CN101982646B - 矿用智能行走逃生舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿用智能行走逃生舱，它包括封闭的外壳体，外壳体双侧设有供逃生人员进出的密封舱门和观察窗，外壳体内具有逃生人员的乘用空间，外壳体内还设有高压水存储系统和高压空气存储系统以及电力储备系统；外壳体内还设有控制中心。本发明在矿难来临时，可供无法及时升井的人员在逃生舱内躲避和生存，并可以通过控制中心及与地面控制中心建立通讯联系；本发明还可采取主动措施使逃生舱行走，一旦遇到阻挡物，可用盾构掘进头边掘进逃生，还可通过探测仪器探测周围环境、利用行走机器人远程和全角度探测，使逃生过程中更加安全、提前避开危险，赢取最大逃生机会。

Description

矿用智能行走逃生舱

技术领域

本发明涉及各种矿产行业领域，具体的说是一种井下作业发生矿难时的一个避难、逃生、及信息传输的矿用智能行走逃生舱，利用此设备可及时避难逃生、及时与地面联系，以便采取营救措施。

背景技术

众所周知，国内外矿产行业在生产中，经常发生一些大小不同的矿难，给国家、企业及个人和家庭造成很大的人员伤亡和经济损失。近些年国内外研究出好多种矿用逃生装置，其中有山西新开发的矿用救生舱可为矿井发生事故后无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御爆炸冲击、高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内能为被困旷工提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，赢得较长的生存时间，同时通过舱内通讯监测设备，引导外界救援。还有“双体卧式救生逃逸仓”是目前较好的设置在井下的最安全的避难场所，是一套以“防”为主的安全救生设备，其最大的特点在于矿井一旦发生事故，遇险矿工未能及时升井时，可迅速就近转移到救生仓内等待外部救援，避免吸入过多的一氧化碳、缺氧或透水淹死等情况，减少事故引起的伤亡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对国内外现有逃生设备技术及功能的不完善，提供一种矿用智能行走逃生舱，不仅能够在矿难发生时能够供无法升井人员避难，而且还能采取主动措施逃生。为此，本发明采用以下技术方案：它包括封闭的外壳体，所述外壳体双侧设有供逃生人员进出的密封舱门和观察窗，所述外壳体内具有逃生人员的乘用空间，所述外壳体内还设有高压水存储系统和高压空气存储系统以及电力储备系统；所述外壳体内还设有控制中心，所述控制中心与巷道中的控制中心及地面上的控制中心无线通讯连接，所述控制中心设有无线信号接收发射装置、信号处理转换装置；所述逃生舱在外壳体外设有温度探测仪、瓦斯探测仪和视频监视仪，所述温度探测仪、瓦斯探测仪和视频监视仪与外壳体内的控制中心数据通讯连接；所述逃生舱在外壳体外的底部设有由外壳体内的控制中心控制的履带式行走装置；所述逃生舱还设有液压系统；所述逃生舱在外壳体外的前端设有由外壳体内的控制中心控制的盾构掘进头，所述逃生舱的后端设有助推器；所述履带式行走装置、盾构掘进头由液压系统提供工作动力，助推器由所述高压水、高压空气中的任意一种或全部二种提供工作动力。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用或组合采用以下进一步的技术方案：

它还设有与外壳体内的控制中心无线通讯连接的并由外壳体内的控制中心遥控的探测机器人，所述探测机器人设有行走装置、温度探测仪、瓦斯探测仪、水位探测仪和视频监视仪，所述探测机器人的行走装置具有直流马达驱动装置和液压泵驱动装置，所述直流马达驱动装置由蓄电池提供能量，所述液压泵驱动装置由高压卤化液蓄能装置提供能量，所述探测机器人的行走装置为履带式行走装置，所述履带由主履带和副履带组成，所述副履带与主履带之间的夹角可调，所述夹角可调就是机器人根据路面情况自动调整副履带夹角，不需要副履带配合主履带时，副履带抬起备用。

所述外壳体的底部设有探测机器人释放回收舱，所述探测机器人释放回收舱包括过渡舱以及排污舱，所述过渡舱和排污舱分别具有探测机器人停放空间，所述过渡舱和乘用空间之间设有密封门，所述过渡舱与排污舱具有探测机器人通道及密封门，所述逃生舱设有探测机器人释放和回收密封舱门及活动滑道，所述活动滑道设有其放下和收起的驱动装置。

由于采用本发明的技术方案，在矿难来临时，可供无法及时升井的人员在逃生舱内躲避和生存，并且，可以通过控制中心及与地面控制中心建立通讯联系；本发明还可采取主动措施使逃生舱行走，一旦遇到阻挡物，可用盾构掘进头边掘进逃生，还可通过探测仪器探测周围环境、利用行走机器人远程和全角度探测，使逃生过程中更加安全、提前避开危险，赢取最大逃生机会。

