一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，包括控制箱总成，所述控制箱总成位于巡检机器人前部，提供动力控制和视觉识别的检测控制；机架总成，所述机架总成用于固定限速器、张紧总成和导向总成，所述限速器在巡检机器人速度大于设置值时，限速器抱死，所述张紧总成用于张紧皮带驱动，所述导向总成实现巡检机器人在轨道上的导向；电池箱总成，所述电池箱总成为巡检机器人提供动力，采用无线充电方式；提升架总成，所述提升架总成用于安装下部相机，实现下皮带的巡检。本发明专利技术专利所提出的智能巡检机器人可实时采集、传输、识别设备沿线的图像，动态监测胶带输送机的上部异物，实时监测巷道内烟雾和粉尘情况。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人
本专利技术涉及巡检机器人
，特别是涉及一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人。
技术介绍
以煤为主的能源结构是我国能源资源赋存现状的必须选择，并将长期存在，随着浅层煤炭资源的日趋减少，煤炭开发向深部转移，将面临地质条件不清、威胁不明、灾害多发的危险采矿环境，采用智能化技术，可减少井下作业人数，降低发生安全事故概率，是保障煤矿生产安全的重要手段，也是我国大力倡导的先进技术。随着煤矿开采的不断发展，大力推进“机械化换人、自动化减人、智能化无人”绿色智慧矿山建设，逐渐提出了智慧矿山的需求。机器人作为一种战略性高科技技术，已经在工业领域，人工交互领域取得了显著成效。将巡检机器人应用于智慧矿山建设，可减小工作面人工数量，降低工人劳动强度，提高工作效率。井下带式运输机是煤炭生产的重要设备，其运行效率直接关系到煤矿的生产能力，一旦井下带式运输机出现故障，将直接导致井下煤炭采运系统无法正常工作，严重影响煤矿的生产进程。因此，为确保井下带式运输机的正常运行，保证煤矿生产正常进行，就必须提高井下带式运输机的管理和维护水平。目前，工作面皮带输送机普遍存在：皮带撕裂、跑偏、打滑、托辊断裂、设备异响、煤炭中含有锚杆及堆煤、堵煤、危险区域人员违规入侵等异常违规现象和故障。一旦皮带输送机工作过程中出现故障，轻则影响工作效率，重则会造成人员生命安全。因此，如何有效对皮带输送机运动状态进行实时监测和预警成为亟待解决的共性问题。目前，现有的监控巡检方式有两种：人工巡检和无线摄像仪监控。人工巡检增加了企业用工成本，由于井下皮带运输大巷距离长、湿气重、光线差，常常给带式运输机的巡检工作带来很大困难。在实际的井下生产过程中，仅仅依靠人力巡检往往难以保障带式运输机生产万无一失。井下巷道的巡检工作单调乏味，巡检过程中，工作人员很难保证时刻注意力集中，甚至出现少检漏检、消极应付等现象。这些现象的出现，导致了巡检质量的严重下滑。无线摄像仪只能监控一些重点部位，而不能对整条传输皮带进行监控。因此，现有的巡检方法给煤矿井下带式运输机的安全生产具有较大的隐患。目前，皮带输送机的巡检方式大都以人工为主，主要通过工人感官对皮带的运输状态进行判断，巡检效率低，误差较高，且人工成本高，可靠性低。此外，一部分矿井开始采用胶带式巡检机器人，通过轨道吊挂安装，巡检机器人驱动轮在轨道上行走，主要功能为检测皮带机的破损情况、托辊异响等。此类巡检机器人适用于现场环境较好、干燥的场合，在环境恶劣、潮湿的环境下运行，而煤矿井下工作环境恶劣，机器人需要克服爬坡、粉尘等极端复杂环境，容易产生打滑现象，给巡检工作带来不利影响。在出现机器人故障时，机器人本身会沿着轨道下滑，没有一种切实可行的制动设备。因此，需要一种能在环境恶劣、潮湿的环境运行的巡检机器人，运行时不会打滑，且具备爬坡能力，同时能够实现故障状态下的安全制动。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，主要解决了机器人大倾角爬坡运行、代替人工巡检及实现安全制动等问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，包括控制箱总成，所述控制箱总成位于巡检机器人前部，提供动力控制和视觉识别的检测控制；机架总成，所述机架总成用于固定限速器、张紧总成和导向总成，所述限速器在巡检机器人速度大于设置值时，限速器抱死，所述张紧总成用于张紧皮带驱动，所述导向总成实现巡检机器人在轨道上的导向；电池箱总成，所述电池箱总成为巡检机器人提供动力，采用无线充电方式；提升架总成，所述提升架总成用于安装下部相机，实现下皮带的巡检；驱动总成，所述驱动总成提供巡检机器人的行走动力；夹紧总成，所述夹紧总成提供巡检机器人与轨道之间的张紧力。进一步地，所述控制箱总成包括防爆壳体，所述防爆壳体的水平切面为凸形，所述防爆壳体表面设置有两个透视窗，所述透视窗为相机和照明装置提供视窗，所述防爆壳体的凸出拐角处设置有若干接线端子，所述防爆壳体内部一侧安装驱动电机，另一侧安装有控制器，所述防爆壳体表面设置有提升带轮和驱动链轮，所述提升带轮与提升架总成相连接，所述驱动链轮与行走轮相连。进一步地，所述限速器包括限速器安装座，所述限速器安装座表面设置有一对棘爪，所述棘爪中部分别设置有棘爪限位柱，两个棘爪限位柱之间通过调节弹簧连接，所述限速器安装座表面分散设置有若干止动销轴，所述棘爪在一定速度下被甩出，通过碰撞并卡入所述止动销轴实现制动，所述调节弹簧用于调节棘爪甩出的速度，实现不同速度下的制动保护。进一步地，所述电池箱总成包括设置在电池箱内部的可充电电池，所述可充电电池通过无线充电线圈实现电池的充电。