CN103272347A - 小口径深井救援装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小口径深井救援装置，包括井下作业单元，所述的井下作业单元包括夹持机构和支撑机构，所述的夹持机构包括用于托起被困人员的托臂机构（100）和用于抱拢被困人员的抱臂（201）机构（200），所述的支撑机构包括固定在井内起支撑作用的固定装置（300）以及与固定装置（300）相连的立柱一（400）、立柱二（500），所述的抱臂（201）机构（200）连接在立柱二（500）的下端，所述的托臂机构（100）连接在立柱一（400）的下端。本发明的救援装置通过托臂机构托住被困人员和抱臂机构来抱拢被困人员两者共同来夹持被困人员，大大提高了施救的安全性和稳定性，救援效率高，也提高了救援的成功率。

Description

小口径深井救援装置

技术领域

本发明涉及一种救援装置，尤其涉及一种用于农村小口径深井中人或物打捞的深井救援装置。

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。在我国广大的农村，近年来因为农业灌溉用的机井，伤人事故频发，大多是不小心坠入井中，由于很多机井的直径很小，一般小于0.5 米，深度却很深，大多数深度大于10米，所以救援难度极大。

现有救援方式主要包括下述四种：1、救援人员直接下井救援，由于井的口径太小，几乎无法容纳两个人，实用性差；2、 救援人员利用自制的绳索进行救援，由于井的深度很深，费时费力，甚者需要被困人员自己将绳子绑好，在如此困境下，可操作性差；3、大型挖掘设备救援；4、采用挖侧井的方式进行救援，方式3和4救援劳动强度极大、耗时太久、危险性大，对救援井下被困人员十分不利，救援成功率低。

目前，深井救援装置陆续涌现，如专利号为201010546113.3的中国专利公开了一种小径深井救援装置，所述的爪夹持机构中，上爪与下爪通过爪连杆连接，爪活动螺母安装在爪丝杠上，驱动电机带动爪丝杠旋转，带动爪活动螺母上下运动，从而通过爪连杆带动上爪和下爪实现开合，将人抓紧从而进行救援。本发明仍存在如下的不足：（1）安全性不够，在遇到停电等突发事故时，无法控制爪夹持机构的开合，尤其是在上升过程中，由于动力的切断，上爪和下爪没法继续夹持被困人员，会存在被困人员被松开而摔落的情形；（2）机械手式的夹持机构夹持被困人员，稳定性不好，尤其是人在受伤的情况下，不利于人的舒坦放置，对人体救援不利。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种小口径深井救援装置，该救援装置通过托臂机构托住被困人员和抱臂机构来抱拢被困人员两者共同来夹持被困人员，大大提高了施救的安全性和稳定性，救援效率高，也提高了救援的成功率。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种小口径深井救援装置，包括井下作业单元，所述的井下作业单元包括夹持机构和支撑机构，所述的夹持机构包括用于托起被困人员的托臂机构和用于抱拢被困人员的抱臂机构，所述的支撑机构包括固定在井内起支撑作用的固定装置以及与固定装置相连的立柱一、立柱二，所述的抱臂机构连接在立柱二的下端，所述的托臂机构连接在立柱一的下端。

进一步地，所述的抱臂机构包括对称设置的两抱臂、关节板、驱动推杆；所述的抱臂包括夹持段、连接段，所述两抱臂连接段上设有第一安装孔，所述的第一安装孔为长条的腰形孔，所述两抱臂通过安装于两第一安装孔的活动销一与驱动推杆相连；所述两抱臂在第一安装孔与夹持段之间设有第二安装孔，所述两抱臂通过安装于两第二安装孔的两活动销二分别与关节板相连；所述的驱动推杆在第一驱动装置驱动下带动两抱臂以活动销一为中心进行开合，通过活动销一驱动两抱臂的开合。

