CN107596589B - 一种井下救生设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下救生设备，包括地上起吊车和与其连接的井下救生器，井下救生器包括钳式伸控X架、吊架、兜底自控装置、无底伸缩桶和兜底夹装置，钳式伸控X架是由两个机械臂交叉铰接而成，吊架的顶部通过连杆与钳式伸控X架的上部铰接，吊架的下部与两个机械臂交叉处铰接，兜底自控装置位于钳式伸控X架的下方并与两个机械臂的下端铰接，两个机械臂的下端还固定有无底伸缩桶，无底伸缩桶的上部与兜底自控装置连接，无底伸缩桶的底部与兜底夹装置的顶部连接固定。该设备救援范围广，能提高效率和减少成本，降低救援难度，减轻消防员的负担，由原来的人工作业，一步跨越到了自动化，器至即救，不一定依靠消防队当地人就能及时去救援。

Description

一种井下救生设备

技术领域

本发明涉及井下救援设备，具体是一种井下救生设备。

背景技术

现有技术中的井下救生器存在以下问题：1、深井位于乡村田野居多，由于接警、驶入到施救所导致的时间延误，而错失了救命的最佳黄金时间。2、现有的救生器体积大、自重重、功能不全，而且是人工作业、抢救必须依靠消防队，救人难，快速定位更难。3、机器校正当须多人的合力，操作烦，成本高，费时费力。4、救援的人员多，占地面积大，关键是不能一次性定位，起不到秒秒必争及时救回一条命、救活一家人的作用，既给消防员带来了尽力的无奈，又让消防队加重了不必要的负担。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种井下救生设备，救援范围较广，无二次伤害，结构紧凑，有效率、有效果、又降低成本。

本发明采用的技术方案是：一种井下救生设备，包括地上起吊车和与其连接的井下救生器，所述井下救生器包括钳式伸控X架、吊架、兜底自控装置、无底伸缩桶和兜底夹装置，所述钳式伸控X架是由两个机械臂交叉铰接而成，所述吊架的顶部通过连杆与钳式伸控X架的上部铰接，吊架的下部与两个机械臂交叉处铰接，所述兜底自控装置位于钳式伸控X架的下方并与两个机械臂的下端铰接，所述两个机械臂的下端还固定有无底伸缩桶，所述无底伸缩桶的上部与兜底自控装置连接，无底伸缩桶的底部与兜底夹装置的顶部连接固定。

所述吊架包括方形框架、固定板和设于方形框架底部两端的倒V字底撑，所述方形框架的顶部通过连杆与钳式伸控X架的两个机械臂的端部铰接，所述方形框架的底部中心与两个机械臂交叉处铰接，所述倒V字底撑包括两根端部铰接在方形框架底端的短扁钢，两个倒V字底撑同侧的短扁钢之间设有穿过机械臂的底撑托管，所述方形框架的前后内侧壁设有升降轨道，所述升降轨道之间设有伸缩推拉杆，所述伸缩推拉杆的中部设有固定连接块，所述固定连接块的两端通过连杆与两个机械臂的中部铰接，所述固定连接块的上方设有通过斜撑固定在方形框架内侧壁的固定板，所述固定板的中央设有伸控电机，所述伸控电机的螺栓轴与固定连接块连接。

所述固定板上设有平衡砣和防堵电动机，所述防堵电动机上的加长小齿轮和设于固定连接块上的不动大齿轮啮合。

所述伸缩推拉杆的两端固定有滑轮，所述滑轮设于升降轨道内。

所述兜底自控装置包括两个伸缩活杆、上钢板、下钢板、兜底电动机和两个兜底收放伸缩控制杆，所述伸缩活杆的顶部与两个机械臂的下端铰接，伸缩活杆的底部和设于上钢板两侧的活槽铰接，所述兜底电动机设在上钢板的中心，兜底电动机的螺栓轴穿过上钢板与下钢板的中心连接，所述上钢板和下钢板之间的四个角处通过伸缩活撑连接，所述下钢板上设有两个长孔，下钢板的前后侧边与长孔相对应的位置设有横向滑槽，所述兜底收放伸缩控制杆包括L型杆和竖直杆，所述L型杆的端部位于下钢板上的两个长孔内，防掉活销穿过下钢板侧边的横向滑槽和L型杆的端部将下钢板与兜底收放伸缩控制杆固定，所述竖直杆的上部和下部设有升降滑槽，所述竖直杆的底端与兜底夹装置铰接，竖直杆紧贴于无底伸缩桶的内侧壁，所述无底伸缩桶的侧壁设有铆钉，所述铆钉的一端位于竖直杆的上部和下部的升降滑槽内。

