一种深井恒力救生夹的制作方法

xiaoxiao2020-6-27  164

一种深井恒力救生夹的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种深井恒力救生夹。所述救生夹包括井上控制机构和井内固定夹,其特征在于:所述井上控制机构由底座、主绳控制绞盘和副绳控制绞盘组成,所述井内固定夹包括左、右夹柄、左、右夹臂和夹柄夹臂连接控制盘,左、右夹柄分别通过主绳与主绳控制绞盘连接,左、右夹臂分别通过副绳与副绳控制绞盘连接;所述连接控制盘依次由棘轮机构、卡盘和恒力机构通过中心转轴连接而成,其中一夹柄和相同侧的夹臂分别固定在棘轮机构的上下端,另一侧夹柄固定在恒力机构的上端,与其相同侧的夹臂固定在卡盘下端。本实用新型结构简单、使用安全,能避免二次坠落给落井者带来二次伤害,降低救援工作的难度,减少救援者的危险。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于救援工具领域,具体是一种可以在夹住被困者将其救起时,不会 出现二次坠落,保证被困者在被救起时自身的安全的深井恒力救生夹。 一种深井恒力救生夹

【背景技术】
[0002] 在日常生活中有人不小心落入深井的事情时有发生,目前对于落入深井者的救援 主要采取的有机械挖掘、用钩子钩、用绳子套手腕或体型瘦小的人倒立下去救人方式,这些 方式操作起来都比较麻烦,不能迅速进行救援工作,而落入深井内的人们如果没有及时受 到救援,很有可能会有生命危险。而且采用钩子直接钩的方式,很容易因为钩的不紧导致二 次坠落,给落井人带来二次伤害,特别是对于坠井已经受伤的人来说,二次坠落很容易加重 原本受伤的落井者,甚至给落井者带来生命危险;由于目前救援装置结构相当简陋,很难避 免二次坠落的现象,所以在绝大多数情况下还是只能采用亲自下井救援的方式,这样救人 不仅麻烦,而且井下环境恶劣,增加了救援人员的危险,遇到特殊情况,其救援时间延长,还 会导致救援者体力严重透支,而出现生命危险,对于一些狭窄的深井,下井救人更是无法完 成。


【发明内容】

[0003] 本实用新型根据现有技术的不足,提供一种方便可行而且安全高效的深井恒力救 生夹,该救生夹可以代替救援者进入深井内,在能够完全保证安全救人的前提下,省去了 人亲自下井所受的生命威胁。
[0004] 本实用新型提供的技术方案:所述一种深井恒力救生夹包括井上控制机构和井 内固定夹,其特征在于:所述井上控制机构由底座、主绳控制绞盘和副绳控制绞盘组成,主 绳控制绞盘和副绳控制绞盘分别通过支架固定在底座上,所述井内固定夹包括左、右夹柄、 左、右夹臂和夹柄夹臂连接控制盘,左、右夹柄分别通过主绳与主绳控制绞盘连接,左、右夹 臂分别通过副绳与副绳控制绞盘连接;所述连接控制盘依次由棘轮机构、卡盘和恒力机构 通过中心转轴连接而成,恒力机构通过卡盘与棘轮机构卡紧,其中一夹柄和相同侧的夹臂 分别固定在棘轮机构的上下端,另一侧夹柄固定在恒力机构的上端,与其相同侧夹臂固定 在卡盘下端。
[0005] 本实用新型进一步的技术方案:所述恒力机构包括固定盘和4-6个恒力弹簧机 构,在固定盘内开设有与恒力弹簧机构数目相等的恒力弹簧机构固定槽,每个恒力弹簧机 构固定槽与中心转轴平行;每个恒力弹簧机构由弹簧、设置在弹簧尾端的固定销和设置在 弹簧前端的球销组成,弹簧通过固定销固定在恒力弹簧机构固定槽内,并通过其前端的球 销卡入对应开设在卡盘上的球槽内。
[0006] 本实用新型较优的技术方案:所述左、右夹臂均为L型,其前端呈钩状。
[0007] 本实用新型进一步的技术方案:所述主绳控制绞盘和副绳控制绞盘分别设有控制 手柄。
[0008] 本实用新型较优的技术方案:所述主绳的下端分别固定在左、右夹柄的柄端,所述 副绳的下端分别固定在左、右夹臂的中间部位。
[0009] 下面以八根弹簧为例计算本实用新型的安全性能:初步设计夹子的两上臂至中间 盘中间的距离为300mm,两下臂至中间盘中心距离为800mm,且本实用新型设计夹子在夹住 被困者并受到最大压强时,两下臂张开的距离为400_,查阅资料可知,人胸部承受的压强 在lOOOOpa为宜。
[0010] 设计下臂的两个夹头夹紧被困者时与被困者接触面积为
[0011] s= 250*60 = 1 5000mm2
[0012] 夹头受到水平方向上的力为
[0013] F= 15000X1(Γ6Χ10000 = 150N
[0014] 由下臂至中间盘中心距离为800mm、其端部距中心线为200mm,则下臂与中心线夹 角为
[0015] β=arcsin(200 + 800)= 15°
[0016] 夹头所受的水平力可分解为垂直于下臂的力Fi和沿下臂方向的力F2,且由几何关 系知F与?1夹角亦为15°,由此可得:
[0017] F! =FXcosl5 = 145N
[0018] 又由力矩的平衡,知
[0019] f;X800 = 8XX353 = 414.29Λ,
[0020] Fa =FnXtan37 = 312. 19N
[0021] 故有弹簧刚度K:
[0022] Κ=Fa+AS= 312. 19+ (5_2)Ν/Μ= 1· 04Χ105Ν/Μ
[0023] 两上臂与中心线的夹角亦为15度,则由力矩平衡可知
[0024] 8X6X35= &X300 3巧=386.67
[0025] 由几何性质可知:30.92°即绳子拉住两臂的夹角为30.92°即可计算式中 匕为绳子拉力可预计为150Kg(为救援人员与夹子重量之和),也就是八根弹性刚度为 1. 04X105的弹簧便可以满足150Kg以内的重量,通过上述合理计算,本实用新型中救生夹 安全可靠。所以只用根据上述公式计算出弹簧的刚度,选择适合的弹簧便可以确保整个装 置的安全性。
[0026] 本实用新型的有益效果:
[0027] 1.本实用新型的井下夹持部分两夹持臂之间的张开状态采用棘轮机构控制,棘轮 机构为单向运动,可以确保在上升过程中,两夹持臂只会成夹紧状态,不会张开,避免了二 次坠落,保证了救援过程的安全性;
[0028] 2.本实用新型的井下夹持部分还设置有恒力机构,该机构可以简单的控制定量的 夹持力,保证了在夹紧被救者的同时,又可以避免因加持力过大而对人体造成伤害;
[0029] 本实用新型的结构简单、操作方便,可以实现快速救援,并能避免二次坠落给落井 者带来二次伤害,其使用安全,完全可以代替人进入井内救人,降低救援工作的难度,减少 救援者的危险。

