智能竖井救援的制造方法
智能竖井救援的制造方法
【专利摘要】一种智能竖井救援机，含有控制器Ⅱ、线缆Ⅳ，智能机器手Ⅲ，智能机器手含有电源输入端口（19）、光端机发射机（20）、撑臂（19）、四个机械手臂（37、38、33、40）、四个机械抓手（34、35、36、39）、四个拉臂（10、42、29、43）、二个拉力传感器（9、11）、上下移动块（16）、丝杠（30）、电机（13）、减速机（26）、摄像机（31）、可编程控制器（56）、正转继电器（57）、反转继电器（58），控制器Ⅱ的光端机接收机（46）通过光缆与光端机发射机（20）相连。通过操作触摸屏（47）内的夹紧、张开按钮a1、a2、停止按钮d1、d2等按扭，来控制智能机器手的动作，达到施救的目的。
【专利说明】智能竖井救援机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种竖井救援用的机械，尤其适合小口径竖井的(口径550mm左右)救援。
【背景技术】
[0002]目前，从事竖井救援的工作，较早的救援方法是:采用倒吊施救人员对被救人员进行施救，这种方法有如下缺陷:一是受井口口径大小的限制，对于口径较小的竖井施救人员有时很难下去；二是受井深度限制，有的井很深，采用倒吊施救人员的方法不理想，有时根本不可行。采用挖掘机在井周围挖土的方法进行救援，存在着经常因救援时间过长而导致井下人员死亡的缺点，同时还会面临着塌方的危险。最近，也有采用挂钩或套圈等方法进行施救，但救援效果都不尽如人意。总之，目前还没有一种安全、可靠、快捷、轻便的理想竖井救援设备。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是想提供一种新的竖井救援设备，采用该设备进行救援，能够使救援工作安全、可靠、快捷、轻便。
[0004]为实现本实用新型的上述目的所采用的技术方案是:一种智能竖井救援机，含有控制器I1、线缆IV，所述的控制器II含有电源输出端口、光端机接收机、触摸屏、视频监视器，其特征是还含有智能机器手III，控制器II的触摸屏内设有控制机械手臂的夹紧按钮B1及张开按钮a2、显示拉力的拉力显示I Id1及拉力显示II b2、控制机械手臂夹紧时停止的停止按钮I Cl1、控制机械手臂张开时停止的停止按钮II d2、拉力给定值栏G及计数显示栏N ;所述的智能机器手III含有外壳、电源输入端口、光端机发射机、撑臂、四个机械手臂、四个机械抓手、拉臂1、拉臂I1、拉臂II1、拉臂IV、拉力传感器1、拉力传感器I1、上下移动块、丝杠、电机、减速机、摄像机、可编程控制器、正转继电器、反转继电器，四个机械手臂的上端与撑臂活节连接，四个机械手臂的下端分别与四个机械抓手相连接，拉力传感器I及拉力传感器II分别接在拉臂I及拉臂II上，拉臂1、拉臂I1、拉臂III及拉臂IV的上端皆与上下移动块活节连接，其下端分别与四个机械手臂活节连接，上下移动块与丝杠连接，减速机与电机连接，拉力传感器1、拉力传感器I1、正转继电器及反转继电器皆通过导线与可编程控制器相连，摄像机通过视频线与光端机发射机连接；控制器II的光端机接收机通过光缆与智能机器手III的光端机发射机相连，控制器II的电源输出端口与智能机器手III的电源输入端口通过电缆相连。
[0005]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III内设置轴承座I及轴承座II，丝杠与轴承座I及轴承座II相连接。
[0006]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III上设置一上盖、搁板及底板，上盖安装于外壳之上，上盖、搁板及底板皆与壳体相连接，光端机发射机固定于搁板或外壳上，撑臂固定于上盖上，摄像机安装于底板上，可编程控制器、正转继电器及反转继电器皆安装于搁板上。
[0007]所述的轴承座I及轴承座II分别安装于搁板和底板上。
[0008]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III的底板上设有喇叭及麦克，在上盖上设有音频调节旋钮，智能机器手III底板上的麦克通过音频线与光端机发射机相连，光端机发射机用音频线通过音频调节旋钮与音频放大器连接，音频放大器用音频线与喇叭连接；在控制器II内也设有喇叭、麦克及音频调节旋钮，控制器II内的麦克通过音频线与光端机接收机相连，光端机接收机用音频线通过其音频调节旋钮与控制器II内的音频放大器连接，音频放大器用音频线与喇叭连接。这样，方便的实现了竖井上下人员的双方对话。
[0009]本实用新型的最佳实施例为增设一个绞架I，以方便智能机器手III在竖井中的提升或下降，该绞架I含有绕线器，绕线器上缠绕有绳索，绞架I的绳索与智能机器手III相连接。
[0010]本实用新型在绞架上还可设置支架，用于支撑绞架I的绕线器；在绞架I的绕线器上还设有手柄，用于绕、放缠绕于绕线器上的绳索，绕线器上缠绕的绳索最好为钢丝绳。
[0011]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III的上盖上设有吊环，以方便与绞架I的绕线器上缠绕的绳索的连接。
[0012]本实用新型最好在智能机器手III的外壳上设置压缩空气管夹，该压缩空气管夹可外接压缩空气容器。
[0013]本实用新型最好在控制器II上设有电源插座II及电源开关，电源插座II通过导线与电源开关连接，电源开关的另一端与电源输出端口用导线连接。
[0014]所述的连接线缆采用电缆及光缆，与电源相连接的电流传送采用电缆，光端机发射机与光端机接收机之间信号传送采用光缆。
[0015]所述的可编程控制器具有所需信号的采集功能，减速机自身能够满足所需要的转速和扭矩，电机中带有计数功能。
[0016]当可编程控制器不具有某些采集功能时，本实用新型可在隔板上设置采集器，拉力传感器1、拉力传感器II皆通过信号线与采集器相连，采集器与可编程控制器相连。采集器将采集到的拉力传感器I和拉力传感器II输出的模拟信号处理成数据信号，经过数据排线、可编程控制器、光端机发射机、光缆、控制器II的光端机接收机到达触摸屏，与控制程序中拉力给定值进行比较，当二个拉力传感器I和拉力传感器II拉力值较大的一个与拉力给定值相等时，电机停止。采集器的主要作用是采集信号的，当可编程控制器具有所需信息采集功能时，则不需要采集器。
[0017]当减速机自身不能满足所需要的转速和扭矩时，本实用新型可增加一个主动齿轮，一个从动齿轮，主动齿轮安装在减速机的输出轴上，从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮与丝杠的上端连接。这样，可以实现将减速机的转速和扭矩变成一个适当的值。主动齿轮和从动齿轮的主要作用是为了实现所需要的转速和扭矩，当减速机自身可以满足所需要的转速和扭矩时，则不需要主动齿轮和从动齿轮。
[0018]当电机中不带有计数功能时，本实用新型可在减速机的输出轴上设置计数器齿片，并设置光电开关与之配合，或者直接在电机上设置一个计数器，该计数器为计数器齿片及光电开关的集合体，计数器齿片与光电开关相关连，光电开关通过信号线与可编程控制器相连。光电开关在计数器齿片转动作用下发出脉冲信号，该脉冲信号的数值与电机转数、上下移动块的位移值、机械手臂的夹紧度和张开度成对应关系，脉冲信号经可编程控制器、光端机发射机、光缆、控制器II的光端机接收机到达触摸屏显示，应用程序对接收到的脉冲信号进行计数，电机正转时计数值为正，上下移动块向上移动，机械手臂夹紧，当达到设定的上限计数值时，上下移动块停止，机械手臂夹紧停止；电机反转时计数值为负，上下移动块向下移动，机械手臂张开，当达到设定的下限计数值时，上下移动块停止，机械手臂张开停止。计数器起到限位的作用，计数器上限值和下限值，编程时根据实际情况确定。计数器齿片和光电开关的主要功能是计数，当电机中带有计数功能时，则不需要再设置计数器齿片和光电开关。
[0019]本实用新型的最佳实施例共含有四大部分:一是绞架I，用于提升或下降智能机器手III;二是智能机器手III，用于抓牢被救人员；三是控制器II，用于控制智能机器手动作、接收视频信号、双向语音对话；四是线缆IV，包括电缆与光缆，电缆用于给智能机器手III供电，光缆用于传输视频、双向音频、数据、控制等信号。
[0020]本实用新型有以下优点:
[0021]1、设备轻便，携带方便。本实用新型的设备中的智能机器手臂、线缆、控制器、绞架、钢丝绳及电源，可以拆分搬运，到施救现场安装。
[0022]2、安装快捷。上述设备到达现场后只需几分钟就可安装完毕。
[0023]3、操作简单。整个操作过程只需输入一个相应的拉力值，然后操作控制器II的夹紧、张开和停止几个按钮即可。
[0024]4、安全可靠。智能机器手臂III有两对抓手，将被救人员稳固地护卫在一个安全空间里，在上提过程中不会被井壁划伤。
[0025]5、快速救援。速度是救援工作重要的指标，整个救援过程只需十几分钟的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1本实用新型最佳实施例的使用状态结构示意图。
[0027]图2为图1中智能机器手III第一种实施例的主视图。
[0028]图3为图2的右视图。
