基于機井救援的機械手設(shè)計要點

1、（第設(shè)計開發(fā)基于機井救援的機械手設(shè)計馮新剛，張新予，杜小兵（江西理工大學(xué)，江西贛州 341000）摘要：由于機井的井口小且深，消防部隊目前也比較缺乏專用的機井救援設(shè)備， 使得現(xiàn)有救援方法存在諸多缺陷。提出了一種用于機井救援的機械手設(shè)計，機械 手采用仿生學(xué)原理，實現(xiàn)三自由度運動，試驗結(jié)果表明對井口小且深的機井救援 操作靈活，救援快捷，達(dá)到預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：機井救援；機械手；三自由度 +中圖分類號：TD774文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1003 496X （2011） 06 0088 021關(guān)節(jié)為移動關(guān)節(jié)，第2關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，第3關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，救援機械手的機構(gòu)簡圖如圖 1所示。0引言通過對目前有關(guān)于

2、解救落井人員資料的研究和 分析，發(fā)現(xiàn)由于機井的井口都比較小且深，而且消防 部隊缺乏專用的機井救援設(shè)備，使得現(xiàn)有救援方法 存在諸多缺陷。首先，救援效率低；其次，救援難度 大，不能及時做出救援方案；第三，救援過程具有潛 在的安全隱患?，F(xiàn)在常用倒掛的方式將救援人員吊 容易造成救援人員因大腦充血而昏迷，受難入井中， 者也常在營救過程遭到二次傷害。設(shè)計的機械手具 有動作靈活、自動化程度高、操作方便、救援可靠等 特點。1救援機械手的機構(gòu)設(shè)計救援機械手是機井救援設(shè)備的主要執(zhí)行部件， 它的主要功能就是將末端手爪移動到落井人員的手 腕位置并實施救援。機械手的機構(gòu)設(shè)計主要包括機 械手的結(jié)構(gòu)類型、自由度、關(guān)節(jié)數(shù)目和

3、配置方式等， 其中機械手的結(jié)構(gòu)形式和自由度直接影響末端手爪 的作業(yè)空間、運動精度以及靈活性。1. 1機械手的結(jié)構(gòu)形式和自由度的選擇由轉(zhuǎn)動副R和移動副P構(gòu)成的機械手手臂類直角坐標(biāo)型3P、圓柱坐標(biāo)型RPP、球（極）坐標(biāo)型中, 型RRP和關(guān)節(jié)型3R是機械手的最基本形式。根據(jù) 機井救援的需要，采用關(guān)節(jié)型機械手，該結(jié)構(gòu)具有仿 人臂結(jié)構(gòu)，易于確定三維空間中的任意位置和姿態(tài)。 機械手的運動是由手臂和手腕的運動組合而成，手臂自由度主要確定機械手運動范圍，為此，手 臂有1個自由度，腕部自由度主要是用來調(diào)整末端 執(zhí)行器在空間的姿態(tài)，手腕有2個自由度。綜上所 述救援機械手設(shè)計為3個自由度，共有3個關(guān)節(jié)，第機械手爪連接塊5設(shè)計過行幺金開發(fā)（2 89 70- 78.作者簡介：馮新剛（1980-）,男，貴州六盤水人，講師，2002年畢業(yè)于江西理 工