所述伸缩活撑由三根短扁钢杆通过活销铰接固定而成，位于两端的短扁钢杆与上钢板和下钢板的四个角铰接。

所述L型杆和竖直杆之间通过斜撑固定，右侧L型杆的底部设有探头，左侧的L型杆的底部设有对讲机固定架和矿灯固定架。

所述无底伸缩桶包括左右两侧的二分之一半圆桶、前后两侧的圆弧形钢板和薄钢皮，所述二分之一半圆桶的上部设有延伸杆，所述延伸杆的上端与两个机械臂的下端固定，所述半圆桶的外壁上沿周向设有弧形滑槽，所述的薄钢皮的两端设有活销，所述活销位于弧形滑槽中。

所述兜底夹装置包括两个底部设有梳齿的半圆弧形板，所述两个半圆弧形板的两端均通过两个连接片铰接，两个连接片的一端相互铰接，另一端与半圆弧形板的端部铰接，两个连接片的铰接处还与兜底自控装置的底部铰接，两个半圆弧形板的顶部与无底伸缩桶的底部连接。

所述地上起吊车包括车架和滚筒传动装置，所述滚筒传动装置固定在车架顶部中央，所述车架包括车框架、拖位架和两个底部伸缩杆，所述车框架的前侧焊接有探头和显示屏固定架，车框架的后侧设有电动机开关，所述拖位架焊接在车框架的前侧，拖位架上设有刹车防掉挂钩，两个底部伸缩杆的一端在车框架底部的中空管中滑动，另一端设有撑杆和固定杆，所述固定杆上设有固定孔，所述车框架底部的横梁上设有与固定孔对应的小孔，所述车框架底部的前端设有小滚轮，后端设有大滚轮，撑杆的底部设有伸缩滚轮，所述滚筒传动装置包括伸缩绳制动电动机、传动轴、滚筒、伸缩绳防掉轮和伸缩绳，所述伸缩绳缠绕在滚筒上，所述伸缩绳制动电动机通过传动轴控制滚筒转动，所述伸缩绳防掉轮焊接在滚筒的两端，所述传动轴通过轴套和轴承固定于车架顶部中央，所述伸缩绳上由上至下依次设有潜水输氧瓶挂钩、输氧瓶弹簧套环和连接挂钩，所述连接挂钩用于连接井下救生器。

本发明的有益效果是：1、救援范围较广，可对200m以内的深水井，包括枯井和矿难等类似井下场合进行救援。2、用于矿难急救，只有打洞一个程序，而不是现在的打洞，供给、打通、然后抢救的多步骤。3、地上起吊车，小路可跑，田野能走，大路车拖，作业没有安装与定位的环节，救援时移位灵活，移动方便，车架又是救生器的储存仓、进出快捷，连接只有二个挂钩，可大小伸缩，能自动控制和自动兜底，操作简单，有1-2人即可施救。4、在能提高效率和减少成本的同时，又能降低救援难度，还能减轻消防员的负担，由原来的人工作业，一步跨越到了自动化，器至即救，达到了不一定依靠消防队当地人就能及时去救援及提高救活率的目的。

