本發明涉及消防救援設施領域,具體涉及一種采用轉動調節的無人下井的深井救援設備。
背景技術:
我國由于歷史建設問題,在野外存在很多廢棄的廢井或礦井。因此經常發生人員或動物墜落深井的事故,這些廢井和礦井由于深度較大,井下情況未知,因此救援難度大。目前,深井救援主要依靠救援人員下井進行援救,但是危險系數大,對于一些尺寸無法滿足施救人員下井救援的深井,這樣救援工作就無法快速的開展。雖然有些科技文獻和專利文獻也有記載到一些深井無人救援設備,但是其在進行深井救援時,還是存在一定的缺陷,無法對待施救人員或動物進行可靠的援救。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種深井救援裝置,其可用于深井墜落人員和動物的施救。
為實現上述目的,本發明采用如下技術方案進行實施:
一種采用轉動調節的無人下井的深井救援設備,其特征在于:包括救援時位于深井外部的井外設施以及落至深井內部的井內設施;井外設施包括固定搭設在井口的井口機座,井口機座上設置有卷揚機;井內設施包括上、下布置的上部支架和下部支架,卷揚機通過升降繩與上部支架進行連接,上部支架上設置有升降組件和夾抱裝置,升降組件用于調控下部支架進行升降,夾抱裝置用于對井底待救援物進行夾持固定,上部支架與下部支架之間通過柔性的側部防護件進行連接,下部支架為環形件構成,側部防護件沿環形件的周向設置一圈,環形件上設置有柔性的底部防護件,井內設施還包括探測組件和調節組件,探測組件用于探測井底待救援物的位置和狀態,底部防護件處于兩種狀態,其一為底部防護件附著于環形件的環身上、環形件的環內部處于中空狀態的避讓位;其二為調節組件調節底部防護件對環形件的環內部進行填充的工作位;救援設備還包括供井外救援人員進行調控施救的操控裝置,操控裝置對探測組件采集的數據進行處理和顯示,操控裝置用于調控各部件的運行狀態;
上部支架為圓環形的環形安裝件組成,環形安裝件內安裝有圓形的安裝盤,安裝盤轉動安裝在上部支架上,驅動組件d調節安裝盤進行轉動,夾抱裝置包括安裝盤下板面上設置的多個夾抱單元,夾抱單元沿方向f間隔設置,方向f為安裝盤的一個徑向方向,夾抱單元包括兩夾臂和水平布置的安裝橫板,(兩夾臂在方向f的兩外側相對布置),兩夾臂分別由上臂和下臂組成,安裝橫板位于安裝盤的上方并與方向f垂直布置,同一夾持單元的兩上臂的上端分別轉動安裝在安裝橫板的兩端部,上臂的下端穿過安裝盤后與下臂的上端通過鉸接連接組件相連接(上臂穿過安裝盤,上臂在安裝盤上可發生上、下移動以及轉動),下臂的中部設置有連接套,連接套轉動安裝在下臂上,下臂的下端向靠近另一夾臂的一側彎曲延伸設置用于撐托待救援物的彎鉤部,安裝橫板上安裝有驅動夾臂進行轉動的驅動組件x,(同一夾抱單元的兩上臂的上端通過安裝橫板相連接),安裝盤上設置有調節安裝橫板上、下移動的驅動組件b相連接;同一夾抱單元的兩下臂之間設置有水平布置的連接桿a,連接桿a的桿長方向與方向f垂直布置,連接桿a的兩外側分別設置有傾斜狀布置的連接桿b,連接桿b的低端通過第一鉸接軸與其外側下臂上設置的連接套鉸接連接,連接桿b的高端與連接桿a的端部通過第二鉸接軸鉸接連接,安裝橫板上設置驅動組件a,驅動組件a調節連接桿a上、下移動,連接桿a位于安裝盤的下側;鉸接連接組件包括下臂上端設置連接球頭,連接球頭上設置弧形凹槽a,弧形凹槽a的槽長方向與下臂的長度方向保持一致,弧形凹槽a在連接球頭上間隔均勻設置,上臂的下端設置用于安裝連接球頭的球頭安裝套,球頭安裝套的內腔設置成球形腔,球頭安裝套的內腔腔壁上設置弧形凹槽b,弧形凹槽b在球頭安裝套上間隔均勻設置,弧形凹槽b和弧形凹槽a相對布置且兩者的長度方向以及個數均保持一致,弧形凹槽b和弧形凹槽a的槽截面均為半圓形,弧形凹槽a、b內設置有滾珠,弧形凹槽a、b之間設置有用于固定滾珠的保持架。
進一步的方案為,本發明還按照下述特征1~特征18中的一者或者幾者進行實施。
特征1:環形件的內環壁上開設有環形槽,環形槽的槽口指向環形件的中心,處于避讓位的底部防護件收納在環形槽內,底部防護件為一塊圓形面料塊構成,圓形面料塊內挖設有圓形缺口部,圓形缺口部的半徑為r1,圓形面料塊的半徑為r2,環形件的內半徑<r1<環形件的外半徑,r2>2×r1,圓形面料塊的圓心與圓形缺口部的圓心之間的間距為d,d≥r1,圓形面料塊的外周邊、內周邊均進行包邊處理,包邊處理后在圓形面料塊的外周邊形成用于安裝繩帶a的安裝通孔、在圓形面料塊的內周邊形成用于安裝繩帶b的安裝通孔,環形槽的槽底設置連接扣對繩帶a進行綁扣實現底部防護件在環形件上的安裝固定,連接扣在環形槽的槽底均勻間隔設置,繩帶b的一端與環形件固接,繩帶b的另一端穿過環形槽的槽壁上設置的穿孔后與調節組件相連接,調節組件為對繩帶b進行卷收的收繩器構成。