[0029]图4为图2中上盖的俯视图。
[0030]图5为图2中搁板的俯视图。
[0031]图6为图2中底板的俯视图。
[0032]图7为图1中控制器II的俯视图。
[0033]图8为图1中智能机器手III第一种实施例的控制原理图。
[0034]图9为图1中控制器II控制原理图。
[0035]图10为图1中智能机器手III第二种实施例的主视图。
[0036]图11为图10的右视图。
[0037]图12为图10中上盖的俯视图。
[0038]图13为图10中搁板的俯视图。
[0039]图14为图1中智能机器手III第二种实施例的控制原理图。
[0040]【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，然而所述的实施例不应以限制的方式解释。
[0042]由图1可以看出，本实用新型含有绞架1、控制器I1、智能机器手II1、线缆IV四部分。绞架I含有绕线器2，绕线器2上缠绕有绳索3，绕线器2通过支架4支撑，在绕线器2上还设有手柄I，用于绕、放绳索3。控制器II的光端机接收机46的光头64通过光缆6与智能机器手III的光端机发射机20的光头63相连，控制器II的电源输出端口 53与智能机器手III的电源输入端口 19通过电缆5相连，绞架I的绳索3与智能机器手III上的吊环17相连接。
[0043]从图2-图6中可以看出，智能机器手III含有吊环17、外壳60、音频调节旋钮22、电源输入端口 19、光端机发射机20、上盖15、搁板12、底板7、撑臂18、四个机械手臂37、38、33、40、四个机械抓手34、35、36、39、拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III 29、拉臂IV 43、拉力传感器I 9、拉力传感器II 11、上下移动块16、丝杠30、轴承座I 28、轴承座II 32、电机13、减速机26、喇叭8、麦克41、摄像机31、可编程控制器56、正转继电器57、反转继电器58，电源输入端口 19采用电源插座(以下称电源插座19)搁板上设有穿线孔68及穿线孔69，电机13上设有计数器70，该计数器70为计数器齿片与光电开关的集合体，电机13上因设有计数器70，使电机具有计数功能，光端机发射机20上设有光头63，吊环17与上盖15连接，音频调节旋钮22、电源插座19分别与上盖15通过螺丝固定在一起，光端机发射机20固定于上盖15和搁板60上，上盖15、搁板12、底板7与外壳60连接，四个机械手臂37、38、33、40的上端皆与撑臂18活节连接，撑臂18与上盖15的下面连接，四个机械手臂37、38、33、40的下端分别与四个机械抓手34、35、36、39连接；拉臂I 10、拉臂II 42的中间分别通过螺丝接入拉力传感器I 9、拉力传感器II 11，另二个拉臂III 29、拉臂IV 43不接入拉力传感器，拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III 29、拉臂IV 43四个拉臂的上端皆与上下移动块16活节连接，其下端分别与四个机械手臂37、38、33、40的中上部分活节连接，上下移动块16与丝杠30螺丝连接，并且位于轴承座I 28与轴承座II 32之间，丝杠30与轴承座I 28及轴承座II 32的内轴承键连接,轴承座I 28、轴承座II 32分别与搁板12和底板7下面的几何中心通过螺丝连接，减速机26的输出轴25与丝杠30连接，减速机26与电机13连接，减速机26通过其固定架与搁板12相连接。喇叭8、麦克41、摄像机31分别通过螺丝安装于底板7上。可编程控制器56、正转继电器57、反转继电器58皆安装于搁板12上。二个压缩空气管夹54、59分别与外壳60电焊连接。
[0044]图7中，控制器II的电源插座II 44、电源输出端口 53、电源开关51、喇叭45、光端机接收机46、光端机接收机46上的光头64、触摸屏47、视频监视器49、音频调节旋钮50、麦克52分别与控制器的上盖48连接。电源输出端口 53采用电源插座I (以下称为电源插座
I53)，控制器II的触摸屏47内设有控制机械手臂的夹紧按钮及张开按钮a2、显示拉力的拉力显示I匕及拉力显示II b2、控制机械手臂夹紧时停止的停止按钮I Cl1、控制机械手臂张开时停止的停止按钮II d2、显示二对拉臂拉力的拉力显示栏Id1及拉力显示栏b2 (此二个拉力显示值较大的用来与拉力给定值进行比较，当二者相等时停止夹紧)、根据被救人员体重确定相应拉力的拉力给定值栏G、用来显示上下移动块位移值的计数显示栏N。
[0045]从图1及图8、9中可以看出，线缆IV包括电缆5及光缆6，电源D与位于控制器II上盖48上的电源插座II 44接插，电缆5的一端与控制器电源插座I 53插接,另一端与安装在智能机器手III上盖15上的电源插座19插接；光缆6的一端与光端机发射机20通过光头63连接，另一端与光端机接收机46通过光头64连接。
[0046]图8给出了智能机器手III第一种实施例的控制原理图，图9给出了控制器II的控制原理图，它们展示了本实用新型电控部分的原理图。
[0047]本实用新型的电源采用外供电方式，即由消防发电机或现场交流220V电源供电，220V交流电经过变压、整流、稳压，输出+12V和+24V的直流电。控制器II上有电源插座I 53及电源插座II 44，直流电源D插入电源插座II 44，经过电源开关51到另一个电源插座I 53,电源开关51接通后也给控制器II供电。三芯电缆5的一端插入电源插座53,另一端插入智能机器手III的电源插座19给智能机器手III供电。智能机器手III和控制器II上分别设有一个7805三端稳压块65、66，分别给智能机器手III上的光端机发射机和控制器II的光端机接收机供+5v直流电压。
[0048]图8中，可编程控制器56的输入i0与电机13中的计数器70中的光电开关24的输出用信号线连接；麦克41、7805三端稳压65、音频放大器61、拉力传感器I 9和拉力传感器II U、摄像机31的电源输入端用导线分别与电源插座19的OV、+12V相连；拉力传感器
I9和拉力传感器II 11的输出分别与可编程控制器56的输入a+、a-、b+、b_用导线连接；正转继电器57和反转继电器58的线圈一端用导线分别与OV (电源)相连，另一端用导线分别与可编程控制器56的输出Q0.0和Q0.1端连接；麦克41的输出与光端机发射机20的音频输入用音频线连接；7805三端稳压65的输出与光端机发射机20的+5V电源输入用导线连接；可编程控制器56的PM和PL+端分别与电源插座19的OV和+24V连接；光端机发射机20的485控制口 C与可编程控制器56的485控制口 C用控制线连接；光端机发射机20的音频输出口与音频调节旋钮22用音频线连接；音频调节旋钮22与音频放大器61的输入用音频线连接；音频放大器61的输出与喇叭8用音频线连接；光端机发射机20的视频输入与摄像机31的视频输出用视频线连接；计数器70光电开关24的输出与可编程控制器56的输入iO和OM用导线连接；光端机发射机20的光头63与光端机接收机46的光头64用光缆连接。
[0049]当按下触摸屏47上夹紧按钮时，正转继电器57闭合，电机13正转，机械手臂37、38、33、40夹紧，此时计数值为正；当按下触摸屏47上张开按钮Id1时，反转继电器58闭合，电机13反转，机械手臂37、38、33、40张开，计数值为负；正转时，按触摸屏47上的停止按钮Cl1或拉力达到给定值或上下移动块达到上限值时，电机13停止；电机反转时，按触摸屏47上的停止按钮d2或计数值达到下限值或拉力值达到一定的负值(此时机械手臂37、38,33,40的张开受阻)时，电机13停止。
[0050]图9中，电源D是带插头的三芯电缆(OV、+12V、+24V);将电源D插入电源插座
II44 ;电源插座II 44通过导线与电源开关51连接；电源开关51的另一端与电源插座I 53用导线连接；麦克52、7805三端稳压66、音频放大器62、视频显示器49的电源输入端与电源开关51的OV、+12V用导线连接；触摸屏47的电源输入端与电源开关51的OV、+24V用导线连接；麦克52的音频输出与光端机接收机46的音频输入用音频线连接；7805三端稳压66的输出与光端机接收机46的+5V电源输入端用导线连接；光端机接收机46的光头64与图8中的光端机发射机20的光头63用光缆连接；光端机接收机46的485 口 C与触摸屏47的485 口 C用控制线连接；光端机接收机46的视频输出与视频监示器49用视频线连接；光端机接收机46的音频输出端与音频调节旋钮50用导线连接，音频调节旋钮50与音频放大器62用导线连接，音频放大器62的输出与喇叭45用导线连接。
[0051]上述实施例1中，所述的可编程控制器具有所需信息采集功能；所述的减速机自身能够满足所需要的转速和扭矩；所述的电机中带有计数器，即电机具有计数功能。
[0052]本实用新型当可编程控制器56不具有所需信息采集功能时，可在隔板12上设置采集器55，拉力传感器I 9、拉力传感器II 11皆通过信号线与采集器55相连，采集器55与可编程控制器56相连。
