一种轨陆双行进式矿用巡检机器人

专利2025-05-04  11


本发明涉及智能巡检机器人领域,具体涉及一种轨陆双行进式矿用巡检机器人。


背景技术:

1、巡检装置在矿山开采过程中广泛使用,随着科技的发展,其综合了各种传感器技术、嵌入式技术、安防技术、海量信息储存及无限传输与一体的复杂系统。

2、目前的矿用巡检机器人以轨道式为主,如专利号为cn 110181529 b的中国专利公开了一种矿用无人巡检机器人,导轨中部安装有爬坡组件,第一连接板底端连接有电池箱,引导口内部安装有滑块,第一电机一端通过转轴连接有第一主动轮,电池箱一侧设置有牵引组件,导轨中部安装有变道组件,转向板一侧中部固定安装有弹簧板,电池箱一侧设置有充电组件,充电板一侧位于定位槽正上方处固定安装有充电轨道,轨道式的巡检机器人一般只能够对铺设轨道的矿道进行巡检,但是在较为复杂的矿洞中,往往会存在轨道无法铺设到的位置,对其这些位置轨道式的巡检机器人无法很好的完成巡检工作,而轨道式的巡检机器人。

3、另一方面,矿区内灰尘杂质较多,容易堆积在轨道上,特别时雨季空气中较为潮湿的情况,轨道式的机器人常常会在行进过程中打滑,有时会遇到上坡困难的情况。

4、也存在一些地面行进式的矿用巡检机器人,如专利号为cn 116347029 a的中国专利公开了一种矿用履带巡检侦测机器人,包括用于远距离行走的底盘系统、抛投系统、基站系统、车体传感器组件、云台系统和控制系统,抛投系统设置在底盘系统上;基站系统为若干个,均设置在抛投系统内部,抛投系统驱动基站系统移动并抛出;车体传感器组件设置在底盘系统上,用于检测机器人周围的环境情况;云台系统设置在底盘系统上,用于对机器人周围环境进行监测;控制系统设置在底盘系统上,且与底盘系统、抛投系统、车体传感器组件和云台系统电连接,用于控制机器人的运行,此种地面行进式的巡检机器人需要在矿区内复杂的地形中行进并进行巡检,由于矿区的复杂地形而大都采用履带式,故而行进速度缓慢,也就造成了相较于轨道式的巡检机器人,其整体巡检的效率较低。


技术实现思路

1、发明目的:本发明为了克服现有技术存在的问题,提供一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,能够利用升降组件和切换平台自动上下轨道,完成行进方式的切换,便于该巡检机器人能够快速到达矿区内的复杂位置进行巡检,且在遇到轨道打滑的情况,能够自动退回上一个切换平台处改用地面行进模式行进,路过打滑路段后能够选择再次进入轨道向前行进。

2、为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:

3、一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,包括巡检机器人、轨道、控制终端和多个切换平台;所述巡检机器人包括安装架、与控制终端通过通讯连接的第一控制器、轨道行进组件、与轨道行进组件和切换平台进行配合使巡检机器人进入或脱离轨道并能够在地面行进的地面行进组件、矿用检测组件。

4、优选的,所述地面行进组件包括第一安装座,所述第一安装座上的两侧安装有轮胎组件,第一安装座上还安装有驱动轮胎组件的第一驱动轴和第一驱动电机,所述安装架的下端与第一安装座之间设置有用于控制第一安装座与安装架之间距离的升降组件,所述巡检机器人在轨道上行进时轮胎组件的底部到轨道的距离为a,切换平台到轨道的距离为b,升降组件的升降距离为c,a<b,c>b-a。

5、优选的,所述巡检机器人行进在轨道的下方,所述轨道行进组件包括对称设置的用于在轨道上方行进的行进轮、与行进轮传动连接的驱动轴、控制驱动轴转动的驱动电机、固定行进轮、驱动轴和驱动电机的第二安装座,所述第二安装座向下设置有连接座,所述安装架的上端开设有第一滑槽,所述滑槽的一端安装有控制电机,所述控制电机朝向第一滑槽的另一端连接有双向丝杆,所述双向丝杆的两个螺杆均连接有一个滑动安装在第一滑槽内的第一滑块,所述第一滑块与连接座固定连接。

