CN112412529B - 一种废弃井人员跌落救援设备及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种废弃井人员跌落救援设备及方法，包括保护伞机构，保护伞机构上端能够接收牵引绳的牵拉，下端连接救援固定机构，保护伞机构包括竖向的导向柱，导向柱外部沿圆周方向分别与多根伞骨的下端铰接，多根伞骨能够在驱动机构的带动下，呈雨伞状开闭至设定范围内任意角度并固定。

Description

一种废弃井人员跌落救援设备及方法

技术领域

本公开属于救援设备技术领域，具体涉及一种废弃井人员跌落救援设备及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

废弃井下救援是应急管理救援的一部分，井下救援一般采用以下几种方式：(1)挖掘废井周边土层，降低周边土层高度，并逐渐破除井壁；(2)利用牵引绳下放钩子或者救援人员实施救援；(3)利用牵引绳下放救援设备，通过自动化或半自动化的操作，固定待解救人员后，上拉出废井。井下救援设备能够在减少救援所需时间的同时，适应于较为恶劣、复杂，不适合救援人员下井的情况。

在发明人了解到的一种井下救援设备中，采用钢丝绳将整个装置进行下放，采用托架支撑及安全缆绳将救援人员进行固定，最后将整个装置进行提升，以此完成整个救援过程。其存在以下不足及缺点：

(1)忽略了救援设备下放过程与井壁产生接触等现象，井壁的部分坍塌及掉落物容易对坠井者产生伤害甚至危及生命。

(2)在固定坠井者时没有将整个装置与井壁进行固定，在悬空状态下无法灵活的将坠井者进行固定，救援效率低下。

(3)采用的救援固定机构一般为绳套或者皮带，需要待解救人员固定在自己身体的外部，在待解救人员昏迷时，不便使用；另外一些采用机械手等结构的救援固定机构，受限于井下空间，且结构复杂，难以有效完成固定。

发明内容

本公开的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种废弃井人员跌落救援设备及方法，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种废弃井人员跌落救援设备，包括保护伞机构，保护伞机构上端能够接收牵引绳的牵拉，下端连接救援固定机构，保护伞机构包括竖向的导向柱，导向柱外部沿圆周方向分别与多根伞骨的下端铰接，多根伞骨能够在驱动机构的带动下，呈雨伞状开闭至设定范围内任意角度并固定。

进一步，所述保护伞机构的上端与井壁支撑机构的下端固定，井壁支撑机构包括导向杆，导向杆的外部分别与两个井壁支撑杆的上端铰接，井壁支撑杆的下端与井壁贴合板铰接，两个井壁支撑杆能够同步沿自身与导向杆之间的铰接点转动至设定范围内任意角度并固定。

进一步，所述救援固定机构包括支撑架体，支撑架体中相对设置有两个工作台，工作台能够沿竖向升降并固定，每个工作台中设有两个滑台，两个滑台间能够发生水平方向的相对运动并固定，每个滑台处铰接有一根肩部支撑杆，肩部支撑杆的上端与滑台铰接，肩部支撑杆能够在肩部驱动机构的带动下，沿自身铰接点转动并固定；相对设置的两个肩部支撑杆为一组，同组肩部支撑杆分别设在两个工作台处。

进一步，所述支撑架体中相对设有两个裆部支撑杆，两个裆部支撑杆的上端分别与支撑架体铰接裆部支撑杆能够在裆部驱动机构的带动下沿自身铰接点转动；在水平状态下，两个裆部支撑杆能够拼接成一个整体。

本公开的第二方面提供一种废弃井人员跌落救援方法，包括以下步骤：

利用牵引绳在上端牵引，然后将保护伞机构及救援固定机构下放入废井中；

在保护伞机构完全下放到废井中之后，使得保护伞机构中的多个伞骨呈雨伞状打开，伞骨的上端与导向柱之间的距离适配于废井的尺寸，伞骨上端与废井的侧壁相接触；

继续下放保护伞机构及救援固定机构，直至救援固定机构到达待解救人员的位置；利用救援固定机构来固定待解救人员，上拉牵引绳，将待解救人员拉出废井。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本公开中采用能够呈雨伞状开闭的保护伞机构，能够接收井壁处部分坍塌造成的坠落异物，呈雨伞状开闭的方式，使得保护伞机构能够适应于不同直径范围的废井。保护伞机构中伞骨的下端与导向柱铰接，使得重物的坠落会提供给伞骨张开的压力，减少重物从伞骨边缘与井壁接触位置坠落的概率。