优选地，所述驱动推杆包括第一推杆和第二推杆，所述第一推杆和第二推杆成阶梯型，且尺寸依次增大，所述的第一推杆上设有安装活动销一的第三安装孔。

优选地，所述的驱动推杆套装在端盖体上，所述的端盖体包括套筒和端盖，所述套筒内设有容纳驱动推杆的第一空腔，所述第一空腔与第二推杆尺寸相当；所述的端盖内设有第二空腔，所述的套筒嵌套在所述的端盖内，并通过紧固件相连，所述的驱动推杆嵌套于第一空腔并伸出到第二空腔中，所述驱动推杆在第一驱动装置驱动下沿着第一空腔和第二空腔水平方向移动。

进一步地，在所述的驱动推杆和所述端盖之间还设有弹簧，所述的弹簧一端与第二推杆的端部相连，另一端与所述端盖的端部相连。

进一步地，所述的托臂机构包括托板、连接件、卷筒和卷筒转动的第二驱动机构，所述托板一端通过活动销三连接在立柱一的底端，所述的连接件一端与托板相连，另一端连接在卷筒上。

进一步地，所述的第二驱动机构包括电机二、蜗轮蜗杆传动机构，所述电机输出端与蜗杆相连，所述蜗轮上还设有转动轴，所述卷筒套装在转动轴上，所述卷筒上绕有连接件，所述卷筒在电机二带动下旋转，并带动连接件驱动托板的运动。

进一步地，所述立柱一上还设有导向块，所述导向块上设有供连接件穿过的通孔。

进一步地，所述固定装置包括箱体、水平方向设置在箱体上的螺旋顶尖，所述的螺旋顶尖由第三驱动装置驱动，所述第三驱动装置包括电机三、与电机三输出端相连的主动齿轮以及从动齿轮，所述从动齿轮套装在螺旋顶尖远离顶尖一端上。

优选地，所述螺旋顶尖设置在箱体前后左右四个方向上。

本发明的有益效果：

（1）该救援装置通过托臂机构托住被困人员和抱臂机构来抱拢被困人员两者共同来夹持被困人员，甚至被困人员处入昏迷状态，有托板的托住，保证了被困人员的舒坦性，从而大大提高了救援的安全性和稳定性，救援效率高，也提高了救援的成功率。

（2）所述的抱臂机构通过驱动推杆驱动左、右抱臂的开合，所述的左、右抱臂通过活动销二与关节板相连，且成对称设置在关节板上，在连接端上设有容纳活动销一且成长条的腰形孔的第一安装孔，当驱动推杆为拉力的时候，左、右抱臂以活动销二为转动轴靠近，将被困人员抱紧，进行营救，当驱动推杆为推力的时候，左右抱臂以活动销二为转动轴张开，将被困人员松开，所述的抱臂机构结构简单，操作方便，进一步提高了救援的效率，有利于救援。

（3）所述的托臂机构包括的托板，主要是承载被困人员，所述托板在第二驱动机构驱动下实现在垂直方向上的移动，经连接件的传导，可以实现90度翻转，将被困人员托起并承载被困人员；选择合适的位置将托臂机构下降至被困人员的下方，调整好姿态方位后将被困人员托起，使其不至于继续下沉或滑落，并且当被困人员被固定好往上提起后，该托臂机构主要是承受被受困人员的重量，结构简单，操作方便，进一步提高了救援的效率，有利于救援。

（4）根据井的深度，将固定装置固定在井的某个位置进行救援，所述的固定装置采用锚固装置，结构简单、操作方便，提高了救援的效率；为了提高救援工作的稳定性，固定装置包括设置在箱体前后左右四个方向上的螺旋顶尖，结构简单，而且要求的安装空间较小，并最终通过一个电机驱动，操作简单，能实现同时展开的要求，同步性好。

