基本信息
- 项目名称：
- 便携式破障救援设备——合协式破碎镐
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品名为“便携式地震救援设备之合协式破碎镐”，它适用于地震等灾害救援现场的障碍物的破碎操作。它的动力来源于人的脚踏力，不受缺电、缺水、缺燃料等客观条件的影响，具有便携、灵活、破碎效果好等优点，是在大型救援设备无法进入和小空间操作的理想救援破拆障碍物设备。
- 详细介绍：
- 在灾害救援过程中，有些时候由于道路的中断、救援空间狭小等客观原因的影响，大型救援设备无法进入救援现场展开救援工作而耽误了宝贵的救援时间（如5.12汶川大地震），因此救援者在此类救援中急需一些专业、便携、高效的救援设备才能顺利、快速地完成救援任务。基于这些特点，我们小组成员通力合作，设计并制作出新型的“便携式地震救援设备——合协式破碎镐”，本作品的设计灵感来自2008年“5.12四川汶川大地震”的救援工作。它是一款轻便、效率高、易操作、成本低廉的地震救援设备，主要作用是破拆混凝土砖梁、石块等救援障碍物，以快速顺利打通救援通道。它由动力源机构和破碎执行机构两部分组成，两部分用钢丝软轴进行动力连接。它的源动力是多人在动力源机构上的脚踏合力，利用钢丝软轴传递给破碎执行机构，动力在破碎执行机构上通过一系列机构的传递，最后传至镐尖，镐尖撞击障碍物，从而达到破拆目的。它还能通过加减动力元件的个数和不同长度的弹簧增减破碎功效，能实现多人操作，适应不同环境和场合
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 通过相关调研，现国内外地震救灾使用的便携破障设备主要有几类：一是铁铲、钢钎、十字镐，这类设备的缺点是效率不高，在狭小空间内使用不便，且容易疲劳；二是气液压驱动的扩张器和剪断器、千斤顶，在动力大的同时又存在着压缩空气、油难以补充，无机械动力源时难以使用，体积庞大、不容易进入或带入救援现场等问题；三是近年来美国、韩国等国家发明的新型伸缩式混凝土破碎镐，优点是体积小，便于携带，镐头可换，可以适应于各种救援场合，且操作过程中所需要空间少，便于在狭小空间操作，方便灵活，但同时存在着破碎效率低，操作手容易疲劳，价格较昂贵等缺点。 结合上述便携式破障救援设备之破碎器械的优缺点，确定了具有创新性的产品设计方向——轻便、效率高、易操作、成本低廉，我们小组成员通力合作，设计并制作出新型的“便携式破障救援设备——合协式破碎镐”。 为了达到大动力，易在狭小空间使用，不易疲劳，易携带保养的要求，需要解决以下几个难点，这也是本产品的创新点、技术关键和主要技术指标。为了实现多人协作在狭小空间使用的特点，必须使动力机构与破碎机构分离，且互成一定角度后仍能继续工作，同时手把设计成可拆卸，以便在极端狭小的环境中使用；为了实现不易疲劳的特点，人力做功应采用比较自然的动作；为了实现方便携带保养的要求，该破碎镐应设计成各部分便于拆卸，且达到互换性要求；为了降低成本，各部分应尽量采用标准件；为了提高机械效率，在动力传递的过程中要想办法减少摩擦阻力。
科学性、先进性
- 将破碎镐动力源机构和破碎执行机构分开，破碎执行机构可以伸入狭小空间里面进行单独的破碎工作。动力源机构通过长钢丝软轴与破碎执行机构的连接，可以放置于空旷的平整地面使用，而不受空间的制约。 采用三人脚踏合力做功方式可以每次提供足够大的功，做功效果明显，且效率高，操作人员不宜疲劳。 本作品还能通过加减动力元件的个数和更换不同直径的弹簧增减破碎功效，能实现二到四人的同时操作，适应不同场合。 全套机构中的零件结构简单，维修方便，且密封较好，能较好地防尘防污。本作品的重量预计15kg，且两部分能够分开携带，手柄能够拆卸。破碎部分重约10kg，能够满足一人轻便背负携带的要求。 本作品还能够通过更换不同的镐头进行不同的任务，比如装上燕尾型镐头后能对锁、钢筋、铁链等的进行剪短，换上钢钎套后能实现打桩操作，有不易砸伤掌钎人的优点。
获奖情况及鉴定结果
- 1、2008年12月被批准为某校2008年下半年大学生科研立项项目； 2、2008年10月获某校某系“便携式救援机械装置创新设计竞赛”一等奖； 3、2009年6月通过第四届“挑战杯”某省区大学生课外学术科技作品竞赛预赛、复赛和决赛，被推荐参加第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物 产品 现场演示 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 破碎者扛着破碎执行机构压靠对准在待破碎物表面上（最好是垂直对准），踩踏者反复地将动力源机构的踏板踩下获取镐头破碎动力（三人同时用力踩踏，动力的效果更好）。动力源机构操作简单，当人手不够时，完全可以邀请一些不具备救援经验的志愿者在专业人士的指挥下参与踩踏获取动力的工作，破碎者只需把破碎执行机构压靠在障碍物上即可。踩踏者可以轮流休息，抢救工作能更顺利开展。当三人同时开始踩踏踏板时，人的脚踏合力转化为钢丝软轴的拉力，钢丝软轴通过破碎执行机构传递到镐尖，此时即可轻松完成破拆。 本作品轻便、效率高、易操作、成本低廉，零件结构简单，容易实现大批量生产，且功效较好，容易推广，填补了国内外缺乏中大功率人力冲击锤的空白，市场前景可观。本作品还能通过加减动力元件的个数和不同长度的弹簧增减破碎功效，适用于地震救援、矿山、冶金、铁路、公路、市政工程、建筑业等多个领域的破障、地基夯实、打孔、打桩等工作场合。
同类课题研究水平概述
- 近年来国内外陆续研发出一些新型的破障工具和设备，它们的优点是体积小质量轻，便于携带，镐头可换，可以适应于各种救援场合，且操作过程中所需要空间少，便于在狭小空间操作，方便灵活，但同时存在着破碎功偏小，破碎效率低，操作手容易疲劳，价格较昂贵的缺点。由于我们的设计制作的作品创新点较多，在国内外无类似产品可做比较，先暂选一款美国的手动破拆工具和国内的YC系列液压机械破碎锤进行比较。 与美国产的纯手动的破碎工具相比，本作品的冲击功是其的10倍多，重量只比其重50%，而且由于脚踏者不必是抢险专业人士，可以随时的更换，轮流休息，持续性要好得多。且美国的这套工具售价2万元人民币，我们的产品的设计制作费用不到2千元人民币。 与国产的YC系列优质液压破碎锤相比，本作品的单次冲击功相当于它们的中型产品YC300的冲击功，但是本作品的重量只有其的八分之一，以上数据还没有算上其动力站的质量，如果加上，更尽显本作品的便携优势。