附图说明

图1是本发明所提供实施例的总体结构侧面示意图。

图2是本发明所提供实施例的盾构掘进头结构主视图

图3是本发明所提供实施例的总体结构后视示意图。

图4为本发明所提供的探测机器人的示意图。

图5为本发明所提供的探测机器人储放、释放的演示图。

图6为本发明所提供的外壳体内配设内部设施后的侧面示意图。

图7为矿用智能行走逃生舱的控制中心与巷道控制中心及地面控制中心通讯互通的示意图。

图8为探测机器人的俯视图。

具体实施方式

参照附图。本发明包括封闭的外壳体1，所述外壳体双侧设有供逃生人员进出的密封舱门2和观察窗3，所述外壳体内具有逃生人员的乘用空间10，所述外壳体内还设有高压水存储系统5和高压空气存储系统6以及电力储备系统7；所述壳体内还设有控制中心8，所述控制中心8与巷道中的控制中心9及地面上的控制中心29无线通讯连接，所述控制中心设有无线信号接收发射装置、信号处理转换装置；所述逃生舱在壳体外设有与温度传感器、瓦斯传感器和视频监视器，所述温度传感器、瓦斯传感器和视频监视器与壳体内的控制中心8通讯数据连接；所述逃生舱在壳体外的底部设有由壳体内的控制中心8控制的履带式行走装置11，所述履带式行走装置是由驱动行走的液压马达和减速机及传动轴还有主驱动齿轮副驱动齿轮及履带支架组成：所述逃生舱还设有液压系统12；所述逃生舱在壳体外的前端设有由壳体内的控制中心控制的盾构掘进头13，所述盾构头的旋转动力是由负责驱动盾构头旋转的液压马达和减速机提供：所述逃生舱的后端设有助推器14，所述助推器是利用高压水或高压气体做动力，由控制中心控制其电磁高压阀门进而控制助推器的工作状态，可利用高压水或高压气体中的任意一种或二种同时提供助推器工作动力。

高压水存储系统5为高压水的储存罐，其压力可达150个大气压，其配备有连接管路、电磁阀与助推器14连接，向它提供工作动力，逃生舱内的供水也由其通过泄压管路及电磁阀而提供。

高压空气存储系统6为高压空气的储存罐，其压力可达150个大气压，其配备有连接管路及电磁阀与助推器14连接，逃生舱内的供氧由高压空气通过泄压管路及电磁阀而提供。

液压系统由液压泵站、液压油储罐、液压管路、电磁比例阀等组成，所述液压泵站是由油泵、油箱、液压油管路、电磁比例阀、液压马达组成，所述电磁比例阀在油管路中是调整压力和液压油流量的，液压马达的工作状态由液压油的压力和油的流量决定，压力大马达转速就高，压力小转速就慢。

电力储备系统7为高容量的蓄电池，为逃生舱内的电器提供电源，维持电器控制系统正常工作，所述电器控制系统包括逃生舱的控制中心、壳体外的传感器、监视器、照明、还包括用于驱动液压系统液压泵站的电机工作，进而驱动各部位液压马达工作。

履带式行走装置的行走动力、盾构掘进头的旋转动力是由控制中心8控制舱内液压系统12中的液压马达的工作而实现。

助推器由高压水、高压空气这二种动力中的任意一种提供工作动力，并在需要时接上另一种动力，也可同时使用上述两种动力在双动力下工作，或与由液压系统12提供动力的履带式行走装置同时使用实现三种动力同时驱动逃生舱行走。

助推器14的结构主要是外壳体外的高压喷嘴，外壳体内设有与高压水存储系统5连接的高压管路、与高压空气存储系统6连接的高压管路，管路上设有由控制中心8控制的电磁比例阀，控制中心控制电磁比例阀的尺度，调节助推器14的助推力，在由液压系统12提供动力的履带式行走装置的行走之外，对行走逃生舱的行走起到助推作用。

以下为逃生舱三种逃生行走方式：

1、如有矿难发生需要逃生舱行走时，控制中心进入工作状态，首先利用舱内电力储备系统7启动液压泵站的油泵，液压泵站将液压油输送到驱动履带行走的液压马达和驱动盾构头旋转的液压马达，压力由控制中心8调整电磁比例阀控制行走动作和盾构头工作状态。

2、如有矿难发生需要逃生舱行走时，舱内液压系统不能正常工作时，可启动助推器，用高压水存储系统5或/和高压风存储系统6释放能量推动逃生舱行走。

3、如有矿难发生需要逃生舱行走时，可利用上述舱内液压系统的驱动以及高压水存储系统5和高压风存储系统6释放能量助推，三种动力可同时驱动逃生舱行走。

盾构掘进头是由液压马达和减速机驱动其旋转，由截齿座上的截齿截割前方的物体，附图标号15为盾构掘进头上的截齿。

在逃生舱的外壳体上部在不同位置设有多个传感器和视频监视器，给控制中心8提供信息，以便控制逃生舱的状态，并及时与各地面控制中心29和巷道控制中心9取得联系实现互动。附图标号16为在外壳体各部位上所设置的上述仪器。