附图说明

图1为本发明一种小口径深井救援装置的实施例的主视图；

图2为A-A向剖视图；

图3为抱臂机构的主视图；

图4为抱臂机构的俯视图；

图5为抱臂的结构示意图；

图6为驱动推杆的结构示意图；

图7为端盖体的结构示意图。

附图标记说明；100-托臂机构，101-托板，102-第二驱动机构，103-活动销三，104-导向块，105-蜗轮，106-卷筒，107-转动轴，108-电机二， 109-蜗杆，110-连接件；200-抱臂机构，201-抱臂，2011-夹持段，2012-连接段，2013-第一安装孔， 2014-第二安装孔，202-关节板，203-活动销二，204-驱动推杆，2041-第一推杆，2042-第二推杆，2043-第三安装孔，205-活动销一，206-套筒，2061-第一空腔，207-端盖体，208-弹簧，209-第一驱动装置，210-端盖，2101-第二空腔；300-固定装置，301-箱体，302-螺旋顶尖，303-第三驱动装置，3031-电机三，3032-主动齿轮，3033-从动齿轮；400-立柱一，500-立柱二。 

具体实施方式

如图1和2所示，一种小口径深井救援装置的实施例，包括井下作业单元，所述的井下作业单元包括夹持机构和支撑机构，所述的夹持机构包括用于托起被困人员的托臂机构100和用于抱拢被困人员的抱臂机构200，所述的支撑机构包括固定在井内起支撑作用的固定装置300以及与固定装置300相连的立柱一400、立柱二500，所述的抱臂机构200连接在立柱二500的下端，所述的托臂机构100连接在立柱一400的下端。

所述的立柱二500优选为可调节高度的折叠式立柱，这样可根据需要调节托臂机构100与抱臂机构200之间的间距来适应被困人员的高度。

如图3和4所示，所述的抱臂机构200包括对称设置的两抱臂201、关节板202、驱动推杆204，所述抱臂对称设置，相当于两只手；所述抱臂201的一端通过活动销一205与驱动推杆204、关节板202相连，所述抱臂201距离端部一定的位置上通过活动销二203与关节板202相连，且成对称设置在关节板202上；所述的驱动推杆204在第一驱动装置驱动209下带动抱臂201以活动销二203为中心进行开合，通过活动销一205驱动两抱臂201的开合。

如图5所示，所述的抱臂201包括依次成一定角度设置的夹持端2011、连接端2012，其中夹持端2011将被困人员抱拢，所述的连接端2012相当于连杆，在关节板上转动，实现抱臂的开合；在连接端2012的端部上设置所述的第一安装孔2013，优选所述的第一安装孔2013为长条的腰形孔，在驱动推杆204推拉抱臂201时，相对抱臂201在第一安装孔2013内移动，相当于推拉的一个作用范围；所述连接端2012靠近中间位置设有安装活动销二203的第二安装孔2014。

如图6所示，所述驱动推杆204包括第一推杆2041和第二推杆2042，所述第一推杆2041和第二推杆2042成阶梯型，且尺寸依次增大，所述的第一推杆2041上设有安装活动销一205的第三安装孔2043，所述的第二推杆2042的端部上连接第一驱动装置。

进一步地，所述的第一驱动装置可以为电机提供驱动力或者液压控制。

如图3和7所示，所述的驱动推杆204套装在端盖体207上，优选地，所述的端盖体207包括套筒206和端盖210，这样对驱动推杆套装在端盖体中操作简单，当然端盖体也可以为一体结构；所述套筒206内设有容纳驱动推杆204的第一空腔2061，所述第一空腔2061与第二推杆2042宽度尺寸相当，当第二推杆2042位于第一空腔2061内时，两者刚好相配，这样驱动推杆稳定性好，放置更为平稳；所述的端盖210内设有第二空腔2101，所述的套筒206嵌套在所述的端盖210内，并通过紧固件相连，所述的驱动推杆204嵌套于第一空腔2061并伸出到第二空腔2101中，第二空腔2101的长度尺寸至少大于两倍的第一空腔2061，一方面容纳设有第一空腔2061的套筒，另一方面还得留有驱动推杆204向右移动的范围，即所述驱动推杆204在第一驱动装置驱动下沿着第一空腔2061和第二空腔2101水平方向移动，所述驱动推杆204设置成阶梯型，且在端盖体207中水平运动，稳定性好。

