井下救援机器人

admin管理员组

文章数量:866648

一种井下救援机器人，包括设置支架机构和套筒机构；底座在井口的两侧，支杆搭设在两底座上，辊筒套装在支杆上，钢丝绳绕于辊套外表面；吊架底面沿其圆周安装有多个微型气缸；套筒机构包括外筒和内筒；外筒与吊架活动连接；内筒由若干个弧形的内筒单片组合而成；每个内筒单片的内侧面底部设置有一托板；每个微型气缸对应一个内筒单片，微型气缸的输出端与内筒单片的顶部固定连接；每个内筒单片插装在相邻两个隔条之间；托板与内筒单片之间通过电磁吸合在一起。这种救援机器人，结构简单，完全井外人员控制，通过人体的弹性机制将救援套筒落下，并将人员整体包裹在筒体内，有效避免拉拽过程中井壁对其造成的二次伤害。

1.一种井下救援机器人，包括设置在井口处的支架机构和进入井内的套筒机构，其特征在于：所述支架机构包括底座、支杆、辊筒、钢丝绳和吊架；所述底座分别设置在井口的两侧，支杆搭设在两底座上，辊筒套装在支杆上，所述钢丝绳绕于辊套外表面，所述钢丝绳的自由端分别与所述吊架的上表面连接；所述吊架底面沿其圆周安装有多个微型气缸；所述套筒机构包括外筒和内筒；所述外筒与吊架活动连接，所述外筒的内壁上均匀设置有隔条；所述内筒由若干个弧形的内筒单片组合而成；每个内筒单片的内侧面底部设置有一托板，该托板通过连接件与内筒单片铰接在一起；每个所述微型气缸对应一个内筒单片，微型气缸的输出端与内筒单片的顶部固定连接；每个所述内筒单片插装在相邻两个所述隔条之间；所述托板与内筒单片之间通过电磁吸合在一起。 2.根据权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于：所述外筒与吊架之间为活动连接关系；所述吊架的两侧分别设置安装有一电机，电机输出端套装有齿轮；电机安装在吊架的上面，齿轮安装在吊架的下面；所述外筒上边缘的两侧分别固接有一段齿条，所述齿条与所述齿轮啮合传动。 3.根据权利要求2所述的井下救援机器人，其特征在于：所述外筒为铁板围合而成的活动筒，边缘结合处，其一侧为薄板，另一侧为内置槽，所述薄板插装在所述内置槽内，实现外筒筒围的扩大和缩小。 4.根据权利要求2所述的井下救援机器人，其特征在于：所述电机带动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，齿条带动外筒移动，调节外筒的薄板插入内置槽内的长度，实现外筒筒围的调节。 5.根据权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于：所述外筒与吊架之间为吊装连接结构；所述外筒的上边缘安装有多个吊轮；所述吊架的底面上设置有一环形的内置滑道；所述吊轮与内置滑道之间为滑动配合。 6.根据权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于：所述吊架底面上，沿其圆周方向设置有若干微型气缸；每个微型气缸的下方对应一个内筒单片；每个内筒单片插装在相邻两个隔条之间；多个所述内筒单片组合成一个内筒。 7.根据权利要求6所述的井下救援机器人，其特征在于：一个内筒单体对应一个微型气缸；内筒单体的数量为8-12块。 8.根据权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于：所述内筒单片内侧面的下部设置有一托板，所述托板的底端通过连接件与内桶单片铰接在一起；所述托板上端内侧与内桶单片之间通过吊链连接在一起；所述内筒单片和所述托板上端之间通过电磁铁吸合在一起。 9.根据权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于，所述内筒单体的底部设置有传感器，传感器与设置在井外的控制装置连接；所述电磁铁与所述控制装置连接；所述微型气缸与所述控制装置连接。 10.根据权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于，所述内筒单体内侧面的下部设置有气囊，所述气囊上的进气口通过进气管路与设置在吊架上的气泵连接。

技术领域

本发明涉及一种救援机器人，特别是一种适用于窄小井下实施救人的机器人。

背景技术

在生活中，常常出现很多大人或孩子掉入窄小井的情况。一般出现这种紧急情况时，都是通过官兵根据实际情况采用救援设施进行施救。由于井内空间窄小，掉进去的人员如果没有直接到底的话，都是通过身体与井壁之间的摩擦力支撑在井壁上，稍有移动就会继续掉落，影响救援。

现有的用于井下救援的机器人有很多种。如中国专利“落井救援机器人（ZL2009100197362）”公开的就是一种比较实用的救援机器人。该申请所公开的这种机器人是将井下部分探入井下后，越过救援人员，然后展开托架上的座板，以此托住落井人员，需要将探臂机构和托臂机构同时伸进井内人员下方，才能施救。在实际使用过程中，但是由于人员的身体与井壁之间几乎无空隙，人员在井内不能正常活动，因此整个托臂机构进入人员下方比较困难，由于整个托臂机构有机械控制部分，比较厚重，在实施过程中，很可能因为人员为了让托臂机构下移而移动导致还没有托住，人员就往下继续掉落的情况。