采用能够开闭的井壁支撑杆组成井壁支撑机构，井壁支撑杆的上端与导向杆的外部铰接，即井壁支撑机构的开口朝下，救援装置本身的重力会提供给井壁支撑机构开口变大的压力，能够有效提高井壁支撑机构固定在井壁处的稳定性。

采用工作台能够沿竖向升降，两个滑台之间能够沿水平方向发生相对运动的方式，使得肩部支撑杆在支撑待救援者的肩膀时，能够适应于不同的肩膀高度及宽度。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1为本公开实施例1中整体结构示意图；

图2为本公开实施例1中井壁支撑机构及保护伞机构的侧视图；

图3为本公开实施例1中保护伞机构的侧视图；

图4为本公开实施例1中井壁支撑机构的轴测图；

图5为本公开实施例1中井壁支撑机构的侧视图；

图6为本公开实施例1中救援固定机构的主视图；

图7为本公开实施例1中肩部支撑杆及腋下液压机构等部分结构的示意图。

图中：1、保护伞机构；2、井壁支撑机构；3、救援固定机构；4、井上支架5、三角架；6、牵引绳；7、卷扬机；101、联轴器；102、第一步进电机；103、直齿锥齿轮；104、第一丝杠；105、第一螺母；106、第一推杆；107、伞骨；108、第一弹簧；109、第一支撑杆；110、下滑套；111、第一支撑框架；

201、钩子；202、井壁支撑杆；203、井壁贴合板；204、第二推杆；205、第二螺母；206、第二丝杠；207、第二支撑框架；208、直齿锥齿轮；209、第二步进电机；210、第二支撑杆；211、上滑套；301、液压泵；302、第一丝杠螺母机构；303、第二丝杠螺母机构；304、肩部支撑杆；305、腋下液压缸；306、裆部液压缸；307、裆部支撑杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本公开中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

实施例1

如图1-图7所示，本实施例提供一种废弃井人员跌落救援设备，包括保护伞机构1，保护伞机构1上端能够接收牵引绳6的牵拉，下端连接救援固定机构3，保护伞机构1包括竖向的导向柱，导向柱外部沿圆周方向分别与多根伞骨107的下端铰接，多根伞骨107能够在驱动机构的带动下，呈雨伞状开闭至设定范围内任意角度并固定。

所述导向柱外部固定套设有导套，上滑套211处于导套上方并滑动套设在导向柱外部，导套用于铰接伞骨107，上滑套211的外部沿圆周方向与多根第一支撑杆109的上端铰接，第一支撑杆109的下端与相配合的伞骨107的中部铰接。为了便于实现复位在，在导套与上滑套之间设有弹簧。

具体的，在本实施例中保护伞机构包括一个第一支撑框架，第一支撑框架的上端用于连接其他结构，第一支撑框架的下端固定连接有所述的导向柱。

本实施例中为了驱动伞骨的同步转动，设置丝杠螺母结构来驱动上滑套在竖向的升降。具体的，在第一支撑框架的外部固定有第一步进电机，第一步进电机通过联轴器与第一锥齿轮处的转轴连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮的旋转轴线与导向柱的轴线重合。第二锥齿轮与第一丝杠的上端固定连接，第一丝杠的外部套设有第一螺母，第一螺母通过第一支撑框架导向，在第一丝杠的转动过程中，第一螺母带动与其连接的第一推杆在竖向升降，进而第一推杆推动上滑套在竖向升降。

所述保护伞机构1的上端与井壁支撑机构2的下端固定，井壁支撑机构2包括导向杆，导向杆的外部分别与两个井壁支撑杆202的上端铰接，井壁支撑杆202的下端与井壁贴合板203铰接，两个井壁支撑杆202能够同步沿自身与导向杆之间的铰接点转动至设定范围内任意角度并固定。