特征2:驅動組件a為安裝橫板的中部倒立狀設置的電缸a組成,電缸a的伸縮桿穿過安裝盤后與連接桿a的中部相連接。
特征3電缸a位于兩夾臂之間。
特征4:驅動組件b為安裝盤上設置的兩立狀布置的電缸b組成,兩電缸b位于電缸a的兩外側,電缸b的伸縮桿與安裝橫板相連接。
特征5:安裝盤的下板面上設置2個或3個夾抱單元,
特征6:側部防護件為防護網或者防護布構成。
特征7:底部防護件為防護網或者防護布構成。
特征8:探測組件包括照明燈和攝像頭。
特征9:操控裝置為筆記本電腦構成。
特征10:上部支架上還設置有主控制器,井口機座上設置副控制器,操控裝置分別與主控制器、副控制器進行數據交互,主控制器用于調節組成井內設施的各部件的運行狀態,副控制裝置調控卷揚機的運行狀態。
特征11:環形件為圓環或者方環。
特征12:環形槽槽口處的兩側槽壁上分別向環形件中心側延伸設置環形彈片,兩環形彈片使得環形槽的槽口呈收口狀聚攏,收繩器對繩帶b進行收繩使得處于避讓位的底部防護件從兩環形彈片之間的間隙處抽出轉變為工作位。
特征13:上部支架的上方設置有連接支架,連接支架為圓環狀,連接支架和下部支架之間設置有立狀布置的連接豎桿,連接豎桿沿下部支架的周向均勻間隔設置,上部支架上設置有立狀布置的裝配管,裝配管和連接豎桿相對應布置,連接豎桿穿過裝配管后與上部支架構成滑動導向配合連接,連接支架上設置有安裝支架,安裝支架上安裝有活動螺母,上部支架上安裝有立狀布置的絲桿,絲桿與驅動組件c相連接,升降組件為絲桿和活動螺母組成的絲桿螺母調節機構。
特征14:驅動組件c為伺服電機構成,驅動組件c安裝在其下側的圓形安裝板上,圓形安裝板通過其周邊輻射狀設置的連接桿件與各裝配管相固接。
特征15:圓形安裝板位于安裝橫板的上方。
特征16:驅動組件d為伺服電機組成。
特征17:上部支架上設置有定位組件,定位組件沿上部支架的周向間隔設置,各定位組件的長度方向與安裝盤的徑向方向一致,定位組件為電缸e(小型電缸)構成,電缸e的伸縮桿指向上部支架的外側,電缸e的伸縮桿的端部套設有保護套。具體的電缸e可安裝的圓形安裝板的周邊。電缸e和裝配管交錯布置。
特征18:驅動組件x為伺服電機組成。
本發明還提供了一種野外深井消防救援的方法/一種從深井中移出井內待救援物的方法,具體如下:
s1:將根據深井的尺寸選用相應型號的救援設備,并將救援設備和發電機輸送至救援點;
s2:將井外設施a1在井口處安裝好,將井內設施b1組裝好并通過升降繩a144懸吊在井口處的井口機座a13上,將救援設備與發電機相連接,啟動發電機進行供電,打開操控裝置a11對救援設備進行調試,調節下部支架b12和上部支架b11緊鄰布置,底部防護件b32處于避讓位,兩夾持單元的高度相一致,即如圖2所示的狀態,調試結束后,開始實施操作s3;對各部件運行的可靠性進行調試,包括信號連接的可靠性、電連接的可靠性、升降繩a14對井內設施b1吊掛的可靠性以及機械部件運行的可靠性。
s3:通過操控裝置a11輸入操控指令,啟動卷揚機a12調節井內設施b1勻速下降,并通過操控裝置a11實時觀察井內情況,當發現井底待營救物后調節井內設施b1減速下降,當夾臂底部距待救援物的間距為40~60cm時,調節井內設施b1停止下降,通過觀察夾抱裝置b20與待救援物的位置關系以及待救援物的姿態,判斷是否需要進行姿態調整;啟動驅動組件d調節安裝盤b11a進行轉動,使得夾抱裝置b20的夾口與待營救物相對應;調節各夾抱單元的夾口處于完全打開狀態,驅動組件d調節安裝盤b11a轉動到位后繼續通過卷揚機a12調節井內設施b1下行,當夾臂底部距待救援物的間距為10~30cm時;若需要對待救援物需要進行姿態調整則執行操作s31,若不需要則執行操作s32;