所述的驱动推杆204的第二推杆2042的端部和所述端盖210的端部设有弹簧208。

如图3和4所示，抱臂机构的工作原理：当第一驱动装置驱动驱动推杆204，当驱动推杆204为拉力时，驱动推杆204向右运动，带动所述的抱臂201以活动销二203为轴转动，由于活动销一205将抱臂201与关节板202连接，起到驱动动力的作用，通过活动销一205和活动销二203，抱臂201的连接端2012在关节板202转动，于是夹持端2011收拢并抱紧被困人员；当驱动推杆204为推力时，驱动推杆204向左运动，带动所述的抱臂201以活动销二203为轴转动，由于活动销一205将抱臂201与关节板202连接，起到驱动动力的作用，通过活动销一205和活动销二203，抱臂201的连接端2012在关节板202转动，于是夹持端2011张开并松开被困人员。优选地，在第二推杆2042的端部和所述端盖210的端部设有弹簧208，当驱动推杆204在拉力状态时，向右移动，压缩弹簧208，使得抱臂201的稳定性好，当被困人员送到地面时，需要松开抱臂201，由于弹簧208被释放，驱动推杆204回退，即反向运动，将抱臂201松开，操作简单。

如图1和2所示，所述的托臂机构100包括托板101、连接件110、卷筒106和驱动卷筒106转动的第二驱动机构102，所述托板101一端通过活动销103连接在立柱一400的底端，所述的连接件110一端与托板101相连，另一端连接在卷筒106上，在本实施例中，优选连接件110为钢丝。

所述的第二驱动机构102包括电机二108、蜗轮蜗杆传动机构，所述电机输出端与蜗杆109相连，所述蜗轮105上还设有转动轴107，所述卷筒106套装在转动轴107上，所述卷筒106上绕有连接件110，所述卷筒106在电机二108带动下旋转，并带动连接件110驱动托板101的运动，所述的托板可以实现90度翻转，将被困人员托起并承载被困人员。

优选地，所述立柱一400上还设有导向块104，所述导向块104上设有供连接件110穿过的通孔，所述连接件110穿过该通孔，给连接件110在竖直方向有个导向的作用，提高托板101承载的稳定性。

如图1和2所示，所述固定装置300包括箱体301、水平方向设置在箱体301上的螺旋顶尖302，所述的螺旋顶尖302由第三驱动装置303驱动，所述第三驱动装置303包括电机三3031、与电机三3031输出端相连的主动齿轮3032以及从动齿轮3033，所述从动齿轮3033套装在螺旋顶尖302远离顶尖一端上，优选地，在箱体301前后左右四个方向上设置有螺旋顶尖302，四个方向通过螺旋顶尖302固定在井壁上，安全稳定；优选齿轮传动为圆锥齿轮传动，传动性能稳定。而且设置箱体301，所述的第三驱动装置303放置在箱体内，节约了安装空间。

优选地，在箱体下部设有照明灯600，照明灯600 打开，照亮井内环境，摄像头700 开始工作采集井下图像，井外人员通过摄像头700反馈的信号传递的影像，更加利于控制对井内营救工作的进展，大大提高了效率，救援成功率高。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种小口径深井救援装置，包括井下作业单元，其特征在于：所述的井下作业单元包括夹持机构和支撑机构，所述的夹持机构包括用于托起被困人员的托臂机构（100）和用于抱拢被困人员的抱臂机构（200），所述的支撑机构包括固定在井内起支撑作用的固定装置（300）以及与固定装置（300）相连的立柱一（400）、立柱二（500），所述的抱臂机构（200）连接在立柱二（500）的下端，所述的托臂机构（100）连接在立柱一（400）的下端。