【专利附图】

【附图说明】
[0030] 图1是本实用新型的纵向剖面视图;
[0031]图2是本实用新型的侧面示意图;
[0032]图3是本实用新型中夹柄与夹臂的连接控制盘的剖视图。
[0033]图中:1一底座,2-主绳控制绞盘,3-副绳控制绞盘,4、5-左、右夹柄,6、7-左、 右夹臂,8-夹柄夹臂连接控制盘,8-1-棘轮机构,8-2-卡盘,8-3-中心转轴,9 一主绳, 10一副绳,11 一控制手柄,12-恒力机构,12_1-固定盘,12_2-弹黃机构固定槽,12-3- 弹簧,12-4-固定销,12-5-球销,13-球槽,14 一支架。

【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。图1、2中,所述一种深井恒力救生夹, 包括井上控制机构和井内固定夹,其特征在于:所述井上控制机构由底座1和主绳控制绞 盘2和副绳控制绞盘3组成,主绳控制绞盘2和副绳控制绞盘3分别通过支架14固定在底 座1上,每个绞盘分别设有控制手柄11,两个绞盘并排设置,两个控制手柄分别设置两侧; 所述井内固定夹包括左、右夹柄4、5、左、右夹臂6、7和夹柄夹臂连接控制盘8,左、右夹柄4、 5分别通过主绳9与主绳控制绞盘2连接,主绳9为一根,其上端固定在主绳控制绞盘2上, 然后绕着主绳控制绞盘2缠绕多圈后另一端分叉成两根分别固定左、右夹柄4、5上,一般固 定在两个夹柄的末端,通过主绳控制绞盘2的转动来收紧或松开主绳,从而控制两夹柄使 救生夹在救援过程中保持恒力;所述左、右夹臂6、7分别通过副绳10与副绳控制绞盘3连 接,副绳10也是一根,其上端固定在副绳控制绞盘3上,下端分叉成两根分别固定在左、右 夹臂6、7的中间部位,通过副绳控制绞盘3转动来收紧或松开副绳,从而控制两夹臂的张开 或收拢,所述左、右夹臂6、7均为L型,其前端呈钩状,可以很容易夹住被救者。
[0035]如图3所示,所述夹柄夹臂连接控制盘8依次由棘轮机构8-1、卡盘8-2和恒力机 构12通过中心转轴8-3连接而成,棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机 构,将连续转动或往复运动转换成单向步进运动,确保在上升过程中,两夹持臂只会成夹紧 状态,不会张开;所述恒力机构12包括固定盘12-1和4-6个恒力弹簧机构,在固定盘12-1 内开设有与恒力弹簧机构数目相等的恒力弹簧机构固定槽12-2,每个恒力弹簧机构固定槽 12-2与中心转轴8-3平行;每个恒力弹簧机构由弹簧12-3、设置在弹簧尾端的固定销12-4 和设置在弹簧前端的球销12-5组成,弹簧12-3通过固定销8-7固定在恒力弹簧机构固定 槽12-2内,并通过其前端的球销12-5卡入对应开设在卡盘8-2上的球槽13内,并通过卡 盘8-2与棘轮机构8-1卡紧。
[0036]如图1所示,其中一夹柄和相同侧的夹臂分别固定在棘轮机构8-1的上下端,另一 侧夹柄固定在恒力机构的固定盘12-1上侧,与其相同侧的夹臂固定在卡盘下端;一般是左 夹柄4和左夹臂6分别固定在棘轮机构8-1的上下侧,右夹柄5固定在恒力机构的固定盘 12-1上侧,右夹臂7固定在卡盘8-2的下侧;棘轮机构8-1的转动可以带动左夹柄4和左 夹臂6向同一个方向转动,恒力机构的转动可以带动右夹臂7的转动,卡盘可以控制右夹柄 5 〇
