CN104548414B - 移动式车载自动化深井救援装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动式车载自动化深井救援装置，它包括拖车、设于所述拖车上的支座和上位机、PLC控制柜、供电电源、设于所述支座上的悬臂、安装在所述悬臂端部的多级伸缩液压缸以及驱动该多级伸缩液压缸的液压泵，所述多级伸缩液压缸的顶端安装有托架机构，所述PLC控制柜控制连接所述液压泵的电控阀和所述托架机构。所述移动式车载自动化深井救援装置具有设计科学、救援速度快、自动化程度高、操作简单、灵活的优点。

Description

移动式车载自动化深井救援装置

技术领域

本发明涉及一种救援设备，具体的说，涉及了一种移动式车载自动化深井救援装置。

背景技术

现有的深井救援设备都太过简陋，使用三脚架在井口上方架设支架，然后利用绳索等装置将被困人员托起，由于绳索等物体较软，在升起过程中容易晃动，深井的直径又较小，晃动容易导致二次伤害，安全性低，另外，对于境内环境无法检测，若被困人员受伤，使用绳索对自己进行固定过于困难，还需要再派遣人员下井救人，十分麻烦。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、救援速度快、自动化程度高、操作简单、灵活的移动式车载自动化深井救援装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种移动式车载自动化深井救援装置，包括拖车、设于所述拖车上的支座和上位机、PLC控制柜、供电电源、设于所述支座上的悬臂、安装在所述悬臂端部的多级伸缩液压缸以及驱动该多级伸缩液压缸的液压泵，所述多级伸缩液压缸的顶端安装有托架机构，所述PLC控制柜控制连接所述液压泵的电控阀和所述托架机构。

基上所述，所述托架机构包括托杆架和托杆，所述托杆架包括首尾依次铰接的第一护杆、第二护杆和第三护杆，所述第一护杆的首端铰接在所述多级伸缩液压缸的顶端，所述多级伸缩液压缸的顶端安装驱动所述第一护杆向下摆动的第一电机和蜗轮蜗杆机构，所述第一护杆的尾端安装驱动所述第二护杆至水平面并与所述第一护杆形成60°水平夹角的第二电机和蜗轮蜗杆机构，所述第二护杆的尾端安装驱动所述第三护杆摆动至水平面并与所述第二护杆形成60°夹角且与所述第一护杆首端相接形成三角形托架板的第三电机和蜗轮蜗杆机构，所述PLC控制柜分别控制连接所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机，所述托杆挡设于所述三角形托杆架的下方，所述三角形托杆架和所述托杆之间安装充气气囊。

基上所述，所述托杆包括伸缩安装在所述多级伸缩液压缸顶部内的第一托杆和铰接于所述第一托杆顶部的第二托杆以及驱动所述第一托杆伸缩的伸缩电机和齿条传动机构，所述第一托杆顶端安装有驱动该第二托杆转动至所述三角形托杆架下方的电推杆，所述PLC控制柜控制连接该电推杆，所述充气气囊安装在所述第二托杆上。

基上所述，所述多级伸缩液压缸的顶端设有空气检测仪，所述拖车上安装由PLC控制柜控制的制氧机和气泵，所述多级伸缩液压缸上配套设置有送氧管道。

基上所述，所述多级伸缩液压缸的顶端安装语音通话装置、照明设备和摄像装置，语音通话装置和摄像装置连接所述上位机，照明设备连接所述PLC控制柜。

基上所述，所述悬臂为一多级伸缩液压缸，该多级伸缩液压缸配套安装有液压泵和驱动电机，所述液压泵和所述驱动电机均连接所述PLC控制柜。

基上所述，所述支座通过转轴安装在所述拖车上，所述转轴配套安装有驱动电机，PLC控制柜控制连接该驱动电机。

基上所述，所述多级伸缩液压缸的顶端安装声波探测仪，该声波探测仪与所述上位机连接。

基上所述，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机均为步进电机。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著地进步，具体的说，本发明将救援设备安装在拖车上，通过上位机和PLC控制柜对设备进行自动化控制，灵活性更高，需要救援的时候能够快速到达并实施救援，利用悬臂和车体将多级伸缩液压缸定位于深井的正上方，由PLC控制柜控制下降至深井中进行救援，救援时间分秒必争，将自动化程度提高，节省了安装支架等时间，能够帮助被困人员快速脱离困境，全部的控制过程均通过拖车上的上位机和PLC控制柜完成。

