂直摆动角度。(10)稳压电源将通过(5)自承式双绞电缆传输到井下的240V至110V交流电压转换为12V的直流稳定电压，供(13)机械手臂水平电动推杆、⑶网络继电控制器使用。当⑶网络继电控制器接收到对整个(11)机械手臂进行水平转动或停止转动的操作命令信号后，会根据信号要求改变(20)减速电机的供电电流方向或通断，改变(20)减速电机转动方向，从而带动整个井下救援器进行水平方向顺时针旋转、逆时针旋转或停止不动。当(8)网络继电控制器接收到对(11)机械手臂进行钳夹的操作命令信号后，会根据信号要求改变(13)机械手臂水平电动推杆的供电电流方向或通断，控制(13)机械手臂水平电动推杆的伸缩及停止，从而改变(29)机械手臂作用臂①和(30)机械手臂作用臂②张合角度大小，完成(11)机械手臂张合钳夹动作。救援过程中，(11)机械手臂主要用于控制下方两个(12)机械抓手之间的距离，促使两个(12)机械抓手抓的更加牢固，从而完成整个“抓抱”动作。
[0018](12)机械抓手:共两个，其结构相同，均是由(10)稳压电源、(27)机械抓手水平电动推杆、(31)机械抓手作用臂①、(32)机械抓手作用臂②、(28)垂直电动推杆、(33)连接板组成。(12)机械抓手位于(11)机械手臂下方，通过(33)连接板分别与(29)机械手臂作用臂①、(30)机械手臂作用臂②最下端连接固定，(12)机械抓手钳夹方向与(11)机械手臂钳夹方向垂直。(31)机械抓手作用臂①顶端与(32)机械抓手作用臂②的顶端交叉，通过活动轴的方式连接，与水平方向安装的(27)机械抓手水平电动推杆组成“A”字型钳夹结构，其顶部与(33)连接板连接固定。(28)垂直电动推杆顶端与(33)连接板连接固定，(28)垂直电动推杆伸缩方向朝下。(10)稳压电源将通过(5)自承式双绞电缆传输到井下的交流电压转换为12V的直流稳定电压，供(27)机械抓手水平电动推杆、(28)垂直电动推杆、(8)网络继电控制器使用。当(8)网络继电控制器接收到对(12)机械抓手进行钳夹的操作命令信号后，会根据信号要求改变(27)机械抓手水平电动推杆的供电电流方向或通断，控制
(27)机械抓手水平电动推杆伸缩或停止，从而改变(31)机械抓手作用臂①和(32)机械抓手作用臂②张合角度大小，完成(12)机械抓手张合钳夹动作。救援过程中，(12)机械抓手的(31)机械抓手作用臂①和(32)机械抓手作用臂②分别从被困人员肩部前后两个方向在腋下交叉钳夹抓抱。当完成钳夹抓抱动作后，(27)机械抓手水平电动推杆处于自锁状态。通过(8)网络继电控制器控制(12)机械抓手上的(28)垂直电动推杆的电流方向或通断，控制其伸缩或停止。控制(28)垂直电动推杆对被困人员肩部向下方施压的力度，从而逐渐缩小对被困人员肩部至腋下钳夹的空间，促使(12)机械抓手对被困人员肩部至腋下钳夹抓抱的更紧。再通过改变(11)机械手臂钳夹角度的大小，改变两个(12)机械抓手之间的距离，形成最大合力，进一步促使(12)机械抓手更加牢固的钳夹抓抱住被困人员。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，再通过井上救援三角架协助提升，从而达到能够安全的将被困人员救出的目的。
【主权项】
1.一种深井救援器，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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】E21F11/00
【公开号】CN105298535
【申请号】CN201510801846
【发明人】别远辉
【申请人】别远辉
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月16日