附图说明

图1为本发明的井下救生器的结构示意图；

图2为本发明的地上起吊车的结构示意图；

图3为本发明的兜底夹装置的结构示意图；

图3a是兜底夹装置收缩至最小时的平面图；

图3b是兜底夹装置兜底最大时的平面图；

图4是兜底收放伸缩控制杆的结构示意图；

图5是无底伸缩桶的结构示意图；

其中：11、车架，111、车框架，1111、中空管，1112、横梁，1113、探头显示屏固定架，1114、电动机开关，112、拖位架，113、底部伸缩杆，114、撑杆，115、固定杆，1151、固定孔，116、小滚轮，117、大滚轮，118、伸缩滚轮，119、刹车防掉挂钩，12、滚筒传动装置，121、伸缩绳制动电动机，122、传动轴，123、滚筒，124、伸缩绳防掉轮，125、伸缩绳，126、潜水输氧瓶挂钩，127、输氧瓶弹簧套环，128、连接挂钩，21、钳式伸控X架，211、机械臂，22、吊架，221、方形框架，2211、升降轨道，222、固定板，223、倒V字底撑，2231、短扁钢224、底撑托管，225、伸缩推拉杆，2251、滑轮，226、固定连接块，2261、不动大齿轮，227、伸控电机，228、防堵电动机，2281、加长小齿轮，229、平衡砣，23、兜底自控装置，231、伸缩活杆，232、上钢板，2321、活槽，233、下钢板，2331、长孔，2332、横向滑槽，2333、防掉活销，234、兜底电动机，2341、螺栓轴，235、兜底收放伸缩控制杆，2351、L型杆，2352、竖直杆，23521、升降滑槽，2353、探头，2354、对讲机固定架，2355、矿灯固定架，236、伸缩活撑，2361、短扁钢杆，24、无底伸缩桶，241、二分之一半圆桶，2411、延伸杆，2412弧形滑槽，2413、铆钉，242、圆弧形钢板，243、薄钢皮，25、兜底夹装置，251、半圆弧形板，252、梳齿，253、连接片，26、连杆，27、活销，28、螺帽，29、销轴。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1和图2所示，一种井下救生设备，包括地上起吊车和井下救生器，井下救生器包括钳式伸控X架21、吊架22、兜底自控装置23、无底伸缩桶24和兜底夹装置25，钳式伸控X架21是由两个机械臂211通过活销27交叉铰接而成，吊架22的顶部通过连杆26与钳式伸控X架21的上部铰接，吊架22的下部与两个机械臂211交叉处铰接，兜底自控装置23位于钳式伸控X架21的下方并与两个机械臂211的下端铰接，负责自动兜底和90°垂直张合，两个机械臂211的下端还固定有无底伸缩桶24，无底伸缩桶24的上部与兜底自控装置23连接，无底伸缩桶24的底部与兜底夹装置25的顶部连接固定。

如图2所示，地上起吊车包括车架11和滚筒传动装置12，滚筒传动装置12固定在车架11顶部中央，负责伸缩绳 125的动力收放的传动。车架11包括车框架111、拖位架112和两个底部伸缩杆113，车框架111的前侧焊接有探头显示屏固定架1113，车框架111的后侧设有电动机开关1114。拖位架112焊接在车框架111的前侧，拖位架112设有刹车防掉挂钩119，两个底部伸缩杆113的一端在车框架111底部的中空管1111中滑动，另一端设有撑杆114和固定杆115，固定杆115上设有固定孔1151，车框架111底部的横梁1112上设有与固定孔对应的小孔，将两个底部伸缩杆收缩至固定孔和小孔对应起来插入销轴可以固定，作为救生器的存放仓。车框架111底部的前端设有小滚轮116，后端设有大滚轮117，撑杆114的底部设有伸缩滚轮118，方便底部伸缩杆来回抽动。滚筒传动装置12包括伸缩绳制动电动机121、传动轴122、滚筒123、伸缩绳防掉轮124和伸缩绳125，伸缩绳125缠绕在滚筒123上，伸缩绳制动电动机121通过传动轴122控制滚筒123转动，伸缩绳防掉轮124焊接在滚筒123的两端，传动轴122通过轴套和轴承固定于车架顶部中央，伸缩绳125上由上至下依次设有潜水输氧瓶挂钩126、输氧瓶弹簧套环127和连接挂钩128，连接挂钩128用于勾住井下救生器顶部吊环升降井下救生器。