[0053]当减速机26自身不能满足所需要的转速和扭矩时，可增设主动齿轮27、从动齿轮14，主动齿轮27设置在减速机26的输出轴71上，从动齿轮14与主动齿轮27啮合，从动齿轮14与丝杠30的上端相连接。
[0054]当电机13中不带有计数器时，可在减速机26的输出轴71上设置计数器齿片23，在减速机26上设置光电开关24,计数器齿片23与光电开关24相关连,光电开关24通过信号线与可编程控制器56相连。
[0055]图10-14给出了本实用新型中，当可编程控制器不具有所需信息采集功能、减速机自身不能满足所需要的转速和扭矩及电机中不带有计数功能时的第二种实施例的结构不意图及原理图。该实施例中，控制器II控制原理图与图9相同，底板的俯视图与图6相同。从图10-图13及图6中可以看出，智能机器手III含有吊环17、音频调节旋钮22、电源插座19、光端机发射机20、上盖15、搁板12、底板7、撑臂18、四个机械手臂37、38、33、40、四个机械抓手34、35、36、39、拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III 29、拉臂IV 43、拉力传感器I 9、拉力传感器II 11、上下移动块16、丝杠30、轴承座I 28、轴承座II 32、电机13、减速机26、主动齿轮27、从动齿轮14、计数器齿片23、光电开关24、喇叭8、麦克41、摄像机31、可编程控制器56、采集器55、正转继电器57、反转继电器58，搁板12上有穿线孔68及穿线孔69，光端机发射机20上设有光头63，吊环17与上盖15连接，音频调节旋钮22、电源插座19分别与上盖15连接，光端机发射机20分别与上盖15和搁板12螺丝连接，上盖15、搁板12、底板7与外壳60通过螺丝连接，四个机械手臂37、38、33、40的上端皆通过活节与撑臂18连接，撑臂18与上盖15的下面通过螺丝连接，四个机械手臂37、38、33、40的下端分别与四个机械抓手34、35、36、39连接；拉臂I 10、拉臂II 42的中间分别通过螺丝接入拉力传感器I 9、拉力传感器II 11，另二个拉臂III 29、拉臂IV 43不接入拉力传感器，拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III29、拉臂IV43四个拉臂的上端皆与上下移动块16活节连接，其下端分别与四个机械手臂37、38、33、40的中上部分活节连接，上下移动块16与丝杠30螺丝连接，并且位于轴承座
I28与轴承座II 32之间，丝杠30与轴承座I 28及轴承座II 32的内轴承键连接，轴承座
I28、轴承座II 32分别与搁板12和底板7下面的几何中心通过螺丝连接，从动齿轮14与丝杠30的上端键连接，主动齿轮27与从动齿轮14啮合，主动齿轮27与减速机26的输出轴25键连接，减速机26与电机13键连接，减速机26通过其固定架与上盖15和搁板12连接，计数器齿片23与减速机26的输出轴25的上部键连接，螺帽21与减速机输出轴25上端螺丝连接，它将主动齿轮27、计数器齿片23、减速机26的输出轴71三者固定。光电开关24与减速机26的底座通过螺丝连接。喇叭8、麦克41、摄像机31分别通过螺丝安装于底板7上。可编程控制器56、采集器55、正转继电器57、反转继电器58皆通过螺丝安装于搁板12上。二个压缩空气管夹54、59分别与外壳60电焊连接。
[0056]图14给出了智能机器手III第二种实施例的控制原理图，因控制器II控制原理与实施例1相同，所以这里不再重述。
[0057]图14中，可编程控制器56通过数据排线67与采集器55连接；麦克41、7805三端稳压65、音频放大器61、光电开关24、拉力传感器I 9和拉力传感器II 11、摄像机31的电源输入端用导线分别与电源插座19的OV、+12V相连；可编程控制器56的M端和L+端用导线分别与OV和+12V相连；正转继电器57和反转继电器58的一端用导线分别与OV (电源)相连，另一端用导线分别与可编程控制器56的Q0.0和Q0.1端连接；麦克41的输出与光端机发射机20的音频输入用音频线连接；7805三端稳压65的输出与光端机发射机20的+5V电源输入用导线连接；可编程控制器56的PM和PL+端与采集器55的M和L+端用导线分别与电源插座19的OV和+24V连接；光端机发射机20的485控制口 C与可编程控制器56的485控制口 C用控制线连接；光端机发射机20的音频输出口与音频调节旋钮22用音频线连接；音频调节旋钮22与音频放大器61的输入用音频线连接；音频放大器61的输出与喇叭8用音频线连接；光端机发射机20的视频输入与摄像机31用视频线连接；光电开关24的输出与可编程控制器56的iO和OM用导线连接；可编程控制器56的IM端与OL+用导线连接；拉力传感器I 9的输出与采集器55的B+、B-端用导线连接；拉力传感器
II11的输出与采集器55的端C+、C-端用导线连接。光端机发射机20的光头63与图9中的光端机接收机46的光头64用光缆连接。
[0058]当按下触摸屏47上夹紧按钮&1，正转继电器57闭合时，电机13正转，机械手臂37、38、33、40夹紧，此时计数值为正；当按下触摸屏47上张开按钮a2，反转继电器58闭合时，电机13反转，机械手臂37、38、33、40张开，计数值为负；电机正转时，按触摸屏47上的停止按钮Cl1或拉力达到给定值或上下移动块达到上限值时，电机13停止；电机13反转时，按触摸屏47上的停止按钮d2或计数值达到下限值或拉力值达到一定的负值(此时机械手臂37、38、33、40的张开受阻)时，电机13停止。
[0059]本实用新型的电源供电方式与实施例1相同，不再重述。
[0060]当可编程控制器56不具有所需信息采集功能、而减速机26自身能满足所需要的转速和扭矩及电机13中带有计数器70时，当可编程控制器56具有所需信息采集功能、而减速机26自身不能满足所需要的转速和扭矩及电机13中带有计数器70时，当可编程控制器56具有所需信息采集功能、减速机26自身能满足所需要的转速和扭矩而电机13中不带有计数器70时，可参照上述的实施例1及实施例2实施，实施方法为本领域内的普通技术人员参照本实用新型的实施例1及实施例2不用花费脑力劳动就可实现的，所以，不再重述。
[0061]本实用新型的运行原理如下:
[0062]架起绞架I，用绳索3与智能机器手III上的挂钩17连接牢固，电缆5的一端插入控制器II的电源插座53，另一端插入智能机器手III上的电源插座19，光缆6的光头一端接入光端机接收机46的光头64,另一端接入光端机发射20的光头63,电源D插入电源插座
II44，用绞架I将智能机器手III放入竖井P中，打开电源开关51，待程序初始化完毕，在触摸屏47的拉力给定值栏G输入一个相应的拉力值(根据不同体重需要不同的拉力，设定一系列数值)，需要夹紧被救人员时，按下触摸屏47上的夹紧按钮，控制信号通过触摸屏47的485 口 c将这一指令经光端机接收机46、光端机接收机46的光头64、光缆6、光端机发射机20，经光端机发射机20的光头63传至可编程控制器56的485 口 C，可编程控制器56接到指令后发出信号使正转继电器57闭合，电机13正转，这时减速机26输出轴71带动丝杠30转动，上下移动块16向上移动，二对拉臂(10与29、42与43)上端向上运动，二对机械手臂33与37、38与40夹紧，此时拉力传感器I 9及拉力传感器II 11 二个拉力传感器开始受力，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11的输出信号通过信号线进入可编程控制器56、由可编程控制器56的485 口 c经控制线进入光端机发射机20的光头63 口，再由光端机发射机20的光头63通过光缆6传到光端机接收机46，然后通过光端机接收机46的485 口 c经控制线进入触摸屏47的485 口 C，在触摸屏47上实时显示二个拉力值bplv编程时，考虑到二对机械抓手(34与36，35与39)对被救人员的作用力不一定相等，因此，输入给定拉力值仅与作用力大者比较，当比较结果相等时，电机13停止。在电机13正转的同时，计数器70开始计数，发出正脉冲信号，该脉冲信号通过信号线进入可编程控制器56，经可编程控制器56的485 口 c通过控制线到达光端机发射机20的485 口 C，再通过光缆6传到光端机接收机46，然后通过光端机接收机46的485 口 c经控制线传到触摸屏47的485 口 C，触摸屏47上的计数显示栏N就能实时显示上下移动块16向上位移值，向上移动显示正值，向下移动显示负值，当上下移动块16位移达到上限值或二个拉力值较大的达到给定拉力值或按下停止按钮Cl1时，电机13停止，机械手臂37、38、33、40夹紧停止。反之，按下触摸屏47上的张开按钮a2，反转继电器58闭合，电机13反转，上下移动块16向下移动，二对拉臂(10与29、42与43)上端向下移动，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11 二个拉力传感器开始受压力，四个机械手臂37、38、33、40张开，此时计数器70开始计数，发出负脉冲信号，触摸屏47上的计数显示栏N显示上下移动块16向下位移动的位移值，当上下移动块16位移达到下限值或按下停止按钮d2或拉力值达到一定的负值(此时机械手臂37、38、33、40的张开受阻)时，电机13停止。如果机械手臂37、38、33、40不受力，按下触摸屏47的夹紧按钮B1，则上下移动块16上移到上限值时自动停止；若按下触摸屏47的张开按钮a2，则上下移动块16下移到下限值时自动停止，机械手臂37、38、33、40的夹紧和张开极限值在编程时设定，以免设备自损。所述的编程方法为本领域内的普通技术人员所熟知的，这里不再重述。
