[发明专利]一种适用于狭小空间的深井救援机器人及救援方法

说明书

本发明具体涉及一种通过能力强、救援及时、便于携带的适用于狭小空间的深井救援机器人及救援方法。所述的机器人包括椭圆球壳形探路体、多个球壳形救援体；探路体、救援体各自的上端面相应位置设置四旋翼或六旋翼式飞行机构，探路体的外侧面上、沿竖直方向设置两排水平环形排列的支腿组，每排支腿组包括多个可自动伸缩的折叠式支腿；救援机器人可以依靠飞行机构或支腿在井下实现飞行运动或爬行运动，体积紧凑且可以满足水下救援，探路体下降时遇到障碍物可以进行躲避，通过能力强，适合狭小空间救援。探路体下降时绘制第一类深井地图、第二类深井地图有利于提高救援体、探路体的下降速度以及上升速度。

技术领域

本发明涉及深井救援技术领域，特别涉及一种适用于狭小空间的深井救援机器人及救援方法。

背景技术

在我们的生活环境中存在着大量各种不同用途的孔、洞，如废弃机井、矿井、探井、管道、建筑基桩孔、排污深井等。由于各种原因使人或物意外落入其中的事件时有发生，而目前的救援方式仍需要用绳索吊起施救人员，施救人员深入井下寻找待救人员，由于这一类井、孔大多直径较小空气流通较差甚至含有毒气体使得施救人员的救援危险和难度都很大，甚至会导致施救人员昏迷，而有的孔洞过于狭小，施救人员难以进入。

为了克服现有救援方式的不足，已有相应的发明，例如CN201010032458.7中所述的一种小直径深井救援器，该方案包括1个定管，1个动管，1个护板开合调节管，1个托板，2个护板，3个直流电机其中一个为动管升降电机、一个为托板摆动电机、一个为护板开合电机，3个观察摄像头，3个照明灯，1套语音通话器，1根通气软管，1个12V直流便携式气泵(或氧气瓶)，1个12V便携式直流电源，1台小型笔记本电脑及相应的电器控制开关和连接电缆线等；该装置可以实现施救人员在地面上通过小直径深井救援器对井下被困对象实施救援，避免了让施救人员直接进入深井，且救援器的尺寸可以适应较狭窄孔洞。但是该发明存在以下问题：

1.该救援器下降过程是由现场人员操作，而很多孔、洞并不是垂直设置，而是存在斜度或弧度，且井内无光照，能见度很低，这种情况下为了避免磕碰，救援器下降的速度往往很慢，特别是井内存在井水，机器人需要先悬空下降一段距离再进入水中下潜时，下降及下潜的速度难以掌握，往往导致救援不及时；而当救援器抓住待救人员向上运动时，一般是在井口拉拽绳索将救援器拉起，同样需要注意救援器上方的地理环境，导致救援器上升速度缓慢，而深井救援的一个非常重要的问题就是施救时间短，施救速度决定了施救效果，因此该救援器实际使用过程中的施救效果不甚理想。

2.有的废井较深，为了防止救援绳不够的情况，往往需要准备很长的备用救援绳，导致机器人的体积大且难以携带。

3.若在深井中遇到沿深井截面横向突出的障碍物，该救援器无法躲避绕行，适用范围有限。

发明内容

针对上述问题，本发明目的是提供一种通过能力强、救援及时、便于携带的适用于狭小空间的深井救援机器人及救援方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于狭小空间的深井救援机器人，所述的机器人包括水平设置的椭圆球壳形探路体、多个球壳形救援体，沿竖直方向、探路体与救援体之间、相邻救援体之间通过救援绳相互连接成可拆卸式的串联结构，救援体位于探路体上方，救援绳与探路体、救援体分别连接的端头处设置自动连接/分离机构，自动连接/分离机构包括分别设置在探路体外表面上端凹槽内、救援体外表面上端凹槽内，可沿竖直方向伸缩的第一电动活塞杆，第一电动活塞杆的端头设置挂环；所述的救援体外表面下端与救援绳的一端连接，救援绳的另一端与电动挂钩连接，挂环与电动挂钩的尺寸相适应。

所述救援体的球半径尺寸小于或等于探路体的水平面截面上其椭圆短轴尺寸；所述的探路体、救援体各自的上端面相应位置设置四旋翼或六旋翼式飞行机构，飞行机构包括六角星形状的支架，支架上相应位置分别安装飞行旋翼、蓄电池、速度传感器、陀螺仪、旋翼驱动电机；