基于機(jī)井救援的機(jī)械手設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、（第設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于機(jī)井救援的機(jī)械手設(shè)計(jì)馮新剛，張新予，杜小兵（江西理工大學(xué)，江西贛州 341000）摘要：由于機(jī)井的井口小且深，消防部隊(duì)目前也比較缺乏專(zhuān)用的機(jī)井救援設(shè)備， 使得現(xiàn)有救援方法存在諸多缺陷。提出了一種用于機(jī)井救援的機(jī)械手設(shè)計(jì)，機(jī)械 手采用仿生學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)井口小且深的機(jī)井救援 操作靈活，救援快捷，達(dá)到預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：機(jī)井救援；機(jī)械手；三自由度 +中圖分類(lèi)號(hào)：TD774文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1003 496X （2011） 06 0088 021關(guān)節(jié)為移動(dòng)關(guān)節(jié)，第2關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，第3關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，救援機(jī)械手的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1所示。0引言通過(guò)對(duì)目前有關(guān)于

2、解救落井人員資料的研究和 分析，發(fā)現(xiàn)由于機(jī)井的井口都比較小且深，而且消防 部隊(duì)缺乏專(zhuān)用的機(jī)井救援設(shè)備，使得現(xiàn)有救援方法 存在諸多缺陷。首先，救援效率低；其次，救援難度 大，不能及時(shí)做出救援方案；第三，救援過(guò)程具有潛 在的安全隱患?，F(xiàn)在常用倒掛的方式將救援人員吊 容易造成救援人員因大腦充血而昏迷，受難入井中， 者也常在營(yíng)救過(guò)程遭到二次傷害。設(shè)計(jì)的機(jī)械手具 有動(dòng)作靈活、自動(dòng)化程度高、操作方便、救援可靠等 特點(diǎn)。1救援機(jī)械手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)救援機(jī)械手是機(jī)井救援設(shè)備的主要執(zhí)行部件， 它的主要功能就是將末端手爪移動(dòng)到落井人員的手 腕位置并實(shí)施救援。機(jī)械手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括機(jī) 械手的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、自由度、關(guān)節(jié)數(shù)目和

3、配置方式等， 其中機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式和自由度直接影響末端手爪 的作業(yè)空間、運(yùn)動(dòng)精度以及靈活性。1. 1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式和自由度的選擇由轉(zhuǎn)動(dòng)副R和移動(dòng)副P(pán)構(gòu)成的機(jī)械手手臂類(lèi)直角坐標(biāo)型3P、圓柱坐標(biāo)型RPP、球（極）坐標(biāo)型中, 型RRP和關(guān)節(jié)型3R是機(jī)械手的最基本形式。根據(jù) 機(jī)井救援的需要，采用關(guān)節(jié)型機(jī)械手，該結(jié)構(gòu)具有仿 人臂結(jié)構(gòu)，易于確定三維空間中的任意位置和姿態(tài)。 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)是由手臂和手腕的運(yùn)動(dòng)組合而成，手臂自由度主要確定機(jī)械手運(yùn)動(dòng)范圍，為此，手 臂有1個(gè)自由度，腕部自由度主要是用來(lái)調(diào)整末端 執(zhí)行器在空間的姿態(tài)，手腕有2個(gè)自由度。綜上所 述救援機(jī)械手設(shè)計(jì)為3個(gè)自由度，共有3個(gè)關(guān)節(jié)，第機(jī)械手爪連接塊5設(shè)計(jì)過(guò)行幺金開(kāi)發(fā)（2 89 70- 78.作者簡(jiǎn)介：馮新剛（1980-）,男，貴州六盤(pán)水人，講師，2002年畢業(yè)于江西理 工