农用机井救援中期检查

1、作者姓名：马文凯作者姓名：马文凯 朱波朱波 周德雷周德雷 2013年北华大学年北华大学“大学生创新创业训练计划大学生创新创业训练计划”中期检查中期检查一、项目背景一、项目背景目前，在我国农村机井得到了广泛应用，但由于缺乏有效地防目前，在我国农村机井得到了广泛应用，但由于缺乏有效地防护措施，给人们的日常生活带来了巨大的安全隐患。近年来，农用护措施，给人们的日常生活带来了巨大的安全隐患。近年来，农用机井机井“杀人杀人”事件时有发生，且落井者生还几率较小。事件时有发生，且落井者生还几率较小。机井机井“杀人杀人”事件事件一、项目背景（续）一、项目背景（续）国内报道国内报道 2006年12月17日，河北

2、省景县一名村民不慎掉入麦地机井中，因落井时间太长落井时间太长，最终未能挽回落井村民的生命； 2007年6月5日，德州市区肖官屯村一名男童在玩耍时不慎落入机井中，落井男童终因长时间缺氧，导致窒息死亡窒息死亡； 2008年3月24日，德州市一女童在玩耍时不慎失足落入机井中，消防官兵利用自己研制的专用工具和设备，经过近百次尝试百次尝试，才成功将女童救出。国外报道国外报道 2006年7月21日，印度一名男孩在玩耍时，不慎落入一口直径有0.3米、深18.2米的枯井中，在军方救援人员的努力下，小男孩终于在23日安全获救，救援时间救援时间长达长达50小时小时。 二、市场调研与分析二、市场调研与分析救援方法救

3、援方法缺点缺点救援设备救援设备缺点缺点 长时间倒倒挂挂在缺氧井下，同样严重威胁救援人员的生命安全！ 效率低，需要遇难者辅助自救自救。 耗时耗时，救援过程，机井容易坍塌坍塌. 夹住遇难者脖颈脖颈，容易造成意外伤害 。国内外研究状况统计表国内外研究状况统计表二、市场调研与分析（续）二、市场调研与分析（续）目前制约机井救援的主要因素有以下三方面：目前制约机井救援的主要因素有以下三方面： 农用机井的特殊环境： 1、孔径较小（一般为350mm450mm ）； 2、井下缺氧状态。 救援方法的科学性； 自制救援设备的局限性与可靠性性。 结论：结论：设计出能够适应机井特殊环境，操作简单的农用机井救援设备成为市

4、场迫切需求。三、整体方案设计三、整体方案设计拖拽机构拖拽机构伞状支撑机构伞状支撑机构功能分解：功能分解：拖拽救援功能拖拽救援功能支撑防坠功能支撑防坠功能救援流程：救援流程：通过机架利用钢丝绳将拖救通过机架利用钢丝绳将拖救机构沿井壁送到遇难者的头部机构沿井壁送到遇难者的头部上方，将伞状支撑机构送到遇上方，将伞状支撑机构送到遇难者脚下。通过视频采集的信难者脚下。通过视频采集的信息，对遇难者实施支撑拖拽救息，对遇难者实施支撑拖拽救援，同时输送氧气，缓解井下援，同时输送氧气，缓解井下缺氧环境。缺氧环境。行走轮机构行走轮机构搭载平台搭载平台机械手机械手四、结构设计四、结构设计机械手机械手功能功能： 夹住

5、遇难者的腋下，将其拖拽到地面。机械手三维效果图机械手三维效果图机械手设计方案图机械手设计方案图四、结构设计四、结构设计搭载平台搭载平台搭载平台结构设计搭载平台结构设计功能：功能：1、调整夹爪方位 2、为控制绳提供受力支撑点四、结构设计四、结构设计行走轮机构行走轮机构通过螺纹调整径向距离，适应孔径在 350 450mm 之间的机井。最大越障高度为10mm导向轮导向轮支撑架支撑架调节螺杆调节螺杆四、结构设计四、结构设计支撑伞结构支撑伞结构 救援流程： 在遇难者的脚下展开，起到支撑保护的作用。既可以与拖拽机构联合使用，也可以单独使用。支撑伞结构支撑伞结构托盘托盘移动套筒移动套筒导向杆导向杆五、控制系

6、统设计五、控制系统设计（2012.82012.9）设计思想设计思想：使救援者对拖拽机构的控制更加精确设计方案设计方案：初步使用步进电机带动滚珠丝杠控制本方案的优点本方案的优点：使用步进电机带动滚珠丝杠，可以减小对钢丝绳的进给量，使我们对夹爪位置和方向的控制更加精确控制方案设计控制方案设计六、运动仿真分析六、运动仿真分析（2012.92012.10）夹爪伸力和摆角仿真分析夹爪伸力和摆角仿真分析夹爪角度夹爪角度 长臂摆角长臂摆角 七、零件加工七、零件加工（2012.102013.01）目前机井抢险救援设备正在加工阶段，现已完成部分零件的加工。目前机井抢险救援设备正在加工阶段，现已完成部分零件的加工。部分零件加工部分零件加工八、创新点八、创新点将拖拽机构与支撑机构有机结合，提高救援的安全系数；搭载平台机构使柔性绳操作便捷，提高救援效率。九、性能指标九、性能指标适应井径范围：350mm450mm；最大承载：100kg；控制方式：有线红外夜视语音视频监控与柔性绳索控制；升降驱动方式：采用手动滚筒式驱动机构；救援附件搭载：氧气供给口。2013.042013.05 装配与调试； 2013.052013.06 性能实验研究和分析； 2013.062013.07 发表国际论文； 2013.072013.08 项目验收。十、后期时间安排十、后期时