进一步的，托杆架包括首尾依次铰接的第一护杆、第二护杆和第三护杆，各护杆在电机的驱动下形成水平设置的三角形的托杆架，托杆架下方由托杆挡设，之间填有充气气囊，形成一个稳定的平台，被困人员可以坐在该托杆架上安全撤离，由于PLC控制柜可通过程序编程控制，围成三角形托杆架的过程可由PLC控制柜自动控制完成，十分方便，而且多级伸缩液压缸运动过程稳定，不会产生晃动，不会造成二次伤害；不用护杆时，控制各电机使各护杆收起折叠或呈竖直状平行于多级伸缩液压缸设置，节省空间。

进一步的，托杆包括第一托杆和铰接在第一托杆上的第二托杆，在不使用时，第一托杆伸缩入多级伸缩液压缸的顶部，在使用时，控制其伸缩电机和齿条传动机构伸出，第二托杆上设有充气坐垫，充气坐垫自第二托杆从多级伸缩液压缸内出来后开始充气形成坐垫，电推杆驱动所述第二托杆转动，使坐垫呈水平放置，夹设在托杆架和托干之间，被困人员在水平坐垫的支撑下，可以安全的被托起，柔软度较高，能够更好地保护被困人员。

进一步的，安装空气检测仪和输氧管道，保证深井下的含氧量，保证被困环境的安全，该过程由PLC控制柜控制自动完成。

进一步的，设置语音通话装置，如对讲机等，保证与被困人员的联系，安装照明灯，配合摄像头，可以对井下环境做到充分的了解，其中，摄像头可以配合现有的摄像头探测距离的软件，判断当前多级伸缩液压缸所处的位置距离目标的距离，结合PLC控制柜完成该多级伸缩液压缸自动入井并到达目的地的过程，全称无需人工操作，自动化程度更高。

进一步的，所述悬臂为一多级伸缩液压缸，悬臂长度可调，进一步增大了救援支持范围，灵活性更高，所述支座通过转轴安装在所述拖车上，使得悬臂能够转动，探测范围进一步提升，救援工作更加灵活，更加高效。

进一步的，安装声波探测仪，即生命探测仪，能够及时发现被困人员的位置，系统可根据该位置设定行走路线，包括车辆摆放位置，多级伸缩液压缸需要下降的深度等，全程自动完成；第一电机、第二电机和第三电机均为步进电机，角度调整更加精准。