如图1所示，吊架22包括方形框架221、固定板222和设于方形框架底部两端的倒V字底撑223，方形框架221的顶部通过连杆26与钳式伸控X架的两个机械臂211的端部铰接，方形框架221的底部中心与两个机械臂211交叉处铰接，倒V字底撑223包括两根端部铰接在方形框架底端的短扁钢2231，两个倒V字底撑同侧的短扁钢之间设有焊接在机械臂211的底撑托管224，方形框架221的前后内侧壁设有升降轨道2211，升降轨道2211之间设有伸缩推拉杆225，伸缩推拉杆225的两端固定有滑轮2251，滑轮2251设于升降轨道2211内。伸缩推拉杆225的中部设有固定连接块226，固定连接块226的两端通过连杆26与两个机械臂211的中部铰接，固定连接块226的上方设有通过斜撑固定在方形框架内侧壁的固定板222，固定板222的中央设有伸控电机227，伸控电机227的螺栓轴与固定连接块226连接。固定板222上还设有平衡砣229和防堵电动机228，防堵电动机228上的加长小齿轮2281和设于固定连接块226上的不动大齿轮2261啮合。

兜底自控装置23包括两个伸缩活杆231、上钢板232、下钢板233、兜底电动机234和两个兜底收放伸缩控制杆235，伸缩活杆231的顶部与两个机械臂211的下端用活销27铰接，伸缩活杆231的底部和设于上钢板232两侧的活槽2321铰接，兜底电动机234设在上钢板232的中心，兜底电动机234的螺栓轴2341穿过上钢板232与下钢板233的中心连接，上钢板232和下钢板233之间的四个角通过伸缩活撑236连接，伸缩活撑236由三根短扁钢杆2361通过活销27铰接固定而成，位于两端的短扁钢杆2361与上钢板232和下钢板233的四个角铰接。下钢板233上设有两个长孔2331，下钢板233的前后侧边与长孔相对应的位置设有横向滑槽2332，兜底收放伸缩控制杆235（如图4所示）包括通过斜撑固定的L型杆2351和竖直杆2352，右侧L型杆的底部设有探头2353，左侧的L型杆的底部设有对讲机固定架2354和矿灯固定架2355。L型杆2351的端部位于下钢板上的两个长孔2331内，防掉活销2333穿过下钢板侧边的横向滑槽2332和L型杆2351的端部将下钢板233与兜底收放伸缩控制杆235固定，竖直杆2352的上部和下部设有升降滑槽23521（具有限位作用），竖直杆2352的底端与兜底夹装置铰接，竖直杆2352紧贴于二分之一半圆桶241的内侧壁，二分之一半圆桶241的侧壁设有铆钉2413，铆钉2413的一端位于竖直杆的上部和下部的升降滑槽23521内。

如图5所示，无底伸缩桶24包括左右两侧的二分之一半圆桶241（3mm/厚钢板）、前后两侧的圆弧形钢板242（4mm厚*120mm宽，此宽度的圆弧形，不管大圆或小圆，均可合成圆型）和薄钢皮243（1mm厚钢皮），利用薄钢皮有弹性的特性，在无底桶伸大后尽量让桶子成为圆形，有利于救援。二分之一半圆桶241的上部设有延伸杆2411，延伸杆2411的上端与两个机械臂211的下端固定，二分之一半圆桶241的外壁上沿周向设有弧形滑槽2412，薄钢皮243的两端设有活销27，活销27位于弧形滑槽2412中，圆弧形钢板242的底部设有两个螺帽28。

如图3所示，兜底夹装置25包括两个底部设有252梳齿的半圆弧形板251，两个半圆弧形板的两端均通过两个连接片253铰接，两个连接片的一端相互铰接，另一端与半圆弧形板的端部铰接，两个连接片的铰接处还与兜底自控装置的竖直杆底部铰接，两个半圆弧形板的顶部设有两个螺帽28，与圆弧形钢板242底部螺帽通过销轴29连接。兜底夹装置收缩至最小时如图3a所示，兜底最大时如图3b所示。

