農(nóng)用機井救援中期檢查

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)練計劃大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”中期檢查中期檢查一、項目背景一、項目背景目前，在我國農(nóng)村機井得到了廣泛應(yīng)用，但由于缺乏有效地防目前，在我國農(nóng)村機井得到了廣泛應(yīng)用，但由于缺乏有效地防護措施，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)用機井機井“殺人殺人”事件時有發(fā)生，且落井者生還幾率較小。事件時有發(fā)生，且落井者生還幾率較小。機井機井“殺人殺人”事件事件一、項目背景（續(xù)）一、項目背景（續(xù)）國內(nèi)報道國內(nèi)報道 2006年12月17日，河北

2、省景縣一名村民不慎掉入麥地機井中，因落井時間太長落井時間太長，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不慎落入機井中，落井男童終因長時間缺氧，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不慎失足落入機井中，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。國外報道國外報道 2006年7月21日，印度一名男孩在玩耍時，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，救援時間救援時間長達長達50小時小時。 二、市場調(diào)研與分析二、市場調(diào)研與分析救援方法救

3、援方法缺點缺點救援設(shè)備救援設(shè)備缺點缺點 長時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。 耗時耗時，救援過程，機井容易坍塌坍塌. 夾住遇難者脖頸脖頸，容易造成意外傷害 。國內(nèi)外研究狀況統(tǒng)計表國內(nèi)外研究狀況統(tǒng)計表二、市場調(diào)研與分析（續(xù)）二、市場調(diào)研與分析（續(xù)）目前制約機井救援的主要因素有以下三方面：目前制約機井救援的主要因素有以下三方面： 農(nóng)用機井的特殊環(huán)境： 1、孔徑較?。ㄒ话銥?50mm450mm ）； 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)計出能夠適應(yīng)機井特殊環(huán)境，操作簡單的農(nóng)用機井救援設(shè)備成為市

4、場迫切需求。三、整體方案設(shè)計三、整體方案設(shè)計拖拽機構(gòu)拖拽機構(gòu)傘狀支撐機構(gòu)傘狀支撐機構(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：通過機架利用鋼絲繩將拖救通過機架利用鋼絲繩將拖救機構(gòu)沿井壁送到遇難者的頭部機構(gòu)沿井壁送到遇難者的頭部上方，將傘狀支撐機構(gòu)送到遇上方，將傘狀支撐機構(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，對遇難者實施支撐拖拽救息，對遇難者實施支撐拖拽救援，同時輸送氧氣，緩解井下援，同時輸送氧氣，緩解井下缺氧環(huán)境。缺氧環(huán)境。行走輪機構(gòu)行走輪機構(gòu)搭載平臺搭載平臺機械手機械手四、結(jié)構(gòu)設(shè)計四、結(jié)構(gòu)設(shè)計機械手機械手功能功能： 夾住

5、遇難者的腋下，將其拖拽到地面。機械手三維效果圖機械手三維效果圖機械手設(shè)計方案圖機械手設(shè)計方案圖四、結(jié)構(gòu)設(shè)計四、結(jié)構(gòu)設(shè)計搭載平臺搭載平臺搭載平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計搭載平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計功能：功能：1、調(diào)整夾爪方位 2、為控制繩提供受力支撐點四、結(jié)構(gòu)設(shè)計四、結(jié)構(gòu)設(shè)計行走輪機構(gòu)行走輪機構(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)計四、結(jié)構(gòu)設(shè)計支撐傘結(jié)構(gòu)支撐傘結(jié)構(gòu) 救援流程： 在遇難者的腳下展開，起到支撐保護的作用。既可以與拖拽機構(gòu)聯(lián)合使用，也可以單獨使用。支撐傘結(jié)構(gòu)支撐傘結(jié)構(gòu)托盤托盤移動套筒移動套筒導(dǎo)向桿導(dǎo)向桿五、控制系

6、統(tǒng)設(shè)計五、控制系統(tǒng)設(shè)計（2012.82012.9）設(shè)計思想設(shè)計思想：使救援者對拖拽機構(gòu)的控制更加精確設(shè)計方案設(shè)計方案：初步使用步進電機帶動滾珠絲杠控制本方案的優(yōu)點本方案的優(yōu)點：使用步進電機帶動滾珠絲杠，可以減小對鋼絲繩的進給量，使我們對夾爪位置和方向的控制更加精確控制方案設(shè)計控制方案設(shè)計六、運動仿真分析六、運動仿真分析（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 長臂擺角長臂擺角 七、零件加工七、零件加工（2012.102013.01）目前機井搶險救援設(shè)備正在加工階段，現(xiàn)已完成部分零件的加工。目前機井搶險救援設(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)新點八、創(chuàng)新點將拖拽機構(gòu)與支撐機構(gòu)有機結(jié)合，提高救援的安全系數(shù)；搭載平臺機構(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)動方式：采用手動滾筒式驅(qū)動機構(gòu)；救援附件搭載：氧氣供給口。2013.042013.05 裝配與調(diào)試； 2013.052013.06 性能實驗研究和分析； 2013.062013.07 發(fā)表國際論文； 2013.072013.08 項目驗收。十、后期時間安排十、后期時