其具有设计科学、救援速度快、自动化程度高、操作简单、灵活的优点。

附图说明

图1是本发明中移动式车载自动化深井救援装置的结构示意图。

图2是本发明中托架机构收起状态的结构示意图。

图3是本发明中托架机构使用状态的俯视图。

图4是本发明中托架机构使用状态的结构示意图。

图5是本发明中控制电路的模块图。

图中：1.拖车；2.支座；3.悬臂；4.多级伸缩液压缸；5.托架机构；6.第一护杆；7.第二护杆；8.第三护杆；9.三角形托杆架；10.电推杆；11.第一托杆；12.第二托杆；13.充气气囊；14.第一电机；15.第二电机；16.第三电机。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-5所示，一种移动式车载自动化深井救援装置，包括拖车、设于所述拖车上的支座和上位机、PLC控制柜、供电电源、设于所述支座上的悬臂3、安装在所述悬臂3端部的多级伸缩液压缸4以及驱动该多级伸缩液压缸4的液压泵，所述多级伸缩液压缸4的顶端安装有托架机构5，所述PLC控制柜控制连接所述液压泵的电控阀和所述托架机构5，所述托架机构5包括托杆架和托杆，所述托杆架包括首尾依次铰接的第一护杆6、第二护杆7和第三护杆8，所述第一护杆6的首端铰接在所述多级伸缩液压缸4的顶端，所述多级伸缩液压缸4的顶端安装驱动所述第一护杆6向下摆动的第一电机14和蜗轮蜗杆机构，其中，第一电机14安装在多级伸缩液压缸4的顶端，蜗杆与第一电机14输出轴固定并同轴转动，蜗轮安装在第一护杆6的首端，蜗杆传动蜗轮转动，就能够带动第一护杆6向下摆动，为了保证围成的三角形位置准确，下摆方向设置为向左偏30°，所述第一护杆6的尾端安装驱动所述第二护杆7至水平面并与所述第一护杆6形成60°水平夹角的第二电机15和蜗轮蜗杆机构，所述第二护杆7的尾端安装驱动所述第三护杆8摆动至水平面并与所述第二护杆7形成60°夹角且与所述第一护杆6首端相接形成三角形托架板12的第三电机和蜗轮蜗杆机构，所述PLC控制柜分别控制连接所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机，所述第一电机14、所述第二电机15、所述第三电机16均为步进电机，方便控制转动角度，更加精准，所述托杆挡设于所述三角形托杆架9的下方，所述三角形托杆架9和所述托杆之间安装充气气囊，三角形托杆架9、托杆和充气气囊13形成托架机构，被困人员乘坐在该托架机构上，气垫柔软，不会伤到被困人员。

另外，该三角形托杆架9可以作为人体围挡来使用，被困人员坐在下方的充气气囊13上，上半身穿过该三角形托杆架9，胳膊扶在上面，也能够保证被困人员的安全，且不会碰撞到井壁。

所述托杆包括伸缩安装在所述多级伸缩液压缸4顶部内的第一托杆11和铰接于所述第一托杆顶部的第二托杆12以及驱动所述第一托杆11伸缩的伸缩电机和齿条传动机构，所述第一托杆11顶端安装有驱动该第二托杆12转动至所述三角形托杆架9下方的电推杆10，所述PLC控制柜控制连接该电推杆10，所述充气气囊13安装在所述第二托杆上。

电控部分还包括：由PLC控制柜控制连接的安装在多级伸缩液压缸4的顶端设有空气检测仪、照明设备和安装在拖车1上的制氧机、气泵，直接连接上位机的语音通话装置、摄像头和声波探测仪，各部分功能及工作原理介绍如下：

空气检测仪检测井下环境的含氧量，若含氧量低，发送信号给PLC控制柜，PLC控制柜控制制氧机制氧，并通过气泵和送氧管道为井下供氧；照明设备可观察井下的具体情况，与摄像头配合以图像形式显示在上位机上，摄像头装置可配合现有的距离探测软件探测目标距离，距离判定好后，上位机整合该距离信息， 发送控制信息给PLC控制柜，PLC控制柜控制堆积伸缩液压缸的行走距离，全程无需人工操作，十分方便，语音通话装置可以保持救援人员与被困人员的沟通，了解现场状况和问题，及时解决，声波探测仪可以直接感应到人体所处的具体位置，以防漏救，使救援工作更加全面，更加准确。

救援过程：驾驶拖车快速抵达现场，调整车的位置，保证多级伸缩液压缸4对准深井，然后在拖车上进行操作，首先打开主电机，主电机驱动液压泵工作，液压泵再驱动多级伸缩液压缸运动，下降过程中，需要判定伸缩杆的伸缩长度，可以依据以下几种方案：①打开探照灯，上位机及PLC控制柜通过摄像头捕捉的图像，结合距离判断软件，可以判定出被困人员具体位置，和需要伸缩的长度，然后控制多级伸缩液压缸达到目标位置；②通过声波探测仪，即生命探测仪探测到被困人员的位置，然后控制多级伸缩液压缸到达指定位置；③在未到达目的地之前，由现场工作人员确定被困人员所在的位置，提前将下降长度设定好，到救援现场后直接进行操作，最大化缩短时间；④由救援人员操作多级伸缩液压缸至需要的位置。

