CN114475844A - 一种多功能救援设备 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于救援设备技术领域，具体公开了一种多功能救援设备，包括机架、座舱、行走机构和用于挖掘救灾现场的机械臂，所述座舱固定在机架上，所述座舱内部设有操作系统、控制台、操作台和驾驶空间；所述机械臂设置在座舱上，所述操作台用于控制机械臂活动；所述控制台用于控制行走机构行走，所述行走机构包括多条机械腿，所述多条机械腿设置在机架的四周。与现有技术相比，本设备结构紧凑，不受救灾现场空间和地形的限制，能够快速进入救灾区域中进行救援，大大提升了救援效率，减少了救援人员的风险。

Description

一种多功能救援设备

技术领域

本发明属于救援设备技术领域，具体公开了一种多功能救援设备。

背景技术

地震救灾是人类要面对的一系列世界性的科学技术难题，当前，我国经济快速发展，城市发展和城镇化进程加快，人口高度集中，财富快速积累，各种突发灾害可能造成的破坏效应更加广泛、财产损失更加巨大，其对经济社会发展和公共安全构成的威胁更加严重。针对可能发生或出现的突发事件，如何更好地适应经济社会发展的需求，我们在发生突发事件时及时主动地采取有效措施，将地震灾害造成的损失降至最低程度，是我们面临的重要而紧迫的课题。

在地震等自然灾害的抢险救援中，许多大型救援机械设备发挥了很大的作用，为抢救更多的生命和财产赢得了宝贵的时间。同时，在救援实践中我们也发现许多大型设备存在着一些救援工作的盲区，主要表现在：

1)救援现场情况复杂，特别是破坏性地震的现场，大面积的建筑物倒塌，城市道路交通严重堵塞，作业现场空间受限，大型设备接近救援点或者救援面的能力较差，而且大型设备一般动力强、噪声大，操作比较困难、精度难以控制，在救援现场容易引起建构筑物的二次坝坍塌。

2)在地震灾害、消防灭火救援中，往往需要在极小空间内作业，大型设备功能体积比较大，现场移动或转换作业面比较困难，不足以应对现场多种作业需求。

目前采用比较多的解决方案是在大型设备(如大型挖掘机、装载机和吊车等)无法靠近或者是需要更多种类现场作业时，依靠人力携带一些专业的手持液压或者汽动工具甚至简易工具在现场进行救援。这种方式作业，一方面是救援效率较低，另一方面是救援人员风险较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能救援设备，以解决大型救援设备无法进入救灾现场，导致救援效率低、救援人员风险大的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种多功能救援设备，包括机架、座舱、行走机构和用于挖掘救灾现场的机械臂，所述座舱固定在机架上，所述座舱内部设有操作系统、控制台、操作台和驾驶空间；所述机械臂设置在座舱上，所述操作台用于控制机械臂活动；所述控制台用于控制行走机构行走，所述行走机构包括多条机械腿，所述多条机械腿设置在机架的四周。

本基础方案的工作原理在于：在情况复杂的救援现场可使用本设备进行救援，本设备使用时，操控人员可坐在驾驶空间内，通过控制台控制行走机构行走，行走机构并不是常规的通过轮式结构行走，而是通过多条机械腿带动救援设备行走，机械腿的方式就使本设备能够在复杂的地形中行走，同时多条机械腿也能是设备整体保持平稳。本设备到达救援现场后，可以通过操作台控制机械臂进行正铲、反铲、拉铲、抓铲等，实施救援工作。操作人员在座舱内，可保证操作人员的安全。

本基础方案的有益效果在于：

1、本设备中通过控制使多条机械腿配合起来行走，能够使救援设备既能保持稳定又能在复杂地形中行走，能够使救援设备及时达到救援地点进行救援。

2、本设备结构简单、易操作，不仅能够适应在复杂地形中行走，也能进入在空间被限制，或者空间小的环境中。

与现有技术相比，本设备结构紧凑，不受救灾现场空间和地形的限制，能够快速进入救灾区域中进行救援，大大提升了救援效率，减少了救援人员的风险。

进一步，所述机械腿为六条，六条机械腿对称分布在座舱的两侧，所述机械腿包括大腿臂和小腿臂，所述小腿臂下端设有支撑垫。

有益效果：六条机械腿能够保持设备稳定的同时，能够快速的行走。大腿臂和小腿臂实现大腿和小腿的运动，类似于人体大腿和小腿的结构特点，在多条机械腿的协调下可适应在各种复杂地形中行走，又能使其平稳。小腿臂下端是与地面接触的部分，支撑垫可使机械腿支撑更稳定。

进一步，大腿臂和小腿臂分别包括中心臂，中心臂两端固定连接有短轴，所述短轴两端连接有关节件，大腿臂和小腿臂的关节件之间连接有连杆，所述大腿臂座舱的短轴上安装有驱动该短轴转动的第一电机，所述小腿臂靠近大腿臂的短轴上安装有驱动该短轴转动的第二电机，所述第一电机和第二电机均与操作系统和控制台电联。