操作s31:根據待救援物的姿態,確定兩夾抱單元執行夾抱操作的先后順序,(此處為了便于表述,將兩夾抱單元分別記為第一夾抱單元和第二夾抱單元,第一夾抱單元較第二夾抱單元先執行夾抱操作),通過觀察操控裝置a13上顯示的圖像分析確定第一夾抱單元上兩下臂b212彎鉤部的下落姿態,然后啟動相應的驅動組件x調節第一夾抱單元上的兩夾臂進行轉動,使得第一夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部轉動至預設的姿態;隨后啟動第一夾抱單元內的驅動組件b調節第一夾抱單元下行,直至第一夾持單元上的各下臂b212的彎鉤部均到達待救援物的下側,然后啟動各驅動組件x調節第一夾抱單元上的兩夾臂再次進行轉動,使得第一夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部對待救援物進行鉤托,第一夾抱單元上的夾臂轉動到位后,啟動第一夾抱單元內的驅動組件a使得兩夾臂對待救援物進行夾抱,待救援物被可靠夾抱后,啟動第一夾抱單元內的驅動組件b使得第一夾持單元上升至指定高度;然后再通過觀察操控裝置a13上顯示的圖像分析確定第二夾抱單元上兩下臂b212彎鉤部的下落姿態,啟動相應的驅動組件x調節第二夾抱單元上的兩夾臂進行轉動,使得第二夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部轉動至預設的姿態;隨后啟動第二夾抱單元內的驅動組件b調節第二夾抱單元下行,直至各第二夾持單元上的下臂b212的彎鉤部均到達待救援物的下側,然后啟動各驅動組件x調節第二夾抱單元上的兩夾臂再次進行轉動,使得第二夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部對待救援物進行鉤托,第二夾抱單元上的夾臂轉動到位后,啟動第二夾抱單元內的驅動組件a使得兩夾臂對待救援物進行夾抱,待救援物被可靠夾抱后,通過卷揚機a12調節井內設施b1上行直至待救援物離井底地面30~50cm;井內設施b1上行至預定位置后,啟動驅動組件c調節下部支架b12下行直至下部支架b12運行至待救援物的下方,下部支架b12下行時,側部防護件b31被展開進行側部防護,下部支架b12下行到位后,啟動收繩器使得下部防護件從環形槽b121內抽出對環形件的環內空缺部進行填充,下部防護件上的圓形缺口部也被收緊鎖死;隨后啟動第一、二夾持單元內的驅動組件b調節第一、二夾持單元同時下行,使得待營救物被底部防護件b32所撐托,隨后啟動卷揚機a12使得井內設施b1上行至井口處;然后將待救援物從井內設施b1上移出進行其他救療;
操作s32:通過觀察操控裝置a13上顯示的圖像分析確定兩個夾抱單元上各下臂b212彎鉤部的下落姿態,啟動各驅動組件x調節兩夾抱單元上的各夾臂進行轉動,使得各下臂b212上的彎鉤部轉動至預設的姿態;隨后啟動驅動組件b調節兩夾抱單元同步下行,直至各下臂b212的彎鉤部均到達待救援物的下側,然后啟動各驅動組件x調節兩夾抱單元上的各夾臂再次進行轉動,使得兩夾抱單元上的各下臂b212上的彎鉤部對待救援物進行鉤托,各夾臂轉動到位后,啟動各夾抱單元內的驅動組件a使得夾抱單元對待救援物進行夾抱,待救援物被可靠夾抱后,通過卷揚機a12調節井內設施b1上行直至待救援物離井底地面30~50cm;井內設施b1上行至預定位置后,啟動驅動組件c調節下部支架b12下行直至下部支架b12運行至待救援物的下方,下部支架b12下行時,側部防護件b31被展開進行側部防護,下部支架b12下行到位后,啟動收繩器使得下部防護件從環形槽b121內抽出對環形件的環內空缺部進行填充,下部防護件上的圓形缺口部也被收緊鎖死;隨后啟動第一、二夾持單元內的驅動組件b調節第一、二夾持單元同時下行,使得待營救物被底部防護件b32所撐托,隨后啟動卷揚機a12使得井內設施b1上行至井口處;然后將待救援物從井內設施b1上移出進行其他救療;
s4:對救援設備進行拆卸,然后搬運至指定存放地點。
通過采用上述技術方案進行實施,將其用于深井救援,可有效克服現有無人救援設備存在的缺陷。
附圖說明
圖1為本發明使用狀態示意圖;
圖2為井內設施的結構示意圖;
圖3為夾抱裝置的結構示意圖;
圖4為上部支架和下部支架的裝配示意圖;
圖5為圖4中去除側部防護件后的結構示意圖;
圖6為圖5中去除底部防護件后的結構示意圖;
圖7為下部支架的結構示意圖;
圖8為圖7的a-a剖視圖;
圖9為環形件的截面示意圖;
圖10為底部防護件處于完全攤展狀態的結構示意圖;
圖11為底部防護件處于工作位的理解示意圖;
圖12為夾抱裝置的立體結構示意圖;
圖13為圖12中f處的剖視圖;