在下降的同时，其它部件同时运作，空气检测仪可以检测井下空气中的毒气指标和氧含量，上位机以及PLC控制柜判断是否需要输氧，需要的话，开启制氧机和气泵，通过送氧管道给井下送氧；语音通话装置，比如对讲机等可以保证救援人员对被困人员的通话，了解被困人员的情况以及井下环境，缓解被困人员的压力，并作出下一步的判断，抵达被困人员附近时，启动第一电机14驱动放下第一护杆6，然后通过第二电机15和第三电机16的配合，最终使第一护杆6、第二护杆7和第三护杆8组成三角形托杆架9，然后操作伸缩电机，将第一托杆11和第二托杆12伸出，操作电推杆10使第二托杆12转动至三角形托杆架9下方，同时充气气囊13充气完成，三角形托杆架9、充气气囊13以及第二托杆12形成稳定的托架机构5，被困人员坐上该托架机构5，然后控制多级伸缩液压缸4升起，直到离开深井。该过程自动化程度高，被困人员不需要复杂操作便可以被救起，升起过程稳定，不会因为晃动二次受伤。

在其他实施例中，所述悬臂为一多级伸缩液压缸，该多级伸缩液压缸配套安装有液压泵和驱动电机，所述液压泵和所述驱动电机均连接所述PLC控制柜，所述支座通过转轴安装在所述拖车上，所述转轴配套安装有驱动电机，PLC控制柜控制连接该驱动电机，悬臂不仅可以伸缩，还可以旋转，拖车可选定的停放位置更加充裕，救援灵活性进一步提高，也进一步压缩了救援工作的时间。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：它包括拖车、设于所述拖车上的支座和上位机、PLC控制柜、供电电源、设于所述支座上的悬臂、安装在所述悬臂端部的多级伸缩液压缸以及驱动该多级伸缩液压缸的液压泵，所述多级伸缩液压缸的顶端安装有托架机构，所述PLC控制柜控制连接所述液压泵的电控阀和所述托架机构，所述托架机构包括托杆架和托杆，所述托杆架包括首尾依次铰接的第一护杆、第二护杆和第三护杆，所述第一护杆的首端铰接在所述多级伸缩液压缸的顶端，所述多级伸缩液压缸的顶端安装驱动所述第一护杆向下摆动的第一电机和蜗轮蜗杆机构，所述第一护杆的尾端安装驱动所述第二护杆至水平面并与所述第一护杆形成60°水平夹角的第二电机和蜗轮蜗杆机构，所述第二护杆的尾端安装驱动所述第三护杆摆动至水平面并与所述第二护杆形成60°夹角且与所述第一护杆首端相接形成三角形托架板的第三电机和蜗轮蜗杆机构，所述PLC控制柜分别控制连接所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机，所述托杆挡设于所述三角形托杆架的下方，所述三角形托杆架和所述托杆之间安装充气气囊。

2.根据权利要求1所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述托杆包括伸缩安装在所述多级伸缩液压缸顶部内的第一托杆和铰接于所述第一托杆顶部的第二托杆以及驱动所述第一托杆伸缩的伸缩电机和齿条传动机构，所述第一托杆顶端安装有驱动该第二托杆转动至所述三角形托杆架下方的电推杆，所述PLC控制柜控制连接该电推杆，所述充气气囊安装在所述第二托杆上。

3.根据权利要求1或2所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述多级伸缩液压缸的顶端设有空气检测仪，所述拖车上安装由PLC控制柜控制的制氧机和气泵，所述多级伸缩液压缸上配套设置有送氧管道。

4.根据权利要求3所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述多级伸缩液压缸的顶端安装语音通话装置、照明设备和摄像装置，语音通话装置和摄像装置连接所述上位机，照明设备连接所述PLC控制柜。

5.根据权利要求1所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述悬臂为一多级伸缩液压缸，该多级伸缩液压缸配套安装有液压泵和驱动电机，所述液压泵和所述驱动电机均连接所述PLC控制柜。

6.根据权利要求1或5所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述支座通过转轴安装在所述拖车上，所述转轴配套安装有驱动电机，PLC控制柜控制连接该驱动电机。

7.根据权利要求1或2所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述多级伸缩液压缸的顶端安装声波探测仪，该声波探测仪与所述上位机连接。

8.根据权利要求1所述的移动式车载自动化深井救援装置，其特征在于：所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机均为步进电机。