農(nóng)用機(jī)井救援中期檢查

1、作者姓名：馬文凱作者姓名：馬文凱 朱波朱波 周德雷周德雷 2013年北華大學(xué)年北華大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”中期檢查中期檢查一、項(xiàng)目背景一、項(xiàng)目背景目前，在我國(guó)農(nóng)村機(jī)井得到了廣泛應(yīng)用，但由于缺乏有效地防目前，在我國(guó)農(nóng)村機(jī)井得到了廣泛應(yīng)用，但由于缺乏有效地防護(hù)措施，給人們的日常生活帶來了巨大的安全隱患。近年來，農(nóng)用護(hù)措施，給人們的日常生活帶來了巨大的安全隱患。近年來，農(nóng)用機(jī)井機(jī)井“殺人殺人”事件時(shí)有發(fā)生，且落井者生還幾率較小。事件時(shí)有發(fā)生，且落井者生還幾率較小。機(jī)井機(jī)井“殺人殺人”事件事件一、項(xiàng)目背景（續(xù)）一、項(xiàng)目背景（續(xù)）國(guó)內(nèi)報(bào)道國(guó)內(nèi)報(bào)道 2006年12月17日，河北

2、省景縣一名村民不慎掉入麥地機(jī)井中，因落井時(shí)間太長(zhǎng)落井時(shí)間太長(zhǎng)，最終未能挽回落井村民的生命； 2007年6月5日，德州市區(qū)肖官屯村一名男童在玩耍時(shí)不慎落入機(jī)井中，落井男童終因長(zhǎng)時(shí)間缺氧，導(dǎo)致窒息死亡窒息死亡； 2008年3月24日，德州市一女童在玩耍時(shí)不慎失足落入機(jī)井中，消防官兵利用自己研制的專用工具和設(shè)備，經(jīng)過近百次嘗試百次嘗試，才成功將女童救出。國(guó)外報(bào)道國(guó)外報(bào)道 2006年7月21日，印度一名男孩在玩耍時(shí)，不慎落入一口直徑有0.3米、深18.2米的枯井中，在軍方救援人員的努力下，小男孩終于在23日安全獲救，救援時(shí)間救援時(shí)間長(zhǎng)達(dá)長(zhǎng)達(dá)50小時(shí)小時(shí)。 二、市場(chǎng)調(diào)研與分析二、市場(chǎng)調(diào)研與分析救援方法救

3、援方法缺點(diǎn)缺點(diǎn)救援設(shè)備救援設(shè)備缺點(diǎn)缺點(diǎn) 長(zhǎng)時(shí)間倒倒掛掛在缺氧井下，同樣嚴(yán)重威脅救援人員的生命安全！ 效率低，需要遇難者輔助自救自救。 耗時(shí)耗時(shí)，救援過程，機(jī)井容易坍塌坍塌. 夾住遇難者脖頸脖頸，容易造成意外傷害 。國(guó)內(nèi)外研究狀況統(tǒng)計(jì)表國(guó)內(nèi)外研究狀況統(tǒng)計(jì)表二、市場(chǎng)調(diào)研與分析（續(xù)）二、市場(chǎng)調(diào)研與分析（續(xù)）目前制約機(jī)井救援的主要因素有以下三方面：目前制約機(jī)井救援的主要因素有以下三方面： 農(nóng)用機(jī)井的特殊環(huán)境： 1、孔徑較小（一般為350mm450mm ）； 2、井下缺氧狀態(tài)。 救援方法的科學(xué)性； 自制救援設(shè)備的局限性與可靠性性。 結(jié)論：結(jié)論：設(shè)計(jì)出能夠適應(yīng)機(jī)井特殊環(huán)境，操作簡(jiǎn)單的農(nóng)用機(jī)井救援設(shè)備成為市