另外，现有的救援机器人都是将人员直接托住或吊住，然后向上拉拽。由于人员与井壁之间空隙较小，在上拉的过程中，很可能对人员造成二次伤害。

发明内容

本发明是针对背景技术中提及的技术缺陷，提供一种简单易操作，不会对人员造成二次伤害的井下救援机器人。

本发明采用的技术方案是：一种井下救援机器人，包括设置在井口处的支架机构和进入井内的套筒机构，

所述支架机构包括底座、支杆、辊筒、钢丝绳和吊架；

所述底座分别设置在井口的两侧，支杆搭设在两底座上，辊筒套装在支杆上，所述钢丝绳绕于辊套外表面，所述钢丝绳的自由端分别与所述吊架的上表面连接；所述吊架底面沿其圆周安装有多个微型气缸；

所述套筒机构包括外筒和内筒；

所述外筒与吊架活动连接，所述外筒的内壁上均匀设置有隔条；

所述内筒由若干个弧形的内筒单片组合而成；每个内筒单片的内侧面底部设置有一托板，该托板通过连接件与内筒单片铰接在一起；每个所述微型气缸对应一个内筒单片，微型气缸的输出端与内筒单片的顶部固定连接；每个所述内筒单片插装在相邻两个所述隔条之间；

所述托板与内筒单片之间通过电磁吸合在一起。

外筒与吊架之间为活动连接关系；

所述吊架的两侧分别设置安装有一电机，电机输出端套装有齿轮；电机安装在吊架的上面，齿轮安装在吊架的下面；

所述外筒上边缘的两侧分别固接有一段齿条，所述齿条与所述齿轮啮合传动。

外筒为铁板围合而成的活动筒，边缘结合处，其一侧为薄板，另一侧为内置槽，所述薄板插装在所述内置槽内，实现外筒筒围的扩大和缩小。

电机带动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，齿条带动外筒移动，调节外筒的薄板插入内置槽内的长度，实现外筒筒围的调节。

外筒与吊架之间为吊装连接结构；

所述外筒的上边缘安装有多个吊轮；

所述吊架的底面上设置有一环形的内置滑道；

所述吊轮与内置滑道之间为滑动配合。

吊架底面上，沿其圆周方向设置有若干微型气缸；每个微型气缸的下方对应一个内筒单片；每个内筒单片插装在相邻两个隔条之间；

多个所述内筒单片组合成一个内筒。

一个内筒单体对应一个微型气缸；内筒单体的数量为8-12块。

内筒单片内侧面的下部设置有一托板，所述托板的底端通过连接件与内桶单片铰接在一起；所述托板上端内侧与内桶单片之间通过吊链连接在一起；所述内筒单片和所述托板上端之间通过电磁铁吸合在一起。

内筒单体的底部设置有传感器，传感器与设置在井外的控制装置连接；

所述电磁铁与所述控制装置连接；

所述微型气缸与所述控制装置连接。

内筒单体内侧面的下部设置有气囊，所述气囊上的进气口通过进气管路与设置在吊架上的气泵连接。

气囊的一侧外面通过连接条与内筒单体内侧面固接在一起，所述气囊的另一侧面通过不干胶粘接在内桶单体内侧面的壁上。

外筒采用厚度为0.6-0.8mm的钢板；所述内筒单体采用厚度为0.8-1.0mm的钢板。

与现有技术相比，本发明所公开的这种救援机器人，结构简单，完全井外人员控制，通过人体的弹性机制将救援套筒落下，并将人员整体包裹在筒体内，有效避免拉拽过程中井壁对其造成的二次伤害。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为外筒的俯视图。

图3为外筒的侧视图。

图4为内筒单片的连接结构示意图。

图5为内筒单片的俯视图。

图6为内筒单片与托板闭合时的结构示意图。

图7为内筒单片与托板展开时的结构示意图。

图8为吊架与外筒安装结构示意图。

图9为气囊安装结构示意图。

图中：电机1，钢丝绳2，辊筒3，底座4，吊架5，井壁6，外筒7，齿条8，隔条9，微型气缸10，内筒单片11，托板12，吊链13，吊轮14，气囊15。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

参见附图1-8，本发明所公开的这种井下救援机器人，主要是为了避免人员在上拉过程中与井壁之间摩擦造成的二次伤害。

这种井下救援机器人，包括设置在井口处的支架机构和进入井内的套筒机构。

支架机构包括底座4、支杆、辊筒3、钢丝绳2和吊架5。

底座分别设置在井口的两侧，支杆搭设在两底座上，辊筒套装在支杆上，钢丝绳绕于辊套外表面，钢丝绳的自由端分别与所述吊架的上表面连接。吊架底面沿其圆周安装有多个微型气缸10。