有益效果：通过第一电机控制大腿臂靠近救援设备的短轴转动，带动大腿臂上的中心臂转动，大腿臂向上抬起。通过第二电机控制小腿臂靠近大腿臂的短轴转动，可带动小腿臂沿大腿臂打开。控制系统控制每条机械腿的第一电机和第二电机，可使大腿臂和小腿臂实现大腿和小腿的运动，避免了传动系统复杂、动态特性差等缺点。

进一步，所述中心臂的外部设有包裹中心壁的壳体，所述壳体的两端与关节件连接，所述壳体内位于中心臂的四周设有动力臂，所述短轴垂直于中心臂，所述动力臂的两端关节件铰接。

有益效果：壳体使大腿臂和小腿臂看起来更为美观，壳体与关节件的连接使大腿臂和小腿臂的行动不受影响。动力臂具有减震作用，使救援设备的行走更稳定。

进一步，所述第一电机和第二电机均为带有减速器的直流电机，所述第一电机和第二电机均带有两通道增量式光电编码器。

有益效果：两通道增量式光电编码器能够提供位置或速度的反馈信号，并判断第一电机和第二电机的旋转方向，跟控制系统配合更好的驱动机械腿行走。

进一步，所述机架下方设有可转动的底板，所述底板上设有四个轮胎，四个轮胎呈矩形排列，所述轮胎设有驱动机构，所述驱动机构均与操作系统和控制台电联。

有益效果：四个轮胎相互配合，同时在底板的转动下，实现本设备可以360°转弯，从而减少了因转变方向而浪费大量的时间以及所需的场地。

进一步，所述座舱设置于底板上，所述座舱为球形，座舱四周设有透明窗。

有益效果：球形的座舱是本设备在行走时减少空气阻尼，且减少了不必要的空间，节省材料。驾驶舱采用透明材质，使具有360°的视野，不会由于视野受阻而误伤被救对象或者损坏其它不能损坏的设施。

进一步，所述控制台上设有摇杆式控制的操作杆。

有益效果：摇杆式控制的操作杆方便快捷，适用性强。

进一步，所述座舱上方设有转动件，所述转动件上连接机械臂。

有益效果：能使机械臂360°转动，及时实施救灾作业。

进一步，所述机械臂为液压传动单斗挖掘机上的挖斗。

有益效果：油泵、液压缸、液压马达等元件传递动力给挖斗，使挖斗便于工作，动作敏捷。

附图说明

图1为本发明一种多功能救援设备实施例的示意图；

图2为本发明一种多功能救援设备实施例的另一示意图；

图3为本设备中座舱的外部示意图；

图4为本设备中座舱的内部示意图；

图5为本机械腿的纵向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架10、座舱20、操作台21、控制台22、驾驶空间23、转动件24、行走机构、机械腿30、大腿臂31、小腿臂32、中心臂33、短轴34、关节件35、连杆36、壳体37、动力臂38、支撑垫39、底板40、轮胎41、机械臂50。

如图1-图5所示，一种多功能救援设备，包括机架10、座舱20、行走机构和用于挖掘救灾现场的机械臂50，座舱20固定在机架10上，如图3-4所示，座舱20内部设置了座椅、座椅内部安装了操作系统，座椅上设置了控制台22和操作台21，座椅上为驾驶空间23；机械臂50设置在座舱20上，操作台21可以控制机械臂50活动；控制台22可以控制行走机构行走，行走机构包括多条机械腿30，多条机械腿30设置在机架10的四周。本实施例中操作台21选用挖掘机中对挖斗的结构，控制台22和控制系统采用救援设备中现有的结构，在此不对这部分进行赘述。

如图5所示，本实施例中机械腿30为六条，六条机械腿30对称分布在座舱20的两侧，机械腿30包括大腿臂31和小腿臂32，大腿臂31和小腿臂32呈一定角度设置，小腿臂32下端设置了支撑垫39。大腿臂31和小腿臂32分别包括中心臂33，中心臂33两端固定连接有短轴34，短轴34两端连接有关节件35，大腿臂31和小腿臂32的关节件35之间连接有连杆36，大腿臂31座舱20的短轴34上安装有驱动该短轴34转动的第一电机，小腿臂32 靠近大腿臂31的短轴34上安装有驱动该短轴34转动的第二电机，第一电机和第二电机均与操作系统和控制台22电联。中心臂33的外部设置了包裹中心壁的壳体37，壳体37的两端与关节件35连接，壳体37内位于中心臂33的四周设置了动力臂38，短轴34垂直于中心臂33，动力臂38的两端关节件35铰接。

如图2所示，机架10下方设置了可转动的底板40，底板40上设置了四个轮胎41，四个轮胎41呈矩形排列，轮胎41设置了驱动机构，驱动机构均与操作系统和控制台22电联。座舱20设置于底板40上，座舱20为球形，座舱20四周设置了透明窗，控制台22设置了摇杆式控制的操作杆。座舱20上方设置了转动件24，转动件24上连接机械臂50，机械臂 50为液压传动单斗挖掘机上的挖斗。