工作原理：首先，根据井的半径大小调节无底伸缩桶的大小，调节伸控电机227，带动固定连接块226和与其铰接的连杆26向上运动，穿过固定连接块226的伸缩推拉杆225通过两端的滑轮2251在方形框架的升降轨道2211中向上滑动起导向作用，连杆26向上运动运动的同时，与连杆26的另一端铰接的两个机械臂211之间的距离缩小，通过延伸杆2411与两个机械臂211底端连接的无底伸缩桶中两个半圆桶的距离缩小，此时，薄钢皮243两端的活销27在半圆桶侧壁的弧形滑槽2412中滑动，使与其固定的两个圆弧形钢板242之间的距离缩小，从而实现无底伸缩桶的半径缩小，同时兜底收放伸缩控制杆235的L型杆2351会沿下钢板上的长孔2331移动配合无底伸缩桶的半径缩小，兜底收放不受无底桶大小变化的影响。其次，通过地上起吊车将井下救生器放入井中，在向下下降的过程中，如果遇到侧壁阻挡无法下降时，启动90°转动防堵电动机228，将救生器顺利下降，当下降到伤者位置时，启动兜底电动机234，使下钢板233向上运动，带动兜底收放伸缩控制杆235的竖直杆2352向上运动，与竖直杆2352底部通过连接片铰接的两块半圆弧形板251进行兜底，将伤者兜在桶中，通过地上起吊车的伸缩绳向上吊出井。

本发明提供的井下救人设备，适用救援范围较广，可对200m以内的深水井，包括枯井和矿难等类似井下场合进行救援（救生器分为φ300-400mm，450-600mm和650-800mm大中小三种规格），地上与井下设备的连接，只有二个挂钩，其中包括一个是补氧用的潜水输氧瓶挂钩，没有安装与定位环节，只要能下沉，就能去救援，器至即救；其筒体为无底桶设计，可大小伸缩，能自动控制和自动兜底；无二次伤害，结构紧凑，有效率、有效果、又降低成本。

Claims (2)

1.一种井下救生设备，包括地上起吊车和与其连接的井下救生器，其特征在于，所述井下救生器包括钳式伸控X架、吊架、兜底自控装置、无底伸缩桶和兜底夹装置，所述钳式伸控X架是由两个机械臂交叉铰接而成，所述吊架的顶部通过连杆与钳式伸控X架的上部铰接，吊架的下部与两个机械臂交叉处铰接，所述兜底自控装置位于钳式伸控X架的下方并与两个机械臂的下端铰接，所述两个机械臂的下端还固定有无底伸缩桶，所述无底伸缩桶的上部与兜底自控装置连接，无底伸缩桶的底部与兜底夹装置的顶部连接固定；

所述吊架包括方形框架、固定板和设于方形框架底部两端的倒V字底撑，所述方形框架的顶部通过连杆与钳式伸控X架的两个机械臂的端部铰接，所述方形框架的底部中心与两个机械臂交叉处铰接，所述倒V字底撑包括两根端部铰接在方形框架底端的短扁钢，两个倒V字底撑同侧的短扁钢之间设有穿过机械臂的底撑托管，所述方形框架的前后内侧壁设有升降轨道，所述升降轨道之间设有伸缩推拉杆，所述伸缩推拉杆的中部设有固定连接块，所述固定连接块的两端通过连杆与两个机械臂的中部铰接，所述固定连接块的上方设有通过斜撑固定在方形框架内侧壁的固定板，所述固定板的中央设有伸控电机，所述伸控电机的螺栓轴与固定连接块连接，所述固定板上设有平衡砣和防堵电动机，所述防堵电动机上的加长小齿轮和设于固定连接块上的不动大齿轮啮合，所述伸缩推拉杆的两端固定有滑轮，所述滑轮设于升降轨道内；

所述兜底自控装置包括两个伸缩活杆、上钢板、下钢板、兜底电动机和两个兜底收放伸缩控制杆，所述伸缩活杆的顶部与两个机械臂的下端铰接，伸缩活杆的底部和设于上钢板两侧的活槽铰接，所述兜底电动机设在上钢板的中心，兜底电动机的螺栓轴穿过上钢板与下钢板的中心连接，所述上钢板和下钢板之间的四个角处通过伸缩活撑连接，所述下钢板上设有两个长孔，下钢板的前后侧边与长孔相对应的位置设有横向滑槽，所述兜底收放伸缩控制杆包括L型杆和竖直杆，所述L型杆的端部位于下钢板上的两个长孔内，防掉活销穿过下钢板侧边的横向滑槽和L型杆的端部将下钢板与兜底收放伸缩控制杆固定，所述竖直杆的上部和下部设有升降滑槽，所述竖直杆的底端与兜底夹装置铰接，竖直杆紧贴于无底伸缩桶的内侧壁，所述无底伸缩桶的侧壁设有铆钉，所述铆钉的一端位于竖直杆的上部和下部的升降滑槽内，所述伸缩活撑由三根短扁钢杆通过活销铰接固定而成，位于两端的短扁钢杆与上钢板和下钢板的四个角铰接，所述L型杆和竖直杆之间通过斜撑固定，右侧L型杆的底部设有探头，左侧的L型杆的底部设有对讲机固定架和矿灯固定架；