2.根据权利要求书1所述的深井救援装置，其特征在于：所述的抱臂机构（200）包括对称设置的两抱臂（201）、关节板（202）、驱动推杆（204）；所述的抱臂（201）包括夹持段（2011）、连接段（2012），所述两抱臂连接段（2012）上设有第一安装孔（2013），所述的第一安装孔（2013）为长条的腰形孔，所述两抱臂（201）通过安装于两第一安装孔（2013）的活动销一（205）与驱动推杆（204）相连；所述两抱臂在第一安装孔（2013）与夹持段（2011）之间设有第二安装孔（2014），所述两抱臂通过安装于两第二安装孔（2014）的两活动销二（203）分别与关节板（202）相连；所述的驱动推杆（204）在第一驱动装置驱动（209）下带动两抱臂（201）以活动销二（203）为中心进行开合，通过活动销一（205）驱动两抱臂（201）的开合。

3.根据权利要求书2所述的深井救援装置，其特征在于：所述驱动推杆（204）包括第一推杆（2041）和第二推杆（2042），所述第一推杆（2041）和第二推杆（2042）成阶梯型，且尺寸依次增大，所述的第一推杆（2041）上设有安装活动销一（205）的第三安装孔（2043）。

4.根据权利要求书3所述的深井救援装置，其特征在于：所述的驱动推杆（204）套装在端盖体（207）上，所述的端盖体（207）包括套筒（206）和端盖（210），所述套筒（206）内设有容纳驱动推杆（204）的第一空腔（2061），所述第一空腔（2061）与第二推杆（2042）尺寸相当；所述的端盖（210）内设有第二空腔（2101），所述的套筒（206）嵌套在所述的端盖（210）内，并通过紧固件相连，所述的驱动推杆（204）嵌套于第一空腔（2061）并伸出到第二空腔（2101）中，所述驱动推杆（204）在第一驱动装置驱动下沿着第一空腔（2061）和第二空腔（2101）水平方向移动。

5.根据权利要求书3所述的深井救援装置，其特征在于：在所述的驱动推杆（204）和所述端盖（210）之间还设有弹簧（208），所述的弹簧（208）一端与第二推杆（2042）的端部相连，另一端与所述端盖（210）的端部相连。

6.根据权利要求书1-5任一项所述的深井救援装置，其特征在于：所述的托臂机构（100）包括托板（101）、连接件（110）、卷筒（106）和驱动卷筒（106）转动的第二驱动机构（102），所述托板（101）一端通过活动销三（103）连接在立柱一（400）的底端，所述的连接件（110）一端与托板（101）相连，另一端连接在卷筒（106）上；

所述的第二驱动机构（102）包括电机二（108）、蜗轮蜗杆传动机构，所述电机二（108）输出端与蜗杆（109）相连，所述蜗轮（105）上还设有转动轴（107），所述卷筒（106）套装在转动轴（107）上，所述卷筒（106）上绕有连接件（110），所述卷筒（106）在电机二（108）带动下旋转，并带动连接件（110）驱动托板（101）的运动。

7.根据权利要求书6所述的深井救援装置，其特征在于：所述立柱一（400）上还设有导向块（104），所述导向块（104）上设有供连接件（110）穿过的通孔。

8.根据权利要求书1所述的深井救援装置，其特征在于：所述固定装置（300）包括箱体（301）、水平方向设置在箱体（301）上的螺旋顶尖（302），所述的螺旋顶尖（302）由第三驱动装置（303）驱动，所述第三驱动装置（303）包括电机三（3031）、与电机三（3031）输出端相连的主动齿轮（3032）以及从动齿轮（3033），所述从动齿轮（3033）套装在螺旋顶尖（302）远离顶尖一端上。

9.根据权利要求书8所述的深井救援装置，其特征在于：所述螺旋顶尖（302）设置在箱体（301）前后左右四个方向上。

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