根据本设备工作装置的不同，机械臂50采用挖掘机上不同类型的挖斗，挖斗可以分为正铲、反铲、拉铲、抓铲四种。液压传动单斗挖掘机利用油泵、液压缸、液压马达等元件传递动力的挖掘机。油泵输出的压力油分别推动液压缸或马达工作，使机械各相应部分运转。常见的是反铲挖掘机。反铲作业时，动臂放下,作为支承，由斗杆液压缸或铲斗液压缸将铲斗放在停机面以下并使之作弧线运动，进行挖掘和装土,然后提起动臂,利用回转马达转向卸土点，翻转铲斗卸土。整机行走采用左右液压马达驱动，马达正逆转配合，可以进、退或转弯。轮胎41行走也有由发动机经变速箱、主传动轴和差速器传动的，但机构复杂。

本设备可再添设一泵单独驱动回转机构，可以节省功率。液压传动挖掘机的主要技术参数是铲斗容量，也有以机重或发动机功率为主要参数的。此种挖掘机结构紧凑、重量轻，常拥有品种较多的可换工作装置，以适应各种作业需要，操作轻便灵活，工作平稳可靠,故发展迅速,已成为挖掘机的主要品种。本设备中的挖斗可根据以上现有技术中挖掘机的挖斗进行设置，其中动力部分可对应设置本设备中，在此不对具体结构进行赘述。

本实施例中一些简单的动力设置，比如底板40的转动，均采用现有救援设备的结构，在此不对这部分结构进行详细赘述。

具体实施过程如下：在情况复杂的救援现场可使用本设备进行救援，本设备使用时，操控人员可坐在驾驶空间23内，通过控制台22控制行走机构行走，行走机构并不是常规的通过轮式结构行走，而是通过多条机械腿30带动救援设备行走，机械腿30的方式就使本设备能够在复杂的地形中行走，同时多条机械腿30也能是设备整体保持平稳。但在地势比较平稳的地方，也可以将机械腿30向上抬起，通过控制轮胎41的转动是本设备前进，若是需要换向可采用底板40转动实现，就避免需要整体转动设备实现转向，四个轮胎41相互配合，可实现360°转弯，从而减少了因转变方向而浪费大量的时间以及所需的场地。本方案中驾驶舱采用球形，且具有透明窗，是本设备具有360°的视野，可以多角度发现受灾的人们。轮胎41和六足可以相互交换以适应不同的地面，从而拓宽了救援机械行走范围。本设备到达救援现场后，可以通过操作台21控制机械臂50进行正铲、反铲、拉铲、抓铲等，实施救援工作。操作人员在座舱20内，可保证操作人员的安全。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种多功能救援设备，其特征在于：包括机架、座舱、行走机构和用于挖掘救灾现场的机械臂，所述座舱固定在机架上，所述座舱内部设有操作系统、控制台、操作台和驾驶空间；所述机械臂设置在座舱上，所述操作台用于控制机械臂活动；所述控制台用于控制行走机构行走，所述行走机构包括多条机械腿，所述多条机械腿设置在机架的四周。

2.根据权利要求1所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述机械腿为六条，六条机械腿对称分布在座舱的两侧，所述机械腿包括大腿臂和小腿臂，所述小腿臂下端设有支撑垫。

3.根据权利要求2所述的一种多功能救援设备，其特征在于，大腿臂和小腿臂分别包括中心臂，中心臂两端固定连接有短轴，所述短轴两端连接有关节件，大腿臂和小腿臂的关节件之间连接有连杆，所述大腿臂座舱的短轴上安装有驱动该短轴转动的第一电机，所述小腿臂靠近大腿臂的短轴上安装有驱动该短轴转动的第二电机，所述第一电机和第二电机均与操作系统和控制台电联。

4.根据权利要求3所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述中心臂的外部设有包裹中心壁的壳体，所述壳体的两端与关节件连接，所述壳体内位于中心臂的四周设有动力臂，所述短轴垂直于中心臂，所述动力臂的两端关节件铰接。

5.根据权利要求4所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述第一电机和第二电机均为带有减速器的直流电机，所述第一电机和第二电机均带有两通道增量式光电编码器。

6.根据权利要求5所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述机架下方设有可转动的底板，所述底板上设有四个轮胎，四个轮胎呈矩形排列，所述轮胎设有驱动机构，所述驱动机构均与操作系统和控制台电联。

7.根据权利要求6所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述座舱设置于底板上，所述座舱为球形，座舱四周设有透明窗。

8.根据权利要求7所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述控制台上设有摇杆式控制的操作杆。

9.根据权利要求8所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述座舱上方设有转动件，所述转动件上连接机械臂。

10.根据权利要求9所述的一种多功能救援设备，其特征在于，所述机械臂为液压传动单斗挖掘机上的挖斗。

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