[0063]摄像机31的视频输出通过视频线到光端机发射机20的视频输入口，经光缆6传至光端机接收机46，再由光端机接收机46的视频输出口经过视频线进入视频监视器49。
[0064]来自麦克52的输出，经信号线进入光端机接收机46的音频输入口，经光缆6传至光端机发射机20，再由其音频输出口通过信号线进入音频放大器61，经音频放大器61至喇叭8，实现井上施救人员与井下被救人员的对话；来自井下麦克41的输出，经信号线进入光端机发射机20的音频输入口，经光缆6传至光端机接收机46,再由其音频输出口经信号线进入音频放大器62，由音频放大器62至喇叭45，实现井下被救人员与井上施救人员的对话，由此实现了施救人员与被救人员的双向对话。
[0065]本实用新型存放时，绞架1、控制器I1、智能机器手II1、线缆IV四部分可拆分开存放，绞架I的绕线器(含绳索3) 2与支架4可拆分开存放。
[0066]本实用新型使用方法如下:
[0067]当有人掉入竖井P后，施救人员带上本实用新型的绞架1、控制器I1、智能机器手II1、线缆IV到达现场进行施救。首先在井口上架起绞架I，将绞架I上的绳索3通过吊环17与智能机器手III连接牢固，插上电源D，将控制器II的光端机接收机46通过光缆6与智能机器手III的光端机发射机20相连，控制器II的电源插座I 53与智能机器手III的电源插座19通过电缆5相连，必要时夹好压缩空气输送管头，然后打开电源开关51，控制程序初始化，同时，要了解被救人员的大体体重，在触摸屏47拉力给定值栏G上输入相应的拉力值(单位kg)，将智能机器手III慢慢放入竖井P里，通过视频监视器49可以观察智能机器手III下放的情况，当智能机器手III的末端下放到离被救人员上部大约十几厘米时，观察一下智能机器手III的张开尺寸，通过操作触摸47上的夹紧按钮、张开按钮a2、停止按钮Cl1、停止按钮d2，将其调整到合适位置，在不妨碍智能机器手III下放的情况下缓慢下放，在这个过程中井上的施救人员可以通过视频监视器49清楚的看到井下被救人员的姿势及状态，如果被救人员神智清醒的话还可以通过对话与他(她)进行沟通和安抚，有时还可以让他(她)配合施救人员进行施救，当智能机器手III找到恰当的位置时，按控制器II触摸屏47上的夹紧按钮％，此时上下移动块16在丝杠30的作用下向上移动，通过拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂
III29、拉臂IV 43四个拉臂，两对机械手臂33与37、38与40开始夹紧，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11开始受力，控制器II上的二个拉力显示栏Vb2的数值逐渐增大，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11的受力大小不一定相等，当预置的拉力值等于拉力传感器I 9及拉力传感器II 11中受力较大的值时，电机13自动停止，二对机械手臂33与37、38与40停止夹紧，二对机械抓手34与36、35与39将被救人员抓紧，这时试着上提，如果没有问题可继续上提，被救人员提到井上以后，按下控制器II上的放开按钮a2，机械手臂放开，救援成功。
[0068]控制器II上的触摸屏为市场上可直接购得的器件，其触摸屏内各个按钮的设置方法为本领域内的普通专业技术人员共知，不再重述。
[0069]可编程控制器56为直接购得的设备，这里不再重述。
[0070]所述的控制线为二芯带屏蔽的铜电缆。
【权利要求】
1.一种智能竖井救援机，含有控制器I1、线缆IV，所述的控制器II含有电源输出端口(53)、光端机接收机(46)、触摸屏(47)、视频监视器(49)，其特征是还含有智能机器手III，控制器II的触摸屏(47)内设有控制机械手臂(37、38、33、40)夹紧的按钮及张开的按钮a2、显示拉力值的拉力显示I Id1及拉力显示II b2、控制机械手臂(37、38、33、40)夹紧时停止的停止按钮I Cl1、控制机械手臂(37、38、33、40)张开时停止的停止按钮II d2、拉力给定值栏G及计数显示栏N ;所述的智能机器手III含有外壳(60)、电源输入端口( 19)、光端机发射机(20)、撑臂(18)、四个机械手臂(37、38、33、40)、四个机械抓手(34、35、36、39)、拉臂I(10)、拉臂II (42)、拉臂111(29)、拉臂IV (43)、拉力传感器I (9)、拉力传感器II (11)、上下移动块(16)、丝杠(30)、电机(13)、减速机(26)、摄像机(31)、可编程控制器(56)、正转继电器(57)、反转继电器(58)，四个机械手臂(37、38、33、40)的上端与撑臂(18)连接，四个机械手臂(37、38、33、40)的下端分别与四个机械抓手(34、35、36、39)相连接，拉力传感器I(9)及拉力传感器II (11)分别接在拉臂I (10)及拉臂II (42)上，拉臂1、拉臂I1、拉臂III及拉臂IV的上端皆与上下移动块(16)活节连接，其下端分别与四个机械手臂(37、38、33、40)活节连接，上下移动块(16)与丝杠(30)相连接，减速机(26)与电机(13)相连接，拉力传感器I (9)、拉力传感器II (11)、正转继电器(57)及反转继电器(58)皆通过信号线与可编程控制器(56)相连，摄像机(31)通过视频线与光端机发射机(20)相连接；控制器II的光端机接收机(46)通过光缆(6)与智能机器手III的光端机发射机(20)相连，控制器II的电源输出端口(53)与智能机器手III的电源输入端口(19)通过电缆(5)相连。
2.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III内设置一轴承座I (28)及轴承座II (32)，丝杠(30)与轴承座I (28)及轴承座II (32)相连接。
3.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III内设置一个三端稳压块(65)，三端稳压块(65)与光端机发射机(20)及与电源输入端口(19)相连接。
4.按照权利要求1、2或3所述的智能竖井救援机，其特征是设置一上盖(15)、搁板(12)、底板(7)，上盖(15)安装于外壳(60)之上，上盖(15)、搁板(12)、底板(7)皆与外壳 (60)相连接,光端机发射机(20)固定于搁板(12)或外壳(60)上,撑臂(18)固定于上盖(15)上，摄像机(31)安装于底板(7)上，可编程控制器(56)、正转继电器(57)及反转继电器(58)皆安装于搁板(12)上，轴承座I (28)及轴承座II (32)分别安装于搁板(12)、底板(7)上。
5.按照权利要求4所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III的底板(7)上设有喇叭(8 )、麦克(41)，在上盖(15 )上设有音频调节旋钮(22 )，智能机器手III底板(7 )上的麦克(41)通过音频线与光端机发射机(20)相连，光端机发射机(20)用音频线通过音频调节旋钮(22)与音频放大器(61)的输入连接，音频放大器(61)的输出用音频线与喇叭(8)连接；在控制器II内设有喇叭(45)、麦克(52)及音频调节旋钮(50)，其麦克(52)通过音频线与光端机接收机(46)相连，光端机接收机(46)用音频线通过控制器II内的音频调节旋钮(50)与其音频放大器(62)的输入连接，音频放大器(62)的输出用音频线与其喇叭(45)连接。
6.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是设一个绞架I，该绞架I含有绕线器(2 )，绕线器(2 )上缠绕有绳索(3 )，绞架I的绳索(3 )与智能机器手III相连接。
7.按照权利要求6所述的智能竖井救援机，其特征是用支架(4)支撑绕线器(2)，在绕线器(2)上设有手柄(I)。
8.按照权利要求4所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III的上盖(15)上设有吊环(17)。
9.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在外壳(60)上设有二个压缩空气管夹(54、59)。
10.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在控制器II上设有电源插座II(44)及电源开关(51)，电源插座II (44)通过导线与电源开关(51)连接，电源开关(51)的另一端与电源输出端口(53)用导线连接。`
【文档编号】A62B99/00GK203379525SQ201320514420