[0037]本实用新型使用时,救援人员通过副绳控制绞盘3拉住副绳,此时主绳处于松弛 装置,井内固定夹在自身的重力下慢慢进入井内,此时副绳给井内固定夹一个拉力,便会控 制左、右夹臂6、7张开,当井内固定夹下降到被困人员附近,被困人员将两夹臂分别置于腋 下并通知救援人员已夹好。救援人员拉动通过主绳控制绞盘2回卷主绳9,同时松开副绳控 制绞盘3,使副绳处于松弛状态,在上升过程中左、右夹臂6、7在自身的重力作用下处于状 态。由于人体重力,连接在恒力机构12上的夹柄带动恒力机构12转动,并对卡盘8-2产生 一定力矩,使卡盘也作相应的转动,使左、右夹臂6、7夹紧人体。如果作用在卡盘8-2上力 矩超过预先设定值(即根据计算得出的安全值)时,球销12-5与球槽13会出现打滑现象, 使卡盘8-2维持在一定力矩范围内,这样作用在人体上压力维持在一定值,通过计算左、右 夹臂6、7与人体接触部分面积可使人体所受压强在人体舒适压强范围内(lOOOOpa内)。
【权利要求】
1. 一种深井恒力救生夹,包括井上控制机构和井内固定夹,其特征在于:所述井上控 制机构由底座(1)、主绳控制绞盘(2)和副绳控制绞盘(3)组成,主绳控制绞盘(2)和副绳 控制绞盘(3)分别通过支架(14)固定在底座(1)上;所述井内固定夹包括左、右夹柄(4、 5)、左、右夹臂(6、7)和夹柄夹臂连接控制盘(8),左、右夹柄(4、5)分别通过主绳(9)与主 绳控制绞盘(2)连接,左、右夹臂(6、7)分别通过副绳(10)与副绳控制绞盘(3)连接;所述 夹柄夹臂连接控制盘(8)依次由棘轮机构(8-1)、卡盘(8-2)和恒力机构(12)通过中心转 轴(8-3)连接而成,恒力机构(12)通过卡盘(8-2)与棘轮机构(8-1)卡紧,其中一夹柄和 相同侧的夹臂分别固定在棘轮机构(8-1)的上下端,另一侧夹柄固定在恒力机构(12)的上 端,与其相同侧夹臂固定在卡盘下端。
2. 根据权利要求1所述的深井恒力救生夹,其特征在于:所述恒力机构(12)包括固定 盘(12-1)和4-6个恒力弹簧机构,在固定盘(12-1)内开设有与恒力弹簧机构数目相等的 恒力弹簧机构固定槽(12-2),每个恒力弹簧机构固定槽(12-2)与中心转轴(8-3)平行;每 个恒力弹簧机构由弹簧(12-3)、设置在弹簧尾端的固定销(12-4)和设置在弹簧前端的球 销(12-5)组成,弹簧(12-3)通过固定销(12-4)固定在恒力弹簧机构固定槽(12-2)内,并 通过其前端的球销(12-5)卡入对应开设在卡盘(8-2)上的球槽(13)内。
3. 根据权利要求1所述的深井恒力救生夹,其特征在于:所述左、右夹臂出、7)均为L 型,其前端呈钩状。
4. 根据权利要求1所述的深井恒力救生夹,其特征在于:所述主绳控制绞盘(2)和副 绳控制绞盘(3)分别设有控制手柄(11)。
5. 根据权利要求1所述的深井恒力救生夹,其特征在于:所述主绳(9)的下端分别固 定在左、右夹柄(4、5)的柄端,所述副绳(10)的下端分别固定在左、右夹臂出、7)的中间部 位。
【文档编号】A62B99/00GK203861805SQ201420240341
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】熊禾根, 谢光, 郑佳奇, 范华丽, 钱国洁, 刘美凤 申请人:武汉科技大学

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