所述导向杆的上部固定套设有定位套，定位套与井壁支撑杆202的上端铰接，导向杆的下部滑动套设有下滑套110，下滑套110的外部铰接有第二支撑杆210的下端，每个井壁支撑杆202处适配有一个第二支撑杆210，第二支撑杆210上端与井壁支撑杆202的中部铰接。

具体的，在本实施例中井壁支撑机构包括一个第二支撑框架，第二支撑框架的上端通过钩子连接上部的牵引绳，第二支撑框架的上端固定连接有所述的导向杆。第二支撑框架的下端连接第一支撑框架的上端固定连接。

具体的，在本实施例中，本实施例中为了驱动井壁支撑杆的同步转动，设置丝杠螺母结构来驱动下滑套在竖向的升降。具体的，在第二支撑框架的外部固定有第二步进电机，第二步进电机通过联轴器与第三锥齿轮处的转轴连接，第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，第四锥齿轮的旋转轴线与导向杆的轴线重合。第四锥齿轮与第二丝杠的上端固定连接，第二丝杠的外部套设有第二螺母，第二螺母通过第二支撑框架导向，在第二丝杠的转动过程中，第二螺母带动与其连接的第二推杆在竖向升降，进而第二推杆推动下滑套在竖向升降。

所述救援固定机构3包括支撑架体，支撑架体中相对设置有两个工作台，工作台能够沿竖向升降并固定，每个工作台中设有两个滑台，两个滑台间能够发生水平方向的相对运动并固定，每个滑台处铰接有一根肩部支撑杆304，肩部支撑杆304的上端与滑台铰接，肩部支撑杆304能够在肩部驱动机构的带动下，沿自身铰接点转动并固定；相对设置的两个肩部支撑杆304为一组，同组肩部支撑杆304分别设在两个工作台处。

所述工作台通过第一丝杠螺母机构驱动以实现升降运动，工作台转动连接有丝杠，丝杠两端的螺纹旋向相反，丝杠外部通过螺纹套接有滑台进而形成第二丝杠螺母机构，丝杠的转动能够转化为两个滑台间的相向或相背离运动。在水平状态下，同组肩部支撑杆304中的两个肩部支撑杆304的轴线方向相同。

所述支撑架体中相对设有两个裆部支撑杆307，两个裆部支撑杆307的上端分别与支撑架体铰接裆部支撑杆307能够在裆部驱动机构的带动下沿自身铰接点转动；在水平状态下，两个裆部支撑杆307能够拼接成一个整体。

可以理解的是，此处采用腋下液压缸来驱动肩部支撑杆的转动，腋下液压缸的缸体与滑块下部的连接板铰接，活塞杆末端与肩部支撑杆的中部铰接。

此处采用裆部液压缸来驱动裆部支撑杆的转动，裆部液压缸的缸体与支撑架体铰接，活塞杆末端与裆部支撑杆的中部铰接。

可以理解的是，为了便于驱动裆部液压缸及腋下液压缸的动作，还应设置液压泵及油箱等部件，其通过支撑架体支撑。

本实施例还包括井上支架4、视频通信系统及照明系统。井上支架4通过地面支撑，井上支架4的上部设有三角架5，三角架5用于吊设牵引绳6，牵引绳6的一端与井壁支撑机构2固定连接，另一端固定在卷扬机7的外表面。

实施例2

本实施例提供一种废弃井人员跌落救援方法，利用了实施例1中所述的废弃井人员跌落救援设备，包括以下步骤：

利用牵引绳6在上端牵引，然后将保护伞机构1及救援固定机构和井壁固定机构下放入废井中；

在保护伞机构1完全下放到废井中之后，使得保护伞机构1中的多个伞骨107呈雨伞状打开，伞骨107的上端与导向柱之间的距离适配于废井的尺寸，伞骨107上端与废井的侧壁相接触。

继续下放保护伞机构1及救援固定机构3，直至救援固定机构3到达待解救人员的位置；然后此时控制井壁支撑机构处的两个井壁支撑杆打开，井壁贴合板压紧在井壁处，完成整个救援装置相对于井壁的固定。