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】赵元杰, 赵淑媛 申请人:赵元杰
【专利摘要】一种智能竖井救援机，含有控制器Ⅱ、线缆Ⅳ，智能机器手Ⅲ，智能机器手含有电源输入端口（19）、光端机发射机（20）、撑臂（19）、四个机械手臂（37、38、33、40）、四个机械抓手（34、35、36、39）、四个拉臂（10、42、29、43）、二个拉力传感器（9、11）、上下移动块（16）、丝杠（30）、电机（13）、减速机（26）、摄像机（31）、可编程控制器（56）、正转继电器（57）、反转继电器（58），控制器Ⅱ的光端机接收机（46）通过光缆与光端机发射机（20）相连。通过操作触摸屏（47）内的夹紧、张开按钮a1、a2、停止按钮d1、d2等按扭，来控制智能机器手的动作，达到施救的目的。
【专利说明】智能竖井救援机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种竖井救援用的机械，尤其适合小口径竖井的(口径550mm左右)救援。
【背景技术】
[0002]目前，从事竖井救援的工作，较早的救援方法是:采用倒吊施救人员对被救人员进行施救，这种方法有如下缺陷:一是受井口口径大小的限制，对于口径较小的竖井施救人员有时很难下去；二是受井深度限制，有的井很深，采用倒吊施救人员的方法不理想，有时根本不可行。采用挖掘机在井周围挖土的方法进行救援，存在着经常因救援时间过长而导致井下人员死亡的缺点，同时还会面临着塌方的危险。最近，也有采用挂钩或套圈等方法进行施救，但救援效果都不尽如人意。总之，目前还没有一种安全、可靠、快捷、轻便的理想竖井救援设备。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是想提供一种新的竖井救援设备，采用该设备进行救援，能够使救援工作安全、可靠、快捷、轻便。
[0004]为实现本实用新型的上述目的所采用的技术方案是:一种智能竖井救援机，含有控制器I1、线缆IV，所述的控制器II含有电源输出端口、光端机接收机、触摸屏、视频监视器，其特征是还含有智能机器手III，控制器II的触摸屏内设有控制机械手臂的夹紧按钮B1及张开按钮a2、显示拉力的拉力显示I Id1及拉力显示II b2、控制机械手臂夹紧时停止的停止按钮I Cl1、控制机械手臂张开时停止的停止按钮II d2、拉力给定值栏G及计数显示栏N ;所述的智能机器手III含有外壳、电源输入端口、光端机发射机、撑臂、四个机械手臂、四个机械抓手、拉臂1、拉臂I1、拉臂II1、拉臂IV、拉力传感器1、拉力传感器I1、上下移动块、丝杠、电机、减速机、摄像机、可编程控制器、正转继电器、反转继电器，四个机械手臂的上端与撑臂活节连接，四个机械手臂的下端分别与四个机械抓手相连接，拉力传感器I及拉力传感器II分别接在拉臂I及拉臂II上，拉臂1、拉臂I1、拉臂III及拉臂IV的上端皆与上下移动块活节连接，其下端分别与四个机械手臂活节连接，上下移动块与丝杠连接，减速机与电机连接，拉力传感器1、拉力传感器I1、正转继电器及反转继电器皆通过导线与可编程控制器相连，摄像机通过视频线与光端机发射机连接；控制器II的光端机接收机通过光缆与智能机器手III的光端机发射机相连，控制器II的电源输出端口与智能机器手III的电源输入端口通过电缆相连。
[0005]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III内设置轴承座I及轴承座II，丝杠与轴承座I及轴承座II相连接。
[0006]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III上设置一上盖、搁板及底板，上盖安装于外壳之上，上盖、搁板及底板皆与壳体相连接，光端机发射机固定于搁板或外壳上，撑臂固定于上盖上，摄像机安装于底板上，可编程控制器、正转继电器及反转继电器皆安装于搁板上。
[0007]所述的轴承座I及轴承座II分别安装于搁板和底板上。
[0008]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III的底板上设有喇叭及麦克，在上盖上设有音频调节旋钮，智能机器手III底板上的麦克通过音频线与光端机发射机相连，光端机发射机用音频线通过音频调节旋钮与音频放大器连接，音频放大器用音频线与喇叭连接；在控制器II内也设有喇叭、麦克及音频调节旋钮，控制器II内的麦克通过音频线与光端机接收机相连，光端机接收机用音频线通过其音频调节旋钮与控制器II内的音频放大器连接，音频放大器用音频线与喇叭连接。这样，方便的实现了竖井上下人员的双方对话。
[0009]本实用新型的最佳实施例为增设一个绞架I，以方便智能机器手III在竖井中的提升或下降，该绞架I含有绕线器，绕线器上缠绕有绳索，绞架I的绳索与智能机器手III相连接。
[0010]本实用新型在绞架上还可设置支架，用于支撑绞架I的绕线器；在绞架I的绕线器上还设有手柄，用于绕、放缠绕于绕线器上的绳索，绕线器上缠绕的绳索最好为钢丝绳。
[0011]本实用新型的最佳实施例为在智能机器手III的上盖上设有吊环，以方便与绞架I的绕线器上缠绕的绳索的连接。
[0012]本实用新型最好在智能机器手III的外壳上设置压缩空气管夹，该压缩空气管夹可外接压缩空气容器。
[0013]本实用新型最好在控制器II上设有电源插座II及电源开关，电源插座II通过导线与电源开关连接，电源开关的另一端与电源输出端口用导线连接。
[0014]所述的连接线缆采用电缆及光缆，与电源相连接的电流传送采用电缆，光端机发射机与光端机接收机之间信号传送采用光缆。
[0015]所述的可编程控制器具有所需信号的采集功能，减速机自身能够满足所需要的转速和扭矩，电机中带有计数功能。
[0016]当可编程控制器不具有某些采集功能时，本实用新型可在隔板上设置采集器，拉力传感器1、拉力传感器II皆通过信号线与采集器相连，采集器与可编程控制器相连。采集器将采集到的拉力传感器I和拉力传感器II输出的模拟信号处理成数据信号，经过数据排线、可编程控制器、光端机发射机、光缆、控制器II的光端机接收机到达触摸屏，与控制程序中拉力给定值进行比较，当二个拉力传感器I和拉力传感器II拉力值较大的一个与拉力给定值相等时，电机停止。采集器的主要作用是采集信号的，当可编程控制器具有所需信息采集功能时，则不需要采集器。
[0017]当减速机自身不能满足所需要的转速和扭矩时，本实用新型可增加一个主动齿轮，一个从动齿轮，主动齿轮安装在减速机的输出轴上，从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮与丝杠的上端连接。这样，可以实现将减速机的转速和扭矩变成一个适当的值。主动齿轮和从动齿轮的主要作用是为了实现所需要的转速和扭矩，当减速机自身可以满足所需要的转速和扭矩时，则不需要主动齿轮和从动齿轮。
[0018]当电机中不带有计数功能时，本实用新型可在减速机的输出轴上设置计数器齿片，并设置光电开关与之配合，或者直接在电机上设置一个计数器，该计数器为计数器齿片及光电开关的集合体，计数器齿片与光电开关相关连，光电开关通过信号线与可编程控制器相连。光电开关在计数器齿片转动作用下发出脉冲信号，该脉冲信号的数值与电机转数、上下移动块的位移值、机械手臂的夹紧度和张开度成对应关系，脉冲信号经可编程控制器、光端机发射机、光缆、控制器II的光端机接收机到达触摸屏显示，应用程序对接收到的脉冲信号进行计数，电机正转时计数值为正，上下移动块向上移动，机械手臂夹紧，当达到设定的上限计数值时，上下移动块停止，机械手臂夹紧停止；电机反转时计数值为负，上下移动块向下移动，机械手臂张开，当达到设定的下限计数值时，上下移动块停止，机械手臂张开停止。计数器起到限位的作用，计数器上限值和下限值，编程时根据实际情况确定。计数器齿片和光电开关的主要功能是计数，当电机中带有计数功能时，则不需要再设置计数器齿片和光电开关。
[0019]本实用新型的最佳实施例共含有四大部分:一是绞架I，用于提升或下降智能机器手III;二是智能机器手III，用于抓牢被救人员；三是控制器II，用于控制智能机器手动作、接收视频信号、双向语音对话；四是线缆IV，包括电缆与光缆，电缆用于给智能机器手III供电，光缆用于传输视频、双向音频、数据、控制等信号。
[0020]本实用新型有以下优点:
[0021]1、设备轻便，携带方便。本实用新型的设备中的智能机器手臂、线缆、控制器、绞架、钢丝绳及电源，可以拆分搬运，到施救现场安装。
[0022]2、安装快捷。上述设备到达现场后只需几分钟就可安装完毕。
[0023]3、操作简单。整个操作过程只需输入一个相应的拉力值，然后操作控制器II的夹紧、张开和停止几个按钮即可。
[0024]4、安全可靠。智能机器手臂III有两对抓手，将被救人员稳固地护卫在一个安全空间里，在上提过程中不会被井壁划伤。
[0025]5、快速救援。速度是救援工作重要的指标，整个救援过程只需十几分钟的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1本实用新型最佳实施例的使用状态结构示意图。
[0027]图2为图1中智能机器手III第一种实施例的主视图。
