CN105641827A - 一种井下救援装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全救援设备领域，尤其涉及一种井下救援装置。固定部件，其一端连接救援绳，置于井下后，可与井壁之间固定；机械臂，固定在所述固定部件上，用于悬挂工具，为多个独立充气的分气囊连接而成，通过控制分气囊气压大小所形成的张力差控制机械臂的偏转；充气装置，置于井上，用于控制机械臂的分气囊内的充气气压。本发明采用充气式固定装置提供给机械臂的基点以及弯转灵活的机械臂，力道可控。机械臂所采用的接口是开放式的，可以外接任何适合的工具。置于井下灵活自如，方便操作并且安全性高，不会对被困人员造成二次伤害。

Description

一种井下救援装置

技术领域

本发明涉及安全救援设备领域，尤其涉及一种井下救援装置。

背景技术

井下救援往往空间有限，救援人员无法接近受困者，也是活动受限，往往在平地上轻松完成的工作在井下很难完成。更有可能由于复杂的环境给救援者带来损害，甚至救援者反被困。

动用大型机械，可能来不及，或者费时费力，却在挖井过程中对受困者造成意外挤压等等伤害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种井下救援装置，解决井下救援往往空间有限，救援人员无法接近受困者，活动受限的问题。

本发明是这样实现的，一种井下救援装置，该装置包括：

固定部件，其一端连接救援绳，置于井下后，可与井壁之间相对固定；

机械臂，固定在所述固定部件上，用于悬挂工具，为多个独立充气的分气囊连接而成，通过控制分气囊气压大小所形成的张力差控制机械臂的偏转；

充气装置，置于井上，用于控制机械臂的分气囊内的充气气压。

本装置进一步地，所述机械臂为中间设置一个中心分气囊，以及在中心分气囊的四周均匀设置多个外围分气囊的结构，在分气囊的内部长度方向上设置多个环形隔断，设置限制绳索连接在中心气囊的两端。

本装置进一步地，所述固定部件为包括环形内壁、设置在环形内壁外部的支撑气囊在充气后固定在井壁上给机械臂的转动提供一个基点，设置在环形内壁下端部的多个基座，通过所述基座与机械臂连接。

本装置进一步地，所述充气装置包括鼓风机以及连接机械臂分气囊上的管道，在管道上设置三通阀，鼓风机的出气口经过三通阀与机械臂分气囊的管道连接，所述三通阀的另一端口连接至分压气囊。

本装置进一步地，所述分压气囊设置在一限位腔内，在所述分压气囊上设置操作杆。

本装置进一步地，多个分压气囊为一组通过连接在一操作杆，并在所述限位腔内设置一个限位凸起。

本装置进一步地，所述工具具有一充气后可伸长的环形气囊以及设置在环形气囊端部的环形推动片，在环形气囊内设置有两个张开的夹头，两个夹头的公共端置于环形气囊形成中间空间内，两个夹头伸出环形气囊后设置一向外的第一拐点以及向内的第二拐点。

本装置进一步地，环形气囊内外两侧四周设置拉伸皮筋，并通过外侧的拉伸皮筋与两个夹头第二拐点连接。

本装置进一步地，所述环形气囊通过设置在井外的充气装置单独控制充气。

本装置进一步地，所述环形气囊连接至设置在井外的压缩充气器上，所述压缩充气器包括一压杆、与压杆连接的活塞以及与环形气囊连接的设置在一气缸内的充气气囊，所述活塞位置相对应与所述充气气囊。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明采用充气式固定装置提供给机械臂的基点以及弯转灵活的机械臂，力道可控。机械臂所采用的接口是开放式的，可以外接任何适合的工具。置于井下灵活自如，方便操作并且安全性高，不会对被困人员造成二次伤害。

附图说明

图1为本发明实施例提供的井下救援装置应用使得结构示意图；

图2为本发明实施例提供的固定部件的结构示意图；

图3a为本发明实施例提供的机械臂的结构示意图；

图3b为本发明实施例提供的机械臂的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的充气装置结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的充气装置控制器的结构示意图；

图5b为图5a的侧面图；

图6a为本发明实施例提供的连接机械臂的工具的打开结构示意图；

图6b为本发明实施例提供的机械臂的工具的闭合结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1结合图3a和3b所示，井下救援装置，具有固定部件5，其一端连接救援绳22，通过救援绳22将固定部件5放置于井下，在井口安装三脚架21用于支撑滑轮24结构，将救援绳22设置在滑轮24上，通过滑轮24控制固定部件5的升降，可以采用手动绞盘23，通过转动收拢救援绳22，也可以采用自动控制的方式，固定部件5为中空的结构，大小可以根据要比正常的井口小，并且可以组成可调直径的结构，使用时，将直径调节至比井口要小，并在达到所需要的位置后通过与井壁之间固定；在固定部件5的下端设置多个机械臂61，通过机械臂61用于悬挂工具，机械臂61为多个独立充气的分气囊连接而成，通过控制分气囊气压大小所形成的张力差控制机械臂61的偏转。机械臂61的充气采用的是置于井上的充气装置6，用于控制机械臂61的分气囊内的充气气压，从而控制机械臂61各分气囊之间的气压不同，张力不同，在张力差的作用下，进行所需方向的偏转。