4、場(chǎng)迫切需求。三、整體方案設(shè)計(jì)三、整體方案設(shè)計(jì)拖拽機(jī)構(gòu)拖拽機(jī)構(gòu)傘狀支撐機(jī)構(gòu)傘狀支撐機(jī)構(gòu)功能分解：功能分解：拖拽救援功能拖拽救援功能支撐防墜功能支撐防墜功能救援流程：救援流程：通過機(jī)架利用鋼絲繩將拖救通過機(jī)架利用鋼絲繩將拖救機(jī)構(gòu)沿井壁送到遇難者的頭部機(jī)構(gòu)沿井壁送到遇難者的頭部上方，將傘狀支撐機(jī)構(gòu)送到遇上方，將傘狀支撐機(jī)構(gòu)送到遇難者腳下。通過視頻采集的信難者腳下。通過視頻采集的信息，對(duì)遇難者實(shí)施支撐拖拽救息，對(duì)遇難者實(shí)施支撐拖拽救援，同時(shí)輸送氧氣，緩解井下援，同時(shí)輸送氧氣，緩解井下缺氧環(huán)境。缺氧環(huán)境。行走輪機(jī)構(gòu)行走輪機(jī)構(gòu)搭載平臺(tái)搭載平臺(tái)機(jī)械手機(jī)械手四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械手機(jī)械手功能功能： 夾住

5、遇難者的腋下，將其拖拽到地面。機(jī)械手三維效果圖機(jī)械手三維效果圖機(jī)械手設(shè)計(jì)方案圖機(jī)械手設(shè)計(jì)方案圖四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)搭載平臺(tái)搭載平臺(tái)搭載平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)搭載平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能：功能：1、調(diào)整夾爪方位 2、為控制繩提供受力支撐點(diǎn)四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行走輪機(jī)構(gòu)行走輪機(jī)構(gòu)通過螺紋調(diào)整徑向距離，適應(yīng)孔徑在 350 450mm 之間的機(jī)井。最大越障高度為10mm導(dǎo)向輪導(dǎo)向輪支撐架支撐架調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)螺桿四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支撐傘結(jié)構(gòu)支撐傘結(jié)構(gòu) 救援流程： 在遇難者的腳下展開，起到支撐保護(hù)的作用。既可以與拖拽機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用，也可以單獨(dú)使用。支撐傘結(jié)構(gòu)支撐傘結(jié)構(gòu)托盤托盤移動(dòng)套筒移動(dòng)套筒導(dǎo)向桿導(dǎo)向桿五、控制系

6、統(tǒng)設(shè)計(jì)五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2012.82012.9）設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想：使救援者對(duì)拖拽機(jī)構(gòu)的控制更加精確設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案：初步使用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠控制本方案的優(yōu)點(diǎn)本方案的優(yōu)點(diǎn)：使用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠，可以減小對(duì)鋼絲繩的進(jìn)給量，使我們對(duì)夾爪位置和方向的控制更加精確控制方案設(shè)計(jì)控制方案設(shè)計(jì)六、運(yùn)動(dòng)仿真分析六、運(yùn)動(dòng)仿真分析（2012.92012.10）夾爪伸力和擺角仿真分析夾爪伸力和擺角仿真分析夾爪角度夾爪角度 長(zhǎng)臂擺角長(zhǎng)臂擺角 七、零件加工七、零件加工（2012.102013.01）目前機(jī)井搶險(xiǎn)救援設(shè)備正在加工階段，現(xiàn)已完成部分零件的加工。目前機(jī)井搶險(xiǎn)救援設(shè)備正在加工階段，現(xiàn)已完成部分零件的加工。部分零件加工部分零件加工八、創(chuàng)新點(diǎn)八、創(chuàng)新點(diǎn)將拖拽機(jī)構(gòu)與支撐機(jī)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，提高救援的安全系數(shù)；搭載平臺(tái)機(jī)構(gòu)使柔性繩操作便捷，提高救援效率。九、性能指標(biāo)九、性能指標(biāo)適應(yīng)井徑范圍：350mm450mm；最大承載：100kg；控制方式：有線紅外夜視語音視頻監(jiān)控與柔性繩索控制；升降驅(qū)動(dòng)方式：采用手動(dòng)滾筒式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；救援附件搭載：氧氣供給口。2013.042013.05 裝配與調(diào)試； 2013.052013.06 性能實(shí)驗(yàn)研究和分析； 2013.062013.07 發(fā)表國(guó)際論文； 2013.072013.08 項(xiàng)目驗(yàn)收。十、后期時(shí)間安排十、后期時(shí)