圖14為鉸接連接組件的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的及優點更加清楚明白,以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
本發明主要是針對現有采用轉動調節的無人下井的深井救援設備進行改進,其改進部分主要是增加防護設備以及對現有的夾抱裝置進行改進,本發明中未能詳盡描述的設備、機構、組件和操作方法,本領域普通技術人員均可參照現有救援設備中采用的具有相同功能的設備、機構、組件和操作方法進行使用和實施?;蛘咭罁畛WR選用具有相同功能的其他設備、機構、組件和操作方法進行使用和實施。
一般野外深井其深度很大,可達幾十米,而且一般深井的尺寸不允許救援人員下井進行援救?,F有存在的消防救援設備主要存在如下問題:
1、由于待施救的主要為人或畜牧(本發明中統稱為待救援物),其為不規則的活體,現有救援設備的夾抱裝置無法對待救援物進行可靠的夾持,因此在發現待救援物后,無法將待救援物夾抱住并將其從深井內移出,同時夾抱裝置對待救援人員的夾持力無法進行可靠的控制,為了實現可靠夾持,一般夾持力都較大,這樣長時夾持后,會對待救援物造成二次傷害;
2、其次,由于待救援物為活體,其會發生活動,姿態發生改變;同時深井的深度較大,夾抱裝置在夾持待救援物上行過程中會與井壁發生磕碰,因此夾抱裝置的夾持點會發生移動,從而降低夾抱裝置對待救援物夾持的可靠性,因此,傳統救援設備中,會出現待施救物在夾抱裝置上行過程中掉落,造成再次傷害,甚至因此失去性命,這也是目前救援依舊無法廣泛使用此類無人救援設備的原因。
本發明主要針對夾抱裝置進行改進和/或增加防護裝置。
本發明采用如圖1、2、3、4、5、6所示的技術方案進行實施,一種采用轉動調節的無人下井的深井救援設備,包括救援時位于深井外部的井外設施a1以及落至深井內部的井內設施b1;井外設施a1包括固定搭設在井口c1的井口機座a13,井口機座a13上設置有卷揚機;井內設施b1包括上、下布置的上部支架b11和下部支架b12(,下部支架b12沿鉛垂方向升降式安裝在上部支架b11上),卷揚機a12通過升降繩a14與上部支架b11進行連接,上部支架b11上設置有升降組件b10和夾抱裝置b20,升降組件b10用于調控下部支架b12進行升降,夾抱裝置b20用于對井底待救援物進行夾持固定,上部支架b11與下部支架b12之間通過柔性的側部防護件b31進行連接,下部支架b12為環形件構成,側部防護件b31沿環形件的周向設置一圈,環形件上設置有柔性的底部防護件b32,井內設施b1還包括探測組件和調節組件,探測組件用于探測井底待救援物的位置和狀態,底部防護件b32處于兩種狀態,其一為底部防護件b32附著于環形件的環身上、環形件的環內部處于中空狀態的避讓位;其二為調節組件調節底部防護件b32對環形件的環內部進行填充的工作位;救援設備還包括供井外救援人員進行調控施救的操控裝置a11,操控裝置a11對探測組件采集的數據進行處理和顯示,操控裝置a11用于調控各部件的運行狀態;
下部支架b12在下降前與上部支架b11相緊鄰,這樣側部防護件b31堆積在兩者之間,具體可以在下部支架b12上開設一個環形容納槽用于容納側部防護件b31,這樣下部支架b12下行后就可以將側部防護件b31進行展開進行側面防護。當下部支架b12下落至待救援物的下方后,通過調節組件調節底部防護件b32對環形件的環內部進行填充,如圖11所示。這樣救援人員就在底部防護件b32和側部防護件b31圍合的防護裝置內,從而避免待救援物在上行過程中掉落的問題,同時,也可大大減小夾抱裝置b20對待救援物的長時夾持,避免二次傷害。
具體的,側部防護件b31為防護網或者防護布構成,側部防護件b31上設置有可以打開和關閉的出口,用以供待救援物被救離深井后從防護裝置內移出。底部防護件b32為防護網或者防護布構成。采用防護網或者防護布組成側部、底部防護件b32的差別不大,主要以不對探測組件的數據采集產生影響為主。一般側部防護件b31和底部防護件b32都采用強度很大的防護網構成。
環形件為圓環或者方環,具體依據深井的形狀而定,一般為圓環。由于野外深井的尺寸和形狀不一,因此對于井內設施b1需要制造不同的型號以滿足不同的救援需求。具體營救時,依據深井的尺寸選用相應型號大小的井內設施b1進行援救。