同时通过设置一进气管12通向所需要的井下位置，并通过风机11向井下供氧。

参见图2为本发明一实施例的固定部件的结构示意图并结合图1，固定部件5包括环形内壁51，优选采用金属钢制内壁，为卷筒型，在环形内壁51外部设置支撑气囊52，支撑气囊52上设置进气口53连接支撑气囊的管道31通过支撑气囊的风机32充气，支撑气囊52在充气后顶住井壁，能够将固定部件5固定在井壁上，从而给机械臂61的转动提供一个稳定的支撑点，形成可控的运动，支撑气囊52在送入井下的过程中，不会张开，而在需要固定时，张开后固定。这里需要说明的是，固定部件5起到的作用是防止随意晃动的作用，而主要的承重部分为救援绳22。固定部件5的设置要保证支撑起来一个上下相通的管道。在环形内壁51下端部设置多个基座54，通过基座54连接机械臂。基座与机械臂的连接可以为螺纹的结构形式。在基座54上不仅仅可以安装机械臂，也可以固定无线话筒、无线摄像头等部件，还可以设置防水灯带55固定在环形内壁下端。

参见图3a、图3b结合图1，图3a、图3b为本发明一实施例的机械臂的结构示意图，将机械臂61的中心设置一个中心分气囊，以及在中心分气囊的四周均匀设置多个外围分气囊的结构，分气囊与分气囊之间具有隔层614连接为一体，在分气囊613的内部长度方向上设置多个环形隔断617，将每个分气囊613分成多个隔间，但隔间与隔间之间相通，由于环形隔断617的存在，充气后，分气囊只有长度方向膨胀，横向几乎不膨胀，长度方向张力很大，由于各分气囊之间控制的气压不同，因此，张力不同，造成各分气囊613之间存在张力差，使得机械臂如蚕茧一样向各个方向偏转。

为了防止分气囊的过渡膨胀，设置限制绳索616连接在中心分气囊的两端。。

机械臂一端连接固定部件，一端连接所需要连接的工具，因此，在机械臂的两端的上端612与固定部件的连接处设置成外螺纹结构，可以拧进固定部件的基座上，在机械臂的下端615设置成内壁具有螺纹结构的形式，为一个开放的连接头，可以连接任何想连接的东西，比如钩子，套锁等，只要工具的一端有可以拧进这个连接头的结构即可。

整个机械臂通过充气装置充气控制，因此在机械臂上需要充气的部件上均连接有管道611。

参见图4，为本发明实施例提供的一个充气装置的结构示意图，为了控制机械臂的偏转，也就是控制各分气囊之间的压强的不同，因此设置的结构包括鼓风机623以及连接机械臂各分气囊上的管道611，在每个分气囊的管道611上均设置一个三通阀6112，鼓风机623的出气口经过三通阀6112与机械臂分气囊的管道连接，在鼓风机623与三通阀6112之间的大通风管道625设置大开关6251，在三通阀6112与分气囊的管道上设置小开关6113，三通阀6112的另一端口通过分压管道6111连接至分压气囊，通过一个控制器622来控制分压气囊的压强大小，这样通过控制分压气囊的分压大小可以达到控制分气囊内的气压的大小，从而通过设置操作杆6221控制分压气囊的气压控制机械臂的转动。

参见图5a和图5b结合图4、每个分压气囊6226设置在一限位腔6229内，在分压气囊6226上设置操作杆6221。通过控制操作杆6221就可以控制分压气囊6226内的气体的多少，为了实现控制的便捷性，本实施例中将4个分压气囊设置在一个基底6225上为一组通过活塞6227连接在一个操作杆6221，同时在限位腔6229内的适当位置上设置一个限位凸起6228，这样分压气囊不能充满整个限位腔，从而使得一个操作杆在操作时，避免了一个分压气囊分配了所有的操作杆极限，其他的分压气囊没有改变的余地，在限位腔内为通过活塞6227连接至操作杆，为了防止活塞的脱落，在限位腔内设置限位块6224。