[0028]图3为图2的右视图。
[0029]图4为图2中上盖的俯视图。
[0030]图5为图2中搁板的俯视图。
[0031]图6为图2中底板的俯视图。
[0032]图7为图1中控制器II的俯视图。
[0033]图8为图1中智能机器手III第一种实施例的控制原理图。
[0034]图9为图1中控制器II控制原理图。
[0035]图10为图1中智能机器手III第二种实施例的主视图。
[0036]图11为图10的右视图。
[0037]图12为图10中上盖的俯视图。
[0038]图13为图10中搁板的俯视图。
[0039]图14为图1中智能机器手III第二种实施例的控制原理图。
[0040]【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，然而所述的实施例不应以限制的方式解释。
[0042]由图1可以看出，本实用新型含有绞架1、控制器I1、智能机器手II1、线缆IV四部分。绞架I含有绕线器2，绕线器2上缠绕有绳索3，绕线器2通过支架4支撑，在绕线器2上还设有手柄I，用于绕、放绳索3。控制器II的光端机接收机46的光头64通过光缆6与智能机器手III的光端机发射机20的光头63相连，控制器II的电源输出端口 53与智能机器手III的电源输入端口 19通过电缆5相连，绞架I的绳索3与智能机器手III上的吊环17相连接。
[0043]从图2-图6中可以看出，智能机器手III含有吊环17、外壳60、音频调节旋钮22、电源输入端口 19、光端机发射机20、上盖15、搁板12、底板7、撑臂18、四个机械手臂37、38、33、40、四个机械抓手34、35、36、39、拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III 29、拉臂IV 43、拉力传感器I 9、拉力传感器II 11、上下移动块16、丝杠30、轴承座I 28、轴承座II 32、电机13、减速机26、喇叭8、麦克41、摄像机31、可编程控制器56、正转继电器57、反转继电器58，电源输入端口 19采用电源插座(以下称电源插座19)搁板上设有穿线孔68及穿线孔69，电机13上设有计数器70，该计数器70为计数器齿片与光电开关的集合体，电机13上因设有计数器70，使电机具有计数功能，光端机发射机20上设有光头63，吊环17与上盖15连接，音频调节旋钮22、电源插座19分别与上盖15通过螺丝固定在一起，光端机发射机20固定于上盖15和搁板60上，上盖15、搁板12、底板7与外壳60连接，四个机械手臂37、38、33、40的上端皆与撑臂18活节连接，撑臂18与上盖15的下面连接，四个机械手臂37、38、33、40的下端分别与四个机械抓手34、35、36、39连接；拉臂I 10、拉臂II 42的中间分别通过螺丝接入拉力传感器I 9、拉力传感器II 11，另二个拉臂III 29、拉臂IV 43不接入拉力传感器，拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III 29、拉臂IV 43四个拉臂的上端皆与上下移动块16活节连接，其下端分别与四个机械手臂37、38、33、40的中上部分活节连接，上下移动块16与丝杠30螺丝连接，并且位于轴承座I 28与轴承座II 32之间，丝杠30与轴承座I 28及轴承座II 32的内轴承键连接,轴承座I 28、轴承座II 32分别与搁板12和底板7下面的几何中心通过螺丝连接，减速机26的输出轴25与丝杠30连接，减速机26与电机13连接，减速机26通过其固定架与搁板12相连接。喇叭8、麦克41、摄像机31分别通过螺丝安装于底板7上。可编程控制器56、正转继电器57、反转继电器58皆安装于搁板12上。二个压缩空气管夹54、59分别与外壳60电焊连接。
[0044]图7中，控制器II的电源插座II 44、电源输出端口 53、电源开关51、喇叭45、光端机接收机46、光端机接收机46上的光头64、触摸屏47、视频监视器49、音频调节旋钮50、麦克52分别与控制器的上盖48连接。电源输出端口 53采用电源插座I (以下称为电源插座
I53)，控制器II的触摸屏47内设有控制机械手臂的夹紧按钮及张开按钮a2、显示拉力的拉力显示I匕及拉力显示II b2、控制机械手臂夹紧时停止的停止按钮I Cl1、控制机械手臂张开时停止的停止按钮II d2、显示二对拉臂拉力的拉力显示栏Id1及拉力显示栏b2 (此二个拉力显示值较大的用来与拉力给定值进行比较，当二者相等时停止夹紧)、根据被救人员体重确定相应拉力的拉力给定值栏G、用来显示上下移动块位移值的计数显示栏N。
[0045]从图1及图8、9中可以看出，线缆IV包括电缆5及光缆6，电源D与位于控制器II上盖48上的电源插座II 44接插，电缆5的一端与控制器电源插座I 53插接,另一端与安装在智能机器手III上盖15上的电源插座19插接；光缆6的一端与光端机发射机20通过光头63连接，另一端与光端机接收机46通过光头64连接。
[0046]图8给出了智能机器手III第一种实施例的控制原理图，图9给出了控制器II的控制原理图，它们展示了本实用新型电控部分的原理图。
[0047]本实用新型的电源采用外供电方式，即由消防发电机或现场交流220V电源供电，220V交流电经过变压、整流、稳压，输出+12V和+24V的直流电。控制器II上有电源插座I 53及电源插座II 44，直流电源D插入电源插座II 44，经过电源开关51到另一个电源插座I 53,电源开关51接通后也给控制器II供电。三芯电缆5的一端插入电源插座53,另一端插入智能机器手III的电源插座19给智能机器手III供电。智能机器手III和控制器II上分别设有一个7805三端稳压块65、66，分别给智能机器手III上的光端机发射机和控制器II的光端机接收机供+5v直流电压。
[0048]图8中，可编程控制器56的输入i0与电机13中的计数器70中的光电开关24的输出用信号线连接；麦克41、7805三端稳压65、音频放大器61、拉力传感器I 9和拉力传感器II U、摄像机31的电源输入端用导线分别与电源插座19的OV、+12V相连；拉力传感器
I9和拉力传感器II 11的输出分别与可编程控制器56的输入a+、a-、b+、b_用导线连接；正转继电器57和反转继电器58的线圈一端用导线分别与OV (电源)相连，另一端用导线分别与可编程控制器56的输出Q0.0和Q0.1端连接；麦克41的输出与光端机发射机20的音频输入用音频线连接；7805三端稳压65的输出与光端机发射机20的+5V电源输入用导线连接；可编程控制器56的PM和PL+端分别与电源插座19的OV和+24V连接；光端机发射机20的485控制口 C与可编程控制器56的485控制口 C用控制线连接；光端机发射机20的音频输出口与音频调节旋钮22用音频线连接；音频调节旋钮22与音频放大器61的输入用音频线连接；音频放大器61的输出与喇叭8用音频线连接；光端机发射机20的视频输入与摄像机31的视频输出用视频线连接；计数器70光电开关24的输出与可编程控制器56的输入iO和OM用导线连接；光端机发射机20的光头63与光端机接收机46的光头64用光缆连接。
[0049]当按下触摸屏47上夹紧按钮时，正转继电器57闭合，电机13正转，机械手臂37、38、33、40夹紧，此时计数值为正；当按下触摸屏47上张开按钮Id1时，反转继电器58闭合，电机13反转，机械手臂37、38、33、40张开，计数值为负；正转时，按触摸屏47上的停止按钮Cl1或拉力达到给定值或上下移动块达到上限值时，电机13停止；电机反转时，按触摸屏47上的停止按钮d2或计数值达到下限值或拉力值达到一定的负值(此时机械手臂37、38,33,40的张开受阻)时，电机13停止。
[0050]图9中，电源D是带插头的三芯电缆(OV、+12V、+24V);将电源D插入电源插座
II44 ;电源插座II 44通过导线与电源开关51连接；电源开关51的另一端与电源插座I 53用导线连接；麦克52、7805三端稳压66、音频放大器62、视频显示器49的电源输入端与电源开关51的OV、+12V用导线连接；触摸屏47的电源输入端与电源开关51的OV、+24V用导线连接；麦克52的音频输出与光端机接收机46的音频输入用音频线连接；7805三端稳压66的输出与光端机接收机46的+5V电源输入端用导线连接；光端机接收机46的光头64与图8中的光端机发射机20的光头63用光缆连接；光端机接收机46的485 口 C与触摸屏47的485 口 C用控制线连接；光端机接收机46的视频输出与视频监示器49用视频线连接；光端机接收机46的音频输出端与音频调节旋钮50用导线连接，音频调节旋钮50与音频放大器62用导线连接，音频放大器62的输出与喇叭45用导线连接。
[0051]上述实施例1中，所述的可编程控制器具有所需信息采集功能；所述的减速机自身能够满足所需要的转速和扭矩；所述的电机中带有计数器，即电机具有计数功能。
[0052]本实用新型当可编程控制器56不具有所需信息采集功能时，可在隔板12上设置采集器55，拉力传感器I 9、拉力传感器II 11皆通过信号线与采集器55相连，采集器55与可编程控制器56相连。
