[發明專利]一種深井自動探測救援機器人及救援方法

有效

• 申請號: 201710194611.8
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106823188B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陳子龍;徐曉惠;彭憶強
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: A62B99/00
• 分類號: A62B99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明具體涉及一種通過能力強、救援及時、可適應井內復雜環境的深井自動探測救援機器人及救援方法。所述的機器人包括探路體，探路體的通孔內穿過救援繩，救援繩上還掛設多個救援體，探路體的底端分別設置探路器、第一處理器，紅外熱成像儀、海拔高度計、攝像頭、救援機構；救援體內設置無線路由器、第二處理器；探路體負責探路定位、現場施救，救援體負責現場輔助施救及快速上升，機器人體積緊湊，通過能力強；探路體的下降時繪制第一類深井地圖、第二類深井地圖有利于提高救援體、探路體的下降及上升速度；深井中有水時，探路體的輪轂電機保證其下降速度，救援體的電梯式升降驅動機構保證其下降速度，環境適應性強。

技術領域

本發明涉及深井救援技術領域，特別涉及一種深井自動探測救援機器人及救援方法。

背景技術

在我們的生活環境中存在著大量各種不同用途的孔、洞，如廢棄機井、礦井、探井、管道、建筑基樁孔、排污深井等。由于各種原因使人或物意外落入其中的事件時有發生，而目前的救援方式仍需要用繩索吊起施救人員，施救人員深入井下尋找待救人員，由于這一類井、孔大多直徑較小空氣流通較差甚至含有毒氣體使得施救人員的救援危險和難度都很大，甚至會導致施救人員昏迷，而有的孔洞過于狹小，施救人員難以進入。

為了克服現有救援方式的不足，已有相應的發明，例如CN201010032458.7中所述的一種小直徑深井救援器，該方案包括1個定管，1個動管，1個護板開合調節管，1個托板，2個護板，3個直流電機其中一個為動管升降電機、一個為托板擺動電機、一個為護板開合電機，3個觀察攝像頭，3個照明燈，1套語音通話器，1根通氣軟管，1個12V直流便攜式氣泵(或氧氣瓶)，1個12V便攜式直流電源，1臺小型筆記本電腦及相應的電器控制開關和連接電纜線等；該裝置可以實現施救人員在地面上通過小直徑深井救援器對井下被困對象實施救援，避免了讓施救人員直接進入深井，且救援器的尺寸可以適應較狹窄孔洞。但是該發明存在以下問題：

1.該救援器下降過程是由現場人員操作，而很多孔、洞并不是垂直設置，而是存在斜度或弧度，且井內無光照，能見度很低，這種情況下為了避免磕碰，救援器下降的速度往往很慢，而當救援器抓住待救人員向上運動時，一般是在井口拉拽繩索將救援器拉起，同樣需要注意救援器上方的地理環境，導致救援器上升速度緩慢，而深井救援的一個非常重要的問題就是施救時間短，施救速度決定了施救效果，因此該救援器實際使用過程中的施救效果不甚理想。

2.該救援器上設置了多種裝置，導致其重量、體積較大，難以實現小型化、輕量化，尤其是為了維持待救人員的生命而攜帶的氧氣瓶或氣泵體積往往很大，進一步導致救援器升降速度降低。

3.該救援器下降至一定深度后，可能會因為與地面之間的距離過遠而導致無法傳輸信號，這種情況下救援器無法使用，且無法收回。

4.若在深井中遇到沿深井截面橫向突出的障礙物，該救援器無法躲避繞行，適用范圍有限。

專利CN201610102781.4中所述的基于Wifi的井下機器人通信控制系統，該系統在多跳Wifi網絡技術的基礎上，提出了新的臨時Wifi網絡的建設方法，可使井下機器人的無線通信距離隨機器人的行進而不斷增長，保證井下機器人與控制設備的通信。解決了在礦井內的原有無線通信系統無法使用的情況下，井下機器人與控制設備的無線通信距離有限的問題。該專利解決了機器人井下救援時的通信問題，但是仍未解決救援速度、救援器躲避障礙物等問題。

專利CN201610384423.7中所述的一種井下巷道高精度三維模型掃描設備與方法，該設備包括無人飛行器攜帶測距模塊，能夠在巷道中自動巡航飛行，飛行過程中測距模塊將所有經過的巷道斷面的點都進行測距，再結合多種傳感器的數據，將這些測距結果通過配套軟件生成巷道的高精度三維點云圖，進一步將點云圖進行網格化處理，最終得到巷道的高精度三維模型。該發明利用激光測距能夠獲得極高的精度且不受光線條件的影響；該方案可以實現井下巷道斷面建模，但是由于采用飛行器，對于井內復雜環境難以適應，遇到障礙物無法躲避，且該設備只能實現建模，無法開展救援工作，也未解決如何提高救援速度的問題。