使用前，打开小开关6113，使得分压管道6111畅通，打开大开关6251，使得四个大进风管道625畅通，这时候鼓风机623可以同时给机械臂61，控制器622内的16个气囊6226充气。16个气囊6226分为4组，成4个控制钮6230。拨动控制钮6230上的控制杆6221，将改变每个气囊的大小，及其内部压强，进而改变对应机械臂内各分气囊的气压差，是机器臂产生对应弯曲。

参见图6a与图6b，为本发明采用的一个与机械臂连接的一个工具，该工具具有一充气后可伸长的环形气囊73以及对称设置在环形气囊端部的环形推动片76，在环形气囊73内设置有两个张开的夹头79，两个夹头79的公共端71置于环形气囊形成中间空间内，两个夹头79伸出环形气囊后设置一向外85的第一拐点以及向内的第二拐点86。

环形气囊内外两侧四周设置拉伸皮筋，并通过外侧的拉伸皮筋与两个夹头第二拐点连接，拉伸皮筋包括内圈皮筋78，外圈皮筋75和延伸皮筋77。

在一个实施例中，环形气囊通过环形气囊管74余设置在井外的充气装置单独控制充气。

在另一外一个实施例中，环形气囊连接至设置在井外的压缩充气器上，压缩充气器包括一压杆81、与压杆81连接的活塞83以及与环形气囊连接的设置在一气缸内的充气气囊84，活塞位置相对应与充气气囊，气缸的边缘口设置有支撑压杆81的挡板82。

当压下压杆81后，活塞83将压迫充气气囊84，迫使与其相连的环形气囊73内气压增加，推动夹子底部的环形推动片76被推出，环形推动片76又推动夹头79合拢。

当松开压杆81后，活塞83将在充气气囊84的作用下升起，同时充气气囊84中和环形气囊73中的气压降低，环形推动片76缩回，这时夹头79，在拉伸皮筋包括内圈皮筋78，外圈皮筋75和延伸皮筋77的作用下松开。

这里采用的皮筋可以区别“气动”夹子，皮筋越紧，夹子松开状态下，充气气囊73、环形气囊84内气压(初始气压)就可以越大，在夹紧夹子时，所能提供的最大抓力就越大。使用中，可以根据需要选择皮筋的松紧。夹头79的端部80为夹头硅胶涂层，防止操作时误伤被救者。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下救援装置，其特征在于，该装置包括：

固定部件，其一端连接救援绳，置于井下后，可与井壁之间固定；

机械臂，固定在所述固定部件上，用于悬挂工具，为多个独立充气的分气囊连接而成，通过控制分气囊气压大小所形成的张力差控制机械臂的偏转；

充气装置，置于井上，用于控制机械臂的分气囊内的充气气压。

2.按照权利要求1所述的井下救援装置，其特征在于，所述机械臂为中间设置一个中心分气囊，以及在中心分气囊的四周均匀设置多个外围分气囊的结构，在分气囊的内部长度方向上设置多个环形隔断，设置限制绳索连接在中心分气囊的两端。

3.按照权利要求1所述的井下救援装置，其特征在于，所述固定部件为包括环形内壁、设置在环形内壁外部的支撑气囊在充气后固定在井壁上给机械臂的转动提供一个基点，设置在环形内壁下端部的多个基座，通过所述基座与机械臂连接。

4.按照权利要求1所述的井下救援装置，其特征在于，所述充气装置包括鼓风机以及连接机械臂分气囊上的管道，在管道上设置三通阀，鼓风机的出气口经过三通阀与机械臂分气囊的管道连接，所述三通阀的另一端口连接至分压气囊。

5.按照权利要求4所述的井下救援装置，其特征在于，所述分压气囊设置在一限位腔内，在所述分压气囊上设置操作杆。

6.按照权利要求4或5所述的井下救援装置，其特征在于，多个分压气囊为一组通过连接在一操作杆，并在所述限位腔内设置一个限位凸起。

7.按照权利要求1所述的井下救援装置，其特征在于，所述工具具有一充气后可伸长的环形气囊以及设置在环形气囊端部的环形推动片，在环形气囊内设置有两个张开的夹头，两个夹头的公共端置于环形气囊形成中间空间内，两个夹头伸出环形气囊后设置一向外的第一拐点以及向内的第二拐点。

8.按照权利要求1所述的井下救援装置，其特征在于，环形气囊内外两侧四周设置拉伸皮筋，并通过外侧的拉伸皮筋与两个夹头第二拐点连接。

9.按照权利要求7或8所述的井下救援装置，其特征在于，所述环形气囊通过设置在井外的充气装置单独控制充气。

10.按照权利要求7或8所述的井下救援装置，其特征在于，所述环形气囊连接至设置在井外的压缩充气器上，所述压缩充气器包括一压杆、与压杆连接的活塞以及与环形气囊连接的设置在一气缸内的充气气囊，所述活塞位置相对应与所述充气气囊。