探測組件包括照明燈和攝像頭。操控裝置a11可為筆記本電腦、平板電腦或者其他pc設備、移動控制設備構成。上部支架b11上還設置有主控制器,井口機座a13上設置副控制器,操控裝置a11分別與主控制器、副控制器進行數據交互,主控制器用于調節組成井內設施b1的各部件的運行狀態,副控制器調控卷揚機a12的運行狀態。照明燈和攝像頭的設置個數和安裝位置,以滿足對井底待救援物全面多方位視頻采集為主,本領域技術人員可以根據具體的需求進行安裝,以保證井外營救人員準確的了解井底內情況。主控制器、副控制器可采用單片機構成的控制器,主控制器和副控制器上分別集成有信號接收發送單元用以與主控制器進行數據交互,主控制器、副控制器均通過購買得到。數據交互可以采用信號線連接傳輸、或者采用常用的無線信號傳輸技術進行實現。主、副控制器可采用單片機控制器。營救前,在主、副控制器內寫入對各部件的運行狀態進行調控的程序,同時也在控制裝置內安裝相應的軟件對探測裝置采集的數據進行顯示以及用于輸入營救人員下達的營救操控指令。探測裝置將采集的數據傳輸到操控裝置a11上進行顯示,營救人員通過觀察操控裝置a11上顯示的井底情況以及井內設施b1與待營救人員的位置關系,這樣營救人員就可以依據其觀察的實時狀況發送相應的營救指令,操作井內設施b1對待營救物進行可靠的營救。上述操控指令的輸入、識別、傳送以及數據交互的實現均可參照現有的救援設備中采用的方案進行實施或者采用其他領域常用的遠程控制方案進行實施。另外,還可設置增氧裝置,向井底供應氧氣。井內設施b1還可包括語音通訊設備,如果待營救人可以進行語音通訊,這樣將極大的簡化營救難度以及清楚的了解待營救人員的身體健康狀況。但大多情況下,待營救人均沒有能力可靠的使用該項功能。
由于屬于野外救援,因此大多沒有電力進行供應,需要匹配一臺發電機,通過輸送設備(直升機、貨車)將發電機以及救援設備運輸送至救援地點。對于夾抱裝置b20的改進,其采取的技術方案主要如圖2、3、11、12、13、14所示,上部支架b11為圓環形的環形安裝件組成,環形安裝件內安裝有圓形的安裝盤b11a,安裝盤b11a轉動安裝在上部支架b11上,驅動組件d調節安裝盤b11a進行轉動,夾抱裝置b20包括安裝盤b11a下板面上設置的多個夾抱單元,夾抱單元沿方向f間隔設置,方向f為安裝盤的一個徑向方向,夾抱單元包括兩夾臂和水平布置的安裝橫板b22,兩夾臂分別由上臂b211和下臂b212組成,安裝橫板b22位于安裝盤b11a的上方并與方向f垂直布置,同一夾持單元的兩上臂b211的上端分別轉動安裝在安裝橫板b22的兩端部,上臂b211的下端穿過安裝盤b11a后與下臂b212的上端通過鉸接連接組件b27相連接,下臂b211的中部設置有連接套b29,連接套b29轉動安裝在下臂b212上,下臂b212的下端向靠近另一夾臂的一側彎曲延伸設置用于撐托待救援物的彎鉤部,安裝橫板b22上安裝有驅動夾臂進行轉動的驅動組件x(附圖中的部件b28),安裝盤b11a上設置有調節安裝橫板b22上、下移動的驅動組件b(附圖中的部件b23)相連接;同一夾抱單元的兩下臂b212之間設置有水平布置的連接桿a(附圖中的部件b25),連接桿a的桿長方向與方向f垂直布置,連接桿a的兩外側分別設置有傾斜狀布置的連接桿b(附圖中的部件b26),連接桿b的低端通過第一鉸接軸與其外側下臂b212上設置的連接套b29鉸接連接,連接桿b的高端與連接桿a的端部通過第二鉸接軸鉸接連接,安裝橫板b22上設置驅動組件a(附圖中的部件b24),驅動組件a調節連接桿a上、下移動,連接桿a位于安裝盤b11a的下側;鉸接連接組件b27包括下臂b212上端設置連接球頭b272,連接球頭b272上設置弧形凹槽a(附圖中的部件b2721),弧形凹槽a的槽長方向與下臂b212的長度方向保持一致,弧形凹槽a在連接球頭b272上間隔均勻設置,上臂b211的下端設置用于安裝連接球頭b272的球頭安裝套b271,球頭安裝套b271的內腔設置成球形腔,球頭安裝套b271的內腔腔壁上設置弧形凹槽b(附圖中的部件b2711),弧形凹槽b在球頭安裝套b271上間隔均勻設置,弧形凹槽b和弧形凹槽a相對布置且兩者的長度方向以及個數均保持一致,弧形凹槽b和弧形凹槽a的槽截面均為半圓形,弧形凹槽a、b內設置有滾珠b273,弧形凹槽a、b之間設置有用于固定滾珠b273的保持架b274。