本发明还设有与外壳体内的控制中心8无线通讯连接的并由外壳体内的控制中心8遥控的探测机器人17，所述探测机器人设有行走装置、温度探测仪、瓦斯探测仪、水位探测仪和视频监视仪，这些仪器设置在探测机器人的可转动工作臂30上，并以附图标号18表示。

所述探测机器人的行走装置设有直流马达驱动装置和液压泵驱动装置，所述直流马达驱动装置由蓄电池31提供能量，所述液压泵驱动装置由高压卤化液蓄能装置32的泄压提供能量。

所述探测机器人为履带式行走的探测机器人，履带式行走装置中的行走履带由二部分组成，第一部分是主履带见附图标号19，第二部分是副履带见附图标号19-1，所述副履带与主履带之间的夹角可调。行走环境平坦时用主履带行走，不平坦时调整副履带与主履带的夹角，使副履带配合主履带行走，副履带可改变多种角度以便适应多种环境。

如附图1、5，所述外壳体的底部设有探测机器人释放回收舱，所述探测机器人释放回收舱包括过渡舱20以及排污舱21，所述过渡舱和排污舱分别具有探测机器人停放空间，所述过渡舱20和乘用空间10之间设有密封门23，所述过渡舱与排污舱具有探测机器人通道及密封门24，所述排污舱在机器人通道的末端设有机器人释放和回收密封舱门25及活动滑道，所述活动滑道设有其放下和收起的驱动装置。附图标号26为排污舱的自动排污口。

行走机器人释放流程为：密封门23开启，机器人进入过渡舱20，密封门23关闭，密封门24开启，机器人进入排污舱，密封门24关闭，密封舱门25开启，活动滑道放下，机器人出舱，密封舱门25关闭。

行走机器人回收流程：密封舱门25开启，活动滑道放下，机器人进入排污舱，活动滑道收起，密封舱门25关闭，排污口26进行排污，排污完毕后密封门24开启，机器人进入过渡舱，密封门24关闭，密封门23开启，机器人进入乘用空间。

所述外壳体内的控制中心8与巷道中的控制中心及地面上的控制中心可互通互动，并可实现智能遥控及人工控制操作。

附图标号27为乘用空间10内的救生装置级食品储存位。附图标号28为外壳体双侧所设的密封人孔。

Claims (4)

1.矿用智能行走逃生舱，其特征在于它包括封闭的外壳体，所述外壳体双侧设有供逃生人员进出的密封舱门和观察窗，所述外壳体内具有逃生人员的乘用空间，所述外壳体内还设有高压水存储系统和高压空气存储系统以及电力储备系统；所述外壳体内还设有控制中心，所述控制中心与巷道中的控制中心及地面上的控制中心无线通讯连接，所述外壳体内的控制中心设有无线信号接收发射装置、信号处理转换装置；所述逃生舱在外壳体外设有温度探测仪、瓦斯探测仪和视频监视仪，所述温度探测仪、瓦斯探测仪和视频监视仪与外壳体内的控制中心数据通讯连接；所述逃生舱在外壳体外的底部设有由外壳体内的控制中心控制的履带式行走装置；所述逃生舱还设有液压系统；所述逃生舱在外壳体外的前端设有由外壳体内的控制中心控制的盾构掘进头，所述逃生舱的后端设有助推器；所述履带式行走装置、盾构掘进头由液压系统提供工作动力，助推器由所述高压水、高压空气中的任意一种或全部二种提供工作动力。

2.如权利要求1所述的矿用智能行走逃生舱，其特征在于它还设有与外壳体内的控制中心无线通讯连接的并由外壳体内的控制中心遥控的探测机器人，所述探测机器人设有行走装置、温度探测仪、瓦斯探测仪、水位探测仪和视频监视仪，所述探测机器人的行走装置具有直流马达驱动装置和液压泵驱动装置，所述直流马达驱动装置由蓄电池提供能量，所述液压泵驱动装置由高压卤化液蓄能装置的泄压提供能量。

3.如权利要求2所述的矿用智能行走逃生舱，其特征在于所述探测机器人的行走装置为履带式行走装置，所述履带由主履带和副履带组成，所述副履带与主履带之间的夹角可调。

4.如权利要求2或3所述的矿用智能行走逃生舱，其特征在于所述外壳体的底部设有探测机器人释放回收舱，所述探测机器人释放回收舱包括过渡舱以及排污舱，所述过渡舱和排污舱分别具有探测机器人停放空间，所述过渡舱和乘用空间之间设有密封门，所述过渡舱与排污舱具有探测机器人通道及密封门，所述排污舱在探测机器人通道的末端设有探测机器人释放和回收密封舱门及活动滑道，所述活动滑道设有其放下和收起的驱动装置。

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