吊架的两侧分别设置安装有一电机1，电机输出端套装有齿轮。电机安装在吊架的上面，电机输出杆穿过吊架，齿轮安装在吊架的下面。吊架的底面上设置有一环形的内置滑道。

吊架底部安装有摄像头等视频设施、语音器等音频设施。

套筒机构包括外筒7和内筒。外筒采用厚度为0.6-0.8mm的钢板；所述内筒单体采用厚度为0.8-1.0mm的钢板。

外筒的内壁上均匀设置有隔条9，隔条为略微凸起的细条，主要起到导向和限位的作用，相邻两隔条之间构成导向槽。外筒上边缘的两侧分别固接有一段齿条8，齿条与所述齿轮啮合传动。外筒的上边缘安装有多个吊轮，吊轮与内置滑道滑动配合。吊轮与内置滑道之间的关系，既能保证外筒的安装，还能保证外筒的活动。

外筒为铁板围合而成的活动筒，如附图2所示，边缘结合处，其一侧为薄板，另一侧为内置槽。薄板插装在内置槽内，实现外筒筒围的扩大和缩小。外筒与吊架之间为活动连接关系。电机带动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，齿条带动外筒移动，调节外筒的薄板插入内置槽内的长度，实现外筒筒围的调节。也可以根据实际设计需要，用气缸作为外筒的驱动机构，气缸的伸缩杆与外筒连接，通过伸缩杆的伸缩实现外筒和内筒之间的插装位置。

内筒由若干个弧形的内筒单片11组合而成。每个内筒单片的内侧面底部设置有一托板12，该托板通过连接件与内筒单片铰接在一起。

作为优选，内筒单体内侧面的下部设置有气囊15，伸进去的内筒单体之中至少有一个其内侧面下部为气囊，气囊上的进气口通过进气管路与设置在吊架上的气泵连接。气囊的一侧外面通过连接条与内筒单体内侧面固接在一起，气囊的另一侧面通过不干胶粘接在内桶单体内侧面的壁上，以保证气囊充气打开后，其一侧与内筒单体固定，另一侧通过气体挤满整个外筒。气囊的加装，一是为了预防由于传感器失灵，托板打开不到位时不能给予人员有效支撑，二是为了预防人员落到底后，内筒单体到底后托板不能及时打开，而不能为人员及时提供有效支撑。

吊架底面上，沿其圆周方向设置有若干微型气缸10；每个微型气缸的下方对应一个内筒单片；每个内筒单片插装在相邻两个隔条之间；多个所述内筒单片组合成一个内筒，内筒单体的个数为8-12个，根据实际情况，可调整使用的内筒单体的个数，将内筒单体与微型气缸之间拆卸即可。

每个所述微型气缸对应一个内筒单片，微型气缸的输出端与内筒单片的顶部固定连接；每个内筒单片插装在相邻两个隔条之间。内筒单片内侧面的下部设置有一托板，托板的底端通过销轴等连接件与内桶单片铰接在一起。托板上端内侧与内桶单片之间通过吊链13连接在一起。内筒单片和所述托板上端之间通过电磁铁吸合在一起。

作为优选，内筒单体的底部设置有传感器，传感器与设置在井外的控制装置连接。传感器设置为接近传感器，在该传感器第一次接近人员时传导一次数据，当远离人员时，即为到达人员下方，传感器向控制器再次传输数据，此时，控制器控制电磁铁关闭，失去吸力的托板在自身重力作用下由竖直变位水平，吊链起到吊装的作用，既能保证托板水平，还能给托板一拉力。

微型气缸与所述控制装置连接。

吊架在钢丝绳拉拽下，钢丝绳卷在辊筒上，辊筒中心轴由电机控制，为保证救援及时，电机控制辊筒转动放下吊架，以及吊架上的内外筒下落需要的时间都极短。

在救援时，先将支架机构架装在井口，将套筒机构深入井内，根据井口口径，调整外筒的围度，然后通过钢丝绳将吊架、外筒和内筒同时放下，内筒底部的传感器在接近人员后向控制器发送指令，微型气缸控制内筒单体继续下降，由于人体微弹性体，外筒和内筒均为超薄板，在内筒单体下降过程中，沿人员身体周边，有空隙的位置附近的内筒单体先落下，人员与井壁紧贴位置的内筒单体不能下降时，微型气缸暂停动作，带有内筒单体下落之后，托板自动打开，此时给人员一个可支撑的位置，人员利用该位置挪动身体，保证其他的内筒单体全部下降；此时，内筒单体形成一个底部有多个托板组成的筒体，一旦人员被内筒托住，控制装置控制电机运动，外筒再次收紧，对人员起到夹紧的作用，然后辊筒转动，吊架被钢丝绳吊起，完成人员的施救工作。

本文标签： 井下机器人