由于夾抱裝置b20在下行前無法得知井內的詳細情況,因此通過將安裝盤b11a轉動安裝在上部支架b11上,這樣就可依據數據采集裝置采集的待救援物在井底的姿態對夾抱裝置b20進行適應性調整,使得夾抱裝置b20的狀態與待救援物相適配。通過將夾臂分成上、下兩個部分,這樣更易于實現對待救援物的夾抱。通過驅動組件a調節連接桿a上下移動即可實現夾持單元進行夾持和打開的動作。驅動組件d為伺服電機組成。第一、二鉸接軸均平行于方向f設置。
由下臂b212的下端需要進行一定彎曲成鉤狀,這樣才能在對待營救物進行夾持時起到撐托的作用。而實現夾抱前必須使得各下臂b212的彎鉤部均落至待救援物的下側,而井內空間很小,不可能操作下臂b212先落至距待救援物距離較大的外側然后再向靠近待救援物一側進行移動。因此,本發明中將上臂b211轉動安裝在安裝橫板b22上,安裝橫板b22上設置的驅動組件x(附圖中所示的部件b28)調節夾臂進行轉動。這樣夾臂可以發生轉動,營救人員通過觀察操控裝置a13上反饋的視屏信息,尋找可以使得各下臂b212彎鉤部可進行下移的空隙,確定各下臂b212的下落姿態,然后通過各驅動組件x調節夾臂進行轉動,使得各下臂b212與在先分析確定的下落姿態保持一致。然后調節整個夾抱裝置b20下行,使得各下臂b212的彎鉤部均位于待救援物的下側。然后再通過各驅動組件x調節夾臂進行轉動,使得下臂b212的彎鉤部位可靠的勾住待救援物,然后就可以將待救援物抬起,進行下一步的援救操作。
在實現對夾臂的轉動時,必須要考慮到夾臂的轉動不會對下臂b212繞鉸接軸的翻轉運動產生影響。通過上述結構的上臂b211和下臂b212之間通過鉸接連接組件b27進行連接,能夠保證夾臂進行可靠的轉動,同時不會對后續的夾緊操作產生影響,而且能夠實現對較大重量物體的提升。另外上、下臂之間的鉸接連接組件b27體積小,不會占用較大的救援空間。
另外,在救援施救時,先需要對待救援物進行姿態調整,這樣要求各夾抱單元進行夾抱的時間先后不一,本發明通過對各夾持單元分別設置一套驅動體系,這樣就可以實現各夾持單元的獨立調控,并且各夾持單元的高度可通過驅動組件b進行調節,從實現對待救援物傾斜姿態的調整或者進行扶正,以避免救援提升時待援救物姿態錯誤、造成二次傷害。
具體操作時,夾抱單元可設置兩組或者三組。驅動組件a為安裝橫板b22的中部倒立狀設置的電缸a組成,電缸a的伸縮桿穿過安裝盤b11a后與連接桿a的中部相連接。電缸a位于兩夾臂之間。驅動組件b為安裝盤b11a上設置的兩立狀布置的電缸b組成,兩電缸b位于電缸a的兩外側,電缸b的伸縮桿與安裝橫板b22相連接。通過調節電缸a伸縮桿進行伸縮,即可以實現對待救援物的快速夾抱和松解。通過調節各電缸b伸縮桿進行伸縮,即可實現各夾抱單元的高度調節。驅動組件x為伺服電機構成。
防護裝置主要包括側部防護件b31和底部防護件b32。具體操作方案,如圖4、5、6所示。側部防護件b31為一個兩端敞口的筒網構成。至于底部防護件b32,為了滿足其避讓位和工作位之間可靠變化的需要,本發明采用如圖7、8、9、10、11所示的技術方案進行實施。環形件的內環壁上開設有環形槽b121,環形槽b121的槽口指向環形件的中心,處于避讓位的底部防護件b32收納在環形槽b121內,底部防護件b32為一塊圓形面料塊構成,圓形面料塊內挖設有圓形缺口部,圓形缺口部的半徑為r1,圓形面料塊的半徑為r2,環形件的內半徑<r1<環形件的外半徑,r2>2×r1,圓形面料塊的圓心與圓形缺口部的圓心之間的間距為d,d≥r1,圓形面料塊的外周邊、內周邊均進行包邊處理,包邊處理后在圓形面料塊的外周邊形成用于安裝繩帶a的安裝通孔、在圓形面料塊的內周邊形成用于安裝繩帶b的安裝通孔,環形槽b121的槽底設置連接扣b12a對繩帶a(附圖中的部件b321)進行綁扣實現底部防護件b32在環形件上的安裝固定,連接扣b12a在環形槽b121的槽底均勻間隔設置,繩帶b的一端與環形件固接,繩帶b(附圖中的部件b322)的另一端穿過環形槽b121的槽壁上設置的穿孔b12b后與調節組件相連接,調節組件為對繩帶b進行卷收的收繩器構成。通過收繩器對繩帶b進行收繩即可實現底部防護件b32由避讓位至工作位的轉變。收繩器上設置有止回鎖,防止因為待救援物重量施加在底部防護件b32上后,鎖緊的圓形缺口部被漲開,收繩器安裝在上部支架b11上。