所述无底伸缩桶包括左右两侧的二分之一半圆桶、前后两侧的圆弧形钢板和薄钢皮，所述二分之一半圆桶的上部设有延伸杆，所述延伸杆的上端与两个机械臂的下端固定，所述半圆桶的外壁上沿周向设有弧形滑槽，所述的薄钢皮的两端设有活销，所述活销位于弧形滑槽中；

所述兜底夹装置包括两个底部设有梳齿的半圆弧形板，所述两个半圆弧形板的两端均通过两个连接片铰接，两个连接片的一端相互铰接，另一端与半圆弧形板的端部铰接，两个连接片的铰接处还与兜底自控装置的底部铰接，两个半圆弧形板的顶部与无底伸缩桶的底部连接；

工作原理：首先，根据井的半径大小调节无底伸缩桶的大小，调节伸控电机，带动固定连接块和与其铰接的连杆向上运动，穿过固定连接块的伸缩推拉杆通过两端的滑轮在方形框架的升降轨道中向上滑动起导向作用，连杆向上运动运动的同时，与连杆的另一端铰接的两个机械臂之间的距离缩小，通过延伸杆与两个机械臂底端连接的无底伸缩桶中两个半圆桶的距离缩小，此时，薄钢皮两端的活销在半圆桶侧壁的弧形滑槽中滑动，使与其固定的两个圆弧形钢板之间的距离缩小，从而实现无底伸缩桶的半径缩小，同时兜底收放伸缩控制杆的L型杆会沿下钢板上的长孔移动配合无底伸缩桶的半径缩小，兜底收放不受无底桶大小变化的影响， 其次，通过地上起吊车将井下救生器放入井中，在向下下降的过程中，如果遇到侧壁阻挡无法下降时，启动90°转动防堵电动机，将救生器顺利下降，当下降到伤者位置时，启动兜底电动机，使下钢板向上运动，带动兜底收放伸缩控制杆的竖直杆向上运动，与竖直杆底部通过连接片铰接的两块半圆弧形板进行兜底，将伤者兜在桶中，通过地上起吊车的伸缩绳向上吊出井。

2.根据权利要求1所述的一种井下救生设备，其特征在于，所述地上起吊车包括车架和滚筒传动装置，所述滚筒传动装置固定在车架顶部中央，所述车架包括车框架、拖位架和两个底部伸缩杆，所述车框架的前侧焊接有探头和显示屏固定架，车框架的后侧设有电动机开关，所述拖位架焊接在车框架的前侧，拖位架上设有刹车防掉挂钩，两个底部伸缩杆的一端在车框架底部的中空管中滑动，另一端设有撑杆和固定杆，所述固定杆上设有固定孔，所述车框架底部的横梁上设有与固定孔对应的小孔，所述车框架底部的前端设有小滚轮，后端设有大滚轮，撑杆的底部设有伸缩滚轮，所述滚筒传动装置包括伸缩绳制动电动机、传动轴、滚筒、伸缩绳防掉轮和伸缩绳，所述伸缩绳缠绕在滚筒上，所述伸缩绳制动电动机通过传动轴控制滚筒转动，所述伸缩绳防掉轮焊接在滚筒的两端，所述传动轴通过轴套和轴承固定于车架顶部中央，所述伸缩绳上由上至下依次设有潜水输氧瓶挂钩、输氧瓶弹簧套环和连接挂钩，所述连接挂钩用于连接井下救生器。

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