进一步地，所述提升架总成包括提升架，所述提升架一端设置有相机安装架，另一端安装有提升安装架，所述提升架采用平行四边形结构，使提升架升降过程中相机安装架始终保持水平；所述提升架中部横向设置有若干提升托辊，所述提升托辊中部与提升皮带相连接，通过驱动电机带动提升皮带卷绕，实现提升架总成的升降动作，所述提升安装架固定在电池箱下方，所述相机安装架用于安装视觉识别用相机。进一步地，所述夹紧总成包括夹紧支座，所述夹紧支座两端通过螺栓与机架总成固定，通过调整螺栓长度实现夹紧力调整，所述夹紧支座内部设置有夹紧轮，所述夹紧轮采用包胶轮结构，压紧在轨道底面上；所述夹紧支座边框表面设置有若干夹紧压块，所述夹紧压块将夹紧轮轴固定在夹紧支座上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）夹紧总成布置在巡检机器人下方，采用竖直压紧方式，有效利用重力及其分力作用，节省功率浪费，实现大倾角下防滑驱动。（2）巡检机器人配置有限速器装置，采用棘爪和棘爪限位柱，根据离心原理，通过调节弹簧实现不同速度下限速保护，防止巡检机器人因断轴、断带下速度失控。（3）电池箱总成采用无线充电方式，避免了有线充电下的对接困难。（4）本专利技术专利所提出的智能巡检机器人具备无线供电、自动行走等功能，可实时采集、传输、分析、识别设备沿线的图像，并在胶带输送机运行过程中替代巡检人员进入环境较为恶劣、存在危险因素的主运斜巷沿线，动态监测胶带输送机的上部异物，快速对比胶带的边缘形态，逐台检测并生成双侧托辊、中间托辊和皮带底部托辊的旋转包络图形，实时监测巷道内烟雾和粉尘情况，从而防止胶带纵向撕裂、违章乘坐等问题，及早发现“跑偏”和“撕边咬边”等隐患。附图说明图1为本专利技术煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的结构示意图；图2为本专利技术的驱动装置的结构示意图；图3是本专利技术的限速器的结构示意图；图4是本专利技术的提升架总成结构示意图；图5是本专利技术的夹紧总成结构示意图。其中：1-控制箱总成，1-1-透视窗，1-2-防爆壳体，1-3-接线端子，1-4-提升带轮，1-5-驱动链轮，1-6-驱动电机，2-机架总成，3-限速器，3-1-限速器安装座，3-2-棘爪，3-3-棘爪限位柱，3-4-调节弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，其特征在于：/n包括控制箱总成（1），所述控制箱总成（1）位于巡检机器人前部，提供动力控制和视觉识别的检测控制；/n机架总成（2），所述机架总成（2）用于固定限速器（3）、张紧总成（4）和导向总成（7），所述限速器（3）在巡检机器人速度大于设置值时，限速器（3）抱死，所述张紧总成（4）用于张紧皮带驱动，所述导向总成（7）实现巡检机器人在轨道上的导向；/n电池箱总成（5），所述电池箱总成（5）为巡检机器人提供动力，采用无线充电方式；/n提升架总成（6），所述提升架总成（6）用于安装下部相机，实现下皮带的巡检；/n驱动总成（8），所述驱动总成（8）提供巡检机器人的行走动力；/n夹紧总成（9），所述夹紧总成（9）提供巡检机器人与轨道之间的张紧力。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，其特征在于：
包括控制箱总成（1），所述控制箱总成（1）位于巡检机器人前部，提供动力控制和视觉识别的检测控制；
机架总成（2），所述机架总成（2）用于固定限速器（3）、张紧总成（4）和导向总成（7），所述限速器（3）在巡检机器人速度大于设置值时，限速器（3）抱死，所述张紧总成（4）用于张紧皮带驱动，所述导向总成（7）实现巡检机器人在轨道上的导向；
电池箱总成（5），所述电池箱总成（5）为巡检机器人提供动力，采用无线充电方式；
提升架总成（6），所述提升架总成（6）用于安装下部相机，实现下皮带的巡检；
驱动总成（8），所述驱动总成（8）提供巡检机器人的行走动力；
夹紧总成（9），所述夹紧总成（9）提供巡检机器人与轨道之间的张紧力。


2.根据权利要求1所述的煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，其特征在于：所述控制箱总成（1）包括防爆壳体（1-2），所述防爆壳体（1-2）的水平切面为凸形，所述防爆壳体（1-2）表面设置有两个透视窗（1-1），所述透视窗（1-1）为相机和照明装置提供视窗，所述防爆壳体（1-2）的凸出拐角处设置有若干接线端子（1-3），所述防爆壳体（1-2）内部一侧安装驱动电机（1-6），另一侧安装有控制器，所述防爆壳体（1-2）表面设置有提升带轮（1-4）和驱动链轮（1-5），所述提升带轮（1-4）与提升架总成（6）相连接，所述驱动链轮（1-5）与行走轮相连。


3.根据权利要求1所述的煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人，其特征在于：所述限速器（3）包括限速器安装座（3-1），所述限速器（3）安装座表面设置有一对棘爪（3-2），所述棘爪（3-2）中部分别设置有棘爪限位柱（3-3），所述棘...

【专利技术属性】
技术研发人员：程德强，徐辉，周圆，寇旗旗，查伟，张晓伟，倪振华，
申请(专利权)人：中国矿业大学，江苏博一矿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32