[0053]当减速机26自身不能满足所需要的转速和扭矩时，可增设主动齿轮27、从动齿轮14，主动齿轮27设置在减速机26的输出轴71上，从动齿轮14与主动齿轮27啮合，从动齿轮14与丝杠30的上端相连接。
[0054]当电机13中不带有计数器时，可在减速机26的输出轴71上设置计数器齿片23，在减速机26上设置光电开关24,计数器齿片23与光电开关24相关连,光电开关24通过信号线与可编程控制器56相连。
[0055]图10-14给出了本实用新型中，当可编程控制器不具有所需信息采集功能、减速机自身不能满足所需要的转速和扭矩及电机中不带有计数功能时的第二种实施例的结构不意图及原理图。该实施例中，控制器II控制原理图与图9相同，底板的俯视图与图6相同。从图10-图13及图6中可以看出，智能机器手III含有吊环17、音频调节旋钮22、电源插座19、光端机发射机20、上盖15、搁板12、底板7、撑臂18、四个机械手臂37、38、33、40、四个机械抓手34、35、36、39、拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III 29、拉臂IV 43、拉力传感器I 9、拉力传感器II 11、上下移动块16、丝杠30、轴承座I 28、轴承座II 32、电机13、减速机26、主动齿轮27、从动齿轮14、计数器齿片23、光电开关24、喇叭8、麦克41、摄像机31、可编程控制器56、采集器55、正转继电器57、反转继电器58，搁板12上有穿线孔68及穿线孔69，光端机发射机20上设有光头63，吊环17与上盖15连接，音频调节旋钮22、电源插座19分别与上盖15连接，光端机发射机20分别与上盖15和搁板12螺丝连接，上盖15、搁板12、底板7与外壳60通过螺丝连接，四个机械手臂37、38、33、40的上端皆通过活节与撑臂18连接，撑臂18与上盖15的下面通过螺丝连接，四个机械手臂37、38、33、40的下端分别与四个机械抓手34、35、36、39连接；拉臂I 10、拉臂II 42的中间分别通过螺丝接入拉力传感器I 9、拉力传感器II 11，另二个拉臂III 29、拉臂IV 43不接入拉力传感器，拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂III29、拉臂IV43四个拉臂的上端皆与上下移动块16活节连接，其下端分别与四个机械手臂37、38、33、40的中上部分活节连接，上下移动块16与丝杠30螺丝连接，并且位于轴承座
I28与轴承座II 32之间，丝杠30与轴承座I 28及轴承座II 32的内轴承键连接，轴承座
I28、轴承座II 32分别与搁板12和底板7下面的几何中心通过螺丝连接，从动齿轮14与丝杠30的上端键连接，主动齿轮27与从动齿轮14啮合，主动齿轮27与减速机26的输出轴25键连接，减速机26与电机13键连接，减速机26通过其固定架与上盖15和搁板12连接，计数器齿片23与减速机26的输出轴25的上部键连接，螺帽21与减速机输出轴25上端螺丝连接，它将主动齿轮27、计数器齿片23、减速机26的输出轴71三者固定。光电开关24与减速机26的底座通过螺丝连接。喇叭8、麦克41、摄像机31分别通过螺丝安装于底板7上。可编程控制器56、采集器55、正转继电器57、反转继电器58皆通过螺丝安装于搁板12上。二个压缩空气管夹54、59分别与外壳60电焊连接。
[0056]图14给出了智能机器手III第二种实施例的控制原理图，因控制器II控制原理与实施例1相同，所以这里不再重述。
[0057]图14中，可编程控制器56通过数据排线67与采集器55连接；麦克41、7805三端稳压65、音频放大器61、光电开关24、拉力传感器I 9和拉力传感器II 11、摄像机31的电源输入端用导线分别与电源插座19的OV、+12V相连；可编程控制器56的M端和L+端用导线分别与OV和+12V相连；正转继电器57和反转继电器58的一端用导线分别与OV (电源)相连，另一端用导线分别与可编程控制器56的Q0.0和Q0.1端连接；麦克41的输出与光端机发射机20的音频输入用音频线连接；7805三端稳压65的输出与光端机发射机20的+5V电源输入用导线连接；可编程控制器56的PM和PL+端与采集器55的M和L+端用导线分别与电源插座19的OV和+24V连接；光端机发射机20的485控制口 C与可编程控制器56的485控制口 C用控制线连接；光端机发射机20的音频输出口与音频调节旋钮22用音频线连接；音频调节旋钮22与音频放大器61的输入用音频线连接；音频放大器61的输出与喇叭8用音频线连接；光端机发射机20的视频输入与摄像机31用视频线连接；光电开关24的输出与可编程控制器56的iO和OM用导线连接；可编程控制器56的IM端与OL+用导线连接；拉力传感器I 9的输出与采集器55的B+、B-端用导线连接；拉力传感器
II11的输出与采集器55的端C+、C-端用导线连接。光端机发射机20的光头63与图9中的光端机接收机46的光头64用光缆连接。
[0058]当按下触摸屏47上夹紧按钮&1，正转继电器57闭合时，电机13正转，机械手臂37、38、33、40夹紧，此时计数值为正；当按下触摸屏47上张开按钮a2，反转继电器58闭合时，电机13反转，机械手臂37、38、33、40张开，计数值为负；电机正转时，按触摸屏47上的停止按钮Cl1或拉力达到给定值或上下移动块达到上限值时，电机13停止；电机13反转时，按触摸屏47上的停止按钮d2或计数值达到下限值或拉力值达到一定的负值(此时机械手臂37、38、33、40的张开受阻)时，电机13停止。
[0059]本实用新型的电源供电方式与实施例1相同，不再重述。
[0060]当可编程控制器56不具有所需信息采集功能、而减速机26自身能满足所需要的转速和扭矩及电机13中带有计数器70时，当可编程控制器56具有所需信息采集功能、而减速机26自身不能满足所需要的转速和扭矩及电机13中带有计数器70时，当可编程控制器56具有所需信息采集功能、减速机26自身能满足所需要的转速和扭矩而电机13中不带有计数器70时，可参照上述的实施例1及实施例2实施，实施方法为本领域内的普通技术人员参照本实用新型的实施例1及实施例2不用花费脑力劳动就可实现的，所以，不再重述。
[0061]本实用新型的运行原理如下:
[0062]架起绞架I，用绳索3与智能机器手III上的挂钩17连接牢固，电缆5的一端插入控制器II的电源插座53，另一端插入智能机器手III上的电源插座19，光缆6的光头一端接入光端机接收机46的光头64,另一端接入光端机发射20的光头63,电源D插入电源插座
II44，用绞架I将智能机器手III放入竖井P中，打开电源开关51，待程序初始化完毕，在触摸屏47的拉力给定值栏G输入一个相应的拉力值(根据不同体重需要不同的拉力，设定一系列数值)，需要夹紧被救人员时，按下触摸屏47上的夹紧按钮，控制信号通过触摸屏47的485 口 c将这一指令经光端机接收机46、光端机接收机46的光头64、光缆6、光端机发射机20，经光端机发射机20的光头63传至可编程控制器56的485 口 C，可编程控制器56接到指令后发出信号使正转继电器57闭合，电机13正转，这时减速机26输出轴71带动丝杠30转动，上下移动块16向上移动，二对拉臂(10与29、42与43)上端向上运动，二对机械手臂33与37、38与40夹紧，此时拉力传感器I 9及拉力传感器II 11 二个拉力传感器开始受力，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11的输出信号通过信号线进入可编程控制器56、由可编程控制器56的485 口 c经控制线进入光端机发射机20的光头63 口，再由光端机发射机20的光头63通过光缆6传到光端机接收机46，然后通过光端机接收机46的485 口 c经控制线进入触摸屏47的485 口 C，在触摸屏47上实时显示二个拉力值bplv编程时，考虑到二对机械抓手(34与36，35与39)对被救人员的作用力不一定相等，因此，输入给定拉力值仅与作用力大者比较，当比较结果相等时，电机13停止。在电机13正转的同时，计数器70开始计数，发出正脉冲信号，该脉冲信号通过信号线进入可编程控制器56，经可编程控制器56的485 口 c通过控制线到达光端机发射机20的485 口 C，再通过光缆6传到光端机接收机46，然后通过光端机接收机46的485 口 c经控制线传到触摸屏47的485 口 C，触摸屏47上的计数显示栏N就能实时显示上下移动块16向上位移值，向上移动显示正值，向下移动显示负值，当上下移动块16位移达到上限值或二个拉力值较大的达到给定拉力值或按下停止按钮Cl1时，电机13停止，机械手臂37、38、33、40夹紧停止。反之，按下触摸屏47上的张开按钮a2，反转继电器58闭合，电机13反转，上下移动块16向下移动，二对拉臂(10与29、42与43)上端向下移动，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11 二个拉力传感器开始受压力，四个机械手臂37、38、33、40张开，此时计数器70开始计数，发出负脉冲信号，触摸屏47上的计数显示栏N显示上下移动块16向下位移动的位移值，当上下移动块16位移达到下限值或按下停止按钮d2或拉力值达到一定的负值(此时机械手臂37、38、33、40的张开受阻)时，电机13停止。如果机械手臂37、38、33、40不受力，按下触摸屏47的夹紧按钮B1，则上下移动块16上移到上限值时自动停止；若按下触摸屏47的张开按钮a2，则上下移动块16下移到下限值时自动停止，机械手臂37、38、33、40的夹紧和张开极限值在编程时设定，以免设备自损。所述的编程方法为本领域内的普通技术人员所熟知的，这里不再重述。