為了防止底部防護件b32在環形件下行過程中從環形槽b121內外漏使得與環形件內的待營救物產生影響,因此,采用如圖8、9所示的技術方案進行實施,環形槽b121槽口處的兩側槽壁上分別向環形件中心側延伸設置環形彈片b122,兩環形彈片b122使得環形槽b121的槽口呈收口狀聚攏,收繩器對繩帶b進行收繩使得處于避讓位的底部防護件b32從兩環形彈片b122之間的間隙處抽出轉變為工作位。這樣在環形件下落過程中,底部防護件b32不會從環形槽b121內移出,由于環形彈片b122能夠發生形變,在收繩器收緊繩帶b時就會壓迫兩環形彈片b122張開,使得底部防護件b32從環形槽b121內移出,同時對環形空缺部進行收緊,對環形件的環內部進行填充,避免待營救人員掉落。
為實現環形件的可靠升降,本發明采用如圖2、4、5、6所示的技術方案進行實施,上部支架b11的上方設置有連接支架b13,連接支架b13為圓環狀,連接支架b13和下部支架b12之間設置有立狀布置的連接豎桿b17,連接豎桿b17沿下部支架b12的周向均勻間隔設置,上部支架b11上設置有立狀布置的裝配管b18,裝配管b18和連接豎桿b17相對應布置,連接豎桿b17穿過裝配管b18后與上部支架b11構成滑動導向配合連接,連接支架b13上設置有安裝支架,安裝支架上安裝有活動螺母b15,上部支架b11上安裝有立狀布置的絲桿b14,絲桿b14與驅動組件c(附圖中標號b16的部件)相連接,升降組件b10為絲桿b14和活動螺母b15組成的絲桿b14螺母調節機構。驅動組件c為伺服電機構成,驅動組件c安裝在其下側的圓形安裝板b19上,圓形安裝板b19通過其周邊輻射狀設置的連接桿件與各裝配管b18相固接。圓形安裝板位于安裝橫板b22的上方,以避免對安裝盤b11a上其他部件的轉動產生干涉。驅動組件c采用伺服電機構成,以實現對各部件的精密調控,實現可靠的援救。
采用上述設備進行野外援救的具體操作方法為:
s1:將根據深井的尺寸選用相應型號的救援設備,并將救援設備和發電機輸送至救援點;
s2:將井外設施a1在井口處安裝好,將井內設施b1組裝好并通過升降繩a144懸吊在井口處的井口機座a13上,將救援設備與發電機相連接,啟動發電機進行供電,打開操控裝置a11對救援設備進行調試,調節下部支架b12和上部支架b11緊鄰布置,底部防護件b32處于避讓位,兩夾持單元的高度相一致,即如圖2所示的狀態,調試結束后,開始實施操作s3;對各部件運行的可靠性進行調試,包括信號連接的可靠性、電連接的可靠性、升降繩a14對井內設施b1吊掛的可靠性以及機械部件運行的可靠性。
s3:通過操控裝置a11輸入操控指令,啟動卷揚機a12調節井內設施b1勻速下降,并通過操控裝置a11實時觀察井內情況,當發現井底待營救物后調節井內設施b1減速下降,當夾臂底部距待救援物的間距為40~60cm時,調節井內設施b1停止下降,通過觀察夾抱裝置b20與待救援物的位置關系以及待救援物的姿態,判斷是否需要進行姿態調整;啟動驅動組件d調節安裝盤b11a進行轉動,使得夾抱裝置b20的夾口與待營救物相對應(保證夾抱裝置b20能夠將待救援物夾起);調節各夾抱單元的夾口處于完全打開狀態,驅動組件d調節安裝盤b11a轉動到位后繼續通過卷揚機a12調節井內設施b1下行,當夾臂底部距待救援物的間距為10~30cm時;若需要對待救援物需要進行姿態調整則執行操作s31,若不需要則執行操作s32;
操作s31:根據待救援物的姿態,確定兩夾抱單元執行夾抱操作的先后順序,(此處為了便于表述,將兩夾抱單元分別記為第一夾抱單元和第二夾抱單元,第一夾抱單元較第二夾抱單元先執行夾抱操作),通過觀察操控裝置a13上顯示的圖像分析確定第一夾抱單元上兩下臂b212彎鉤部的下落姿態(即分析下臂b212的下側哪處存在可供下臂b212彎鉤部通過的空缺處),然后啟動相應的驅動組件x調節第一夾抱單元上的兩夾臂進行轉動,使得第一夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部轉動至預設的姿態;隨后啟動第一夾抱單元內的驅動組件b調節第一夾抱單元下行,直至第一夾持單元上的各下臂b212的彎鉤部均到達待救援物的下側,然后啟動各驅動組件x調節第一夾抱單元上的兩夾臂再次進行轉動,使得第一夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部對待救援物進行鉤托(以滿足待救援物能夠被可靠夾持為目的),第一夾抱單元上的夾臂轉動到位后,啟動第一夾抱單元內的驅動組件a使得兩夾臂對待救援物進行夾抱,待救援物被可靠夾抱后,啟動第一夾抱單元內的驅動組件b使得第一夾持單元