利用救援固定机构3来固定待解救人员，具体的，液压泵为液压机构提供动力，可以调节阀门以适应不同的液压缸；竖直方向的第一丝杠螺母机构实现肩膀支撑装置在竖直方向上的移动，适应不同身高的坠井者；水平方向的第二丝杠螺母机构，灵活适应不同的肩膀宽度，以此达到支撑固定腋下的作用。

裆部液压缸及腋下液压缸分别能够推动肩部支撑杆及裆部支撑杆的转动，以使得肩部支撑杆处于腋下并支撑，裆部支撑杆处于裆部并实现支撑。

最后，上拉牵引绳6，将待解救人员拉出废井。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种废弃井人员跌落救援设备的使用方法，其特征在于，废弃井人员跌落救援设备包括保护伞机构，保护伞机构上端能够接收牵引绳的牵拉，下端连接救援固定机构，保护伞机构包括竖向的导向柱，导向柱外部沿圆周方向分别与多根伞骨的下端铰接，多根伞骨能够在驱动机构的带动下，呈雨伞状开闭至设定范围内任意角度并固定，

所述导向柱外部固定套设有导套，上滑套处于导套上方并滑动套设在导向柱外部，导套用于铰接伞骨，上滑套的外部沿圆周方向与多根第一支撑杆的上端铰接，第一支撑杆的下端与相配合的伞骨的中部铰接；所述救援固定机构包括支撑架体，支撑架体中相对设置有两个工作台，工作台能够沿竖向升降并固定，每个工作台中设有两个滑台，两个滑台间能够发生水平方向的相对运动并固定，每个滑台处铰接有一根肩部支撑杆，肩部支撑杆的上端与滑台铰接，肩部支撑杆能够在肩部驱动机构的带动下，沿自身铰接点转动并固定；相对设置的两个肩部支撑杆为一组，同组肩部支撑杆分别设在两个工作台处，所述工作台通过丝杠螺母机构驱动以实现升降运动，工作台转动连接有丝杠，丝杠两端的螺纹旋向相反，丝杠外部通过螺纹套接有滑台，丝杠的转动能够转化为两个滑台间的相向或相背离运动，丝杠螺母机构实现肩膀支撑装置在竖直方向上的移动，适应不同身高的坠井者，同组肩部支撑杆中的两个肩部支撑杆的轴线方向相同；

所述支撑架体中相对设有两个裆部支撑杆，两个裆部支撑杆的上端分别与支撑架体铰接，裆部支撑杆能够在裆部驱动机构的带动下沿自身铰接点转动；在水平状态下，两个裆部支撑杆能够拼接成一个整体；

所述废弃井人员跌落救援设备的使用方法包括如下步骤：

利用牵引绳在上端牵引，然后将保护伞机构及救援固定机构下放入废井中；

在保护伞机构完全下放到废井中之后，使得保护伞机构中的多个伞骨呈雨伞状打开，伞骨的上端与导向柱之间的距离适配于废井的尺寸，伞骨上端与废井的侧壁相接触；

继续下放保护伞机构及救援固定机构，直至救援固定机构到达待解救人员的位置；

利用救援固定机构来固定待解救人员，上拉牵引绳，将待解救人员拉出废井。

2.根据权利要求1所述的废弃井人员跌落救援设备的使用方法，其特征在于，所述保护伞机构的上端与井壁支撑机构的下端固定，井壁支撑机构包括导向杆，导向杆的外部分别与两个井壁支撑杆的上端铰接，井壁支撑杆的下端与井壁贴合板铰接，两个井壁支撑杆能够同步沿自身与导向杆之间的铰接点转动至设定范围内任意角度并固定。

3.根据权利要求2所述的废弃井人员跌落救援设备的使用方法，其特征在于，所述导向杆的上部固定套设有定位套，定位套与井壁支撑杆的上端铰接，导向杆的下部滑动套设有下滑套，下滑套的外部铰接有第二支撑杆的下端，每个井壁支撑杆处适配有一个第二支撑杆，第二支撑杆上端与井壁支撑杆的中部铰接。

4.根据权利要求1所述的废弃井人员跌落救援设备的使用方法，其特征在于，还包括视频通信系统及照明系统。

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