[0063]摄像机31的视频输出通过视频线到光端机发射机20的视频输入口，经光缆6传至光端机接收机46，再由光端机接收机46的视频输出口经过视频线进入视频监视器49。
[0064]来自麦克52的输出，经信号线进入光端机接收机46的音频输入口，经光缆6传至光端机发射机20，再由其音频输出口通过信号线进入音频放大器61，经音频放大器61至喇叭8，实现井上施救人员与井下被救人员的对话；来自井下麦克41的输出，经信号线进入光端机发射机20的音频输入口，经光缆6传至光端机接收机46,再由其音频输出口经信号线进入音频放大器62，由音频放大器62至喇叭45，实现井下被救人员与井上施救人员的对话，由此实现了施救人员与被救人员的双向对话。
[0065]本实用新型存放时，绞架1、控制器I1、智能机器手II1、线缆IV四部分可拆分开存放，绞架I的绕线器(含绳索3) 2与支架4可拆分开存放。
[0066]本实用新型使用方法如下:
[0067]当有人掉入竖井P后，施救人员带上本实用新型的绞架1、控制器I1、智能机器手II1、线缆IV到达现场进行施救。首先在井口上架起绞架I，将绞架I上的绳索3通过吊环17与智能机器手III连接牢固，插上电源D，将控制器II的光端机接收机46通过光缆6与智能机器手III的光端机发射机20相连，控制器II的电源插座I 53与智能机器手III的电源插座19通过电缆5相连，必要时夹好压缩空气输送管头，然后打开电源开关51，控制程序初始化，同时，要了解被救人员的大体体重，在触摸屏47拉力给定值栏G上输入相应的拉力值(单位kg)，将智能机器手III慢慢放入竖井P里，通过视频监视器49可以观察智能机器手III下放的情况，当智能机器手III的末端下放到离被救人员上部大约十几厘米时，观察一下智能机器手III的张开尺寸，通过操作触摸47上的夹紧按钮、张开按钮a2、停止按钮Cl1、停止按钮d2，将其调整到合适位置，在不妨碍智能机器手III下放的情况下缓慢下放，在这个过程中井上的施救人员可以通过视频监视器49清楚的看到井下被救人员的姿势及状态，如果被救人员神智清醒的话还可以通过对话与他(她)进行沟通和安抚，有时还可以让他(她)配合施救人员进行施救，当智能机器手III找到恰当的位置时，按控制器II触摸屏47上的夹紧按钮％，此时上下移动块16在丝杠30的作用下向上移动，通过拉臂I 10、拉臂II 42、拉臂
III29、拉臂IV 43四个拉臂，两对机械手臂33与37、38与40开始夹紧，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11开始受力，控制器II上的二个拉力显示栏Vb2的数值逐渐增大，拉力传感器I 9及拉力传感器II 11的受力大小不一定相等，当预置的拉力值等于拉力传感器I 9及拉力传感器II 11中受力较大的值时，电机13自动停止，二对机械手臂33与37、38与40停止夹紧，二对机械抓手34与36、35与39将被救人员抓紧，这时试着上提，如果没有问题可继续上提，被救人员提到井上以后，按下控制器II上的放开按钮a2，机械手臂放开，救援成功。
[0068]控制器II上的触摸屏为市场上可直接购得的器件，其触摸屏内各个按钮的设置方法为本领域内的普通专业技术人员共知，不再重述。
[0069]可编程控制器56为直接购得的设备，这里不再重述。
[0070]所述的控制线为二芯带屏蔽的铜电缆。
【权利要求】
1.一种智能竖井救援机，含有控制器I1、线缆IV，所述的控制器II含有电源输出端口(53)、光端机接收机(46)、触摸屏(47)、视频监视器(49)，其特征是还含有智能机器手III，控制器II的触摸屏(47)内设有控制机械手臂(37、38、33、40)夹紧的按钮及张开的按钮a2、显示拉力值的拉力显示I Id1及拉力显示II b2、控制机械手臂(37、38、33、40)夹紧时停止的停止按钮I Cl1、控制机械手臂(37、38、33、40)张开时停止的停止按钮II d2、拉力给定值栏G及计数显示栏N ;所述的智能机器手III含有外壳(60)、电源输入端口( 19)、光端机发射机(20)、撑臂(18)、四个机械手臂(37、38、33、40)、四个机械抓手(34、35、36、39)、拉臂I(10)、拉臂II (42)、拉臂111(29)、拉臂IV (43)、拉力传感器I (9)、拉力传感器II (11)、上下移动块(16)、丝杠(30)、电机(13)、减速机(26)、摄像机(31)、可编程控制器(56)、正转继电器(57)、反转继电器(58)，四个机械手臂(37、38、33、40)的上端与撑臂(18)连接，四个机械手臂(37、38、33、40)的下端分别与四个机械抓手(34、35、36、39)相连接，拉力传感器I(9)及拉力传感器II (11)分别接在拉臂I (10)及拉臂II (42)上，拉臂1、拉臂I1、拉臂III及拉臂IV的上端皆与上下移动块(16)活节连接，其下端分别与四个机械手臂(37、38、33、40)活节连接，上下移动块(16)与丝杠(30)相连接，减速机(26)与电机(13)相连接，拉力传感器I (9)、拉力传感器II (11)、正转继电器(57)及反转继电器(58)皆通过信号线与可编程控制器(56)相连，摄像机(31)通过视频线与光端机发射机(20)相连接；控制器II的光端机接收机(46)通过光缆(6)与智能机器手III的光端机发射机(20)相连，控制器II的电源输出端口(53)与智能机器手III的电源输入端口(19)通过电缆(5)相连。
2.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III内设置一轴承座I (28)及轴承座II (32)，丝杠(30)与轴承座I (28)及轴承座II (32)相连接。
3.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III内设置一个三端稳压块(65)，三端稳压块(65)与光端机发射机(20)及与电源输入端口(19)相连接。
4.按照权利要求1、2或3所述的智能竖井救援机，其特征是设置一上盖(15)、搁板(12)、底板(7)，上盖(15)安装于外壳(60)之上，上盖(15)、搁板(12)、底板(7)皆与外壳 (60)相连接,光端机发射机(20)固定于搁板(12)或外壳(60)上,撑臂(18)固定于上盖(15)上，摄像机(31)安装于底板(7)上，可编程控制器(56)、正转继电器(57)及反转继电器(58)皆安装于搁板(12)上，轴承座I (28)及轴承座II (32)分别安装于搁板(12)、底板(7)上。
5.按照权利要求4所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III的底板(7)上设有喇叭(8 )、麦克(41)，在上盖(15 )上设有音频调节旋钮(22 )，智能机器手III底板(7 )上的麦克(41)通过音频线与光端机发射机(20)相连，光端机发射机(20)用音频线通过音频调节旋钮(22)与音频放大器(61)的输入连接，音频放大器(61)的输出用音频线与喇叭(8)连接；在控制器II内设有喇叭(45)、麦克(52)及音频调节旋钮(50)，其麦克(52)通过音频线与光端机接收机(46)相连，光端机接收机(46)用音频线通过控制器II内的音频调节旋钮(50)与其音频放大器(62)的输入连接，音频放大器(62)的输出用音频线与其喇叭(45)连接。
6.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是设一个绞架I，该绞架I含有绕线器(2 )，绕线器(2 )上缠绕有绳索(3 )，绞架I的绳索(3 )与智能机器手III相连接。
7.按照权利要求6所述的智能竖井救援机，其特征是用支架(4)支撑绕线器(2)，在绕线器(2)上设有手柄(I)。
8.按照权利要求4所述的智能竖井救援机，其特征是在智能机器手III的上盖(15)上设有吊环(17)。
9.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在外壳(60)上设有二个压缩空气管夹(54、59)。
10.按照权利要求1所述的智能竖井救援机，其特征是在控制器II上设有电源插座II(44)及电源开关(51)，电源插座II (44)通过导线与电源开关(51)连接，电源开关(51)的另一端与电源输出端口(53)用导线连接。`
【文档编号】A62B99/00GK203379525SQ201320514420
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】赵元杰, 赵淑媛 申请人:赵元杰
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