上升至指定高度(使得待救援物的姿態調整至預設狀態);然后再通過觀察操控裝置a13上顯示的圖像分析確定第二夾抱單元上兩下臂b212彎鉤部的下落姿態,啟動相應的驅動組件x調節第二夾抱單元上的兩夾臂進行轉動,使得第二夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部轉動至預設的姿態;隨后啟動第二夾抱單元內的驅動組件b調節第二夾抱單元下行,直至各第二夾持單元上的下臂b212的彎鉤部均到達待救援物的下側,然后啟動各驅動組件x調節第二夾抱單元上的兩夾臂再次進行轉動,使得第二夾抱單元上兩下臂b212上的彎鉤部對待救援物進行鉤托(以滿足待救援物能夠被可靠夾持為目的),第二夾抱單元上的夾臂轉動到位后,啟動第二夾抱單元內的驅動組件a使得兩夾臂對待救援物進行夾抱,待救援物被可靠夾抱后,通過卷揚機a12調節井內設施b1上行直至待救援物離井底地面30~50cm;井內設施b1上行至預定位置后,啟動驅動組件c調節下部支架b12下行直至下部支架b12運行至待救援物的下方,下部支架b12下行時,側部防護件b31被展開進行側部防護,下部支架b12下行到位后,啟動收繩器使得下部防護件從環形槽b121內抽出對環形件的環內空缺部進行填充,下部防護件上的圓形缺口部也被收緊鎖死;隨后啟動第一、二夾持單元內的驅動組件b調節第一、二夾持單元同時下行,使得待營救物被底部防護件b32所撐托,隨后啟動卷揚機a12使得井內設施b1上行至井口處;然后將待救援物從井內設施b1上移出進行其他救療;
操作s32:通過觀察操控裝置a13上顯示的圖像分析確定兩個夾抱單元上各下臂b212彎鉤部的下落姿態,啟動各驅動組件x調節兩夾抱單元上的各夾臂進行轉動,使得各下臂b212上的彎鉤部轉動至預設的姿態;隨后啟動驅動組件b調節兩夾抱單元同步下行,直至各下臂b212的彎鉤部均到達待救援物的下側,然后啟動各驅動組件x調節兩夾抱單元上的各夾臂再次進行轉動,使得兩夾抱單元上的各下臂b212上的彎鉤部對待救援物進行鉤托(以滿足待救援物能夠被可靠夾持為目的),各夾臂轉動到位后,啟動各夾抱單元內的驅動組件a使得夾抱單元對待救援物進行夾抱,待救援物被可靠夾抱后,通過卷揚機a12調節井內設施b1上行直至待救援物離井底地面30~50cm;井內設施b1上行至預定位置后,啟動驅動組件c調節下部支架b12下行直至下部支架b12運行至待救援物的下方,下部支架b12下行時,側部防護件b31被展開進行側部防護,下部支架b12下行到位后,啟動收繩器使得下部防護件從環形槽b121內抽出對環形件的環內空缺部進行填充,下部防護件上的圓形缺口部也被收緊鎖死;隨后啟動第一、二夾持單元內的驅動組件b調節第一、二夾持單元同時下行,使得待營救物被底部防護件b32所撐托,隨后啟動卷揚機a12使得井內設施b1上行至井口處;然后將待救援物從井內設施b1上移出進行其他救療;
s4:對救援設備進行拆卸,然后搬運至指定存放地點。
操作s1前通過供氧裝置向井底供氧。
步驟s3中還通過通訊裝置與待救援人員進行通訊。
步驟s31和s32中,在待營救物被底部防護件b32所撐托后,調節減小夾抱裝置對待援救物的夾持力,夾持裝置起到維持待援救物姿態不變的作用。
另外,如果需要防止在進行動作調節時避免井內設施b1發生晃動,可以采用如下方案實施:上部支架b11上設置一些定位組件,定位組件沿上部支架b11的周向間隔設置,各定位組件的長度方向與安裝盤b11a的徑向方向一致,定位組件為電缸e(小型電缸)構成,電缸e的伸縮桿指向上部支架b11的外側,電缸e的伸縮桿的端部套設有保護套。通過調節電缸e的伸縮桿的伸出和回縮,實現對井內設施b1在水平方向上的定位。當井內設施b1下落或上升到預設高度,組成井內設施b1的各機構需要進行動作調節時,調節電缸e的伸縮桿伸出與深井的井壁相抵靠,從而實現井內設施b1在水平方向的定位,然后進行動作調節;動作調節結束后,調節小型電缸的伸縮桿進行回縮,繼續調節井內設施b1進行下行或者上行。
上述救援裝置可實現對落井人員的快速救援,且救援可靠,不會對待救援物造成二次傷害。特別適合那些小尺寸、救援人員無法下井營救的野外深井消防救援。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以作出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。