6、本发明的一个主要发明点为能够完成巡检机器人自动的进入和脱离轨道,其主要原理为:需要脱离轨道时,巡检机器人到达其前方最近的切换平台处,若为行进时出现打滑的情况,也可以选择后退至经过的最后一个切换平台处,由于巡检机器人在轨道上行进时轮胎组件的底部到轨道的距离为a小于切换平台到轨道的距离为b,巡检机器人能够安全的到达切换平台上方,当巡检机器人到达切换平台上方后,利用升降组件增加巡检机器人第一安装座与安装架之间的距离,使得巡检机器人的轮胎组件降落到切换平台上,此时升降组件继续增加第一安装座与安装架之间的距离,使得行进轮上升脱离轨道,然后控制电机406控制双向丝杆转动,从而带动两个第一滑块向远离轨道中间的方向移动,继而带动行进轮脱离轨道,此时升降装置减小第一安装座与安装架之间的距离,待行进轮下降至轨道下方时及完成行进模式的切换,使得巡检机器人脱离轨道;若需要进入轨道,采用与上述脱离轨道相反的步骤控制巡检机器人即可。

7、优选的,所述轨道行进组件还包括安装在安装架上方中间的第三安装座,所述第三安装座的内部设置有第一液压缸,所述第一液压缸向上连接有第一液压轴,所述第一液压轴的上端连接有安装块,所述第三安装座的两侧开设有竖向的用于对安装块进行水平方向限位的第二滑槽,所述安装块的两端分别延伸至各自所在方向的第二滑槽的外端,所述安装块位于第二滑槽外端的位置向上延伸设置有竖向的第三滑槽,所述第三滑槽的底部向上设置有弹簧,所述弹簧的上端连接有滑动在第三滑槽内的第三滑块,所述第三滑槽一侧开设有开口,第三滑块延伸至开口外,所述第三滑块位于开口外的位置向上延伸设置有压紧轮安装板,压紧轮安装板安装有压紧轮轴,压紧轮轮轴连接有压紧轮。

8、利用压紧轮能够使得行进轮在行进时紧贴在轨道的上方,增加摩擦力,起到防滑的作用。并且通过第一液压缸带动压紧轮上升和下降,不仅能够在正常行驶时将压紧轮脱离轨道下方,提高巡检机器人行驶的能效,起到节能的作用,也能够在巡检机器人脱离轨道时,将压紧轮向下移动,避免脱离时与轨道的下方摩擦,影响压紧轮的使用寿命。

9、优选的,所述第一滑槽的底部偏离双向丝杆设置有接线开口,所述第一滑块延伸至接线开口的下端、所述第一滑块和连接座内部设置有空腔,所述空腔的顶部与第二安装座相连通,空腔的底部与安装架内部相连通。

10、能够将驱动电机的连接线很好的接入安装架内,能够避免行进组件的移动对连接线造成损害,提高装置的使用寿命。

11、优选的,所述升降组件包括安装在第一安装座内部的第二液压缸,所述第二液压缸向上连接有第二液压轴,所述第二液压轴的上端与安装架固定连接,所述第一安装座与安装架之间还设置有提高升降组件工作稳定性的滑杆,所述滑杆的一端与第一安装座固定连接,另一端与安装架滑动连接。

12、优选的,所述地面行进组件还包括设置在第二液压轴顶部的连接板,所述连接板与安装架的底板螺纹连接,所述第一安装座内安装有用于给地面行进组件与第二液压缸供电的独立蓄电池以及与控制终端通讯连接的第二控制器。考虑到在一些情况只需要该巡检机器人在轨道上进行巡检,采用上述的结构,能够便于将地面行进组件从巡检机器人上拆除,减少巡检机器人的重量,增加效能,提高了巡检机器人的巡检时间。

13、优选的,所述轮胎组件包括履带以及与履带传动连接的主动轮和从动轮,所述主动轮与第一驱动轴传动连接。

14、优选的,所述轨道为工字形轨道,所述切换平台与矿区地面之间设置有坡道。

15、优选的,所述检测组件包括安装在安装座上的可燃气体传感器、红外测温传感器、湿度传感器、超声波避障传感器,还包括高清广角摄像机和红外线热成像仪,还配套设置有照明灯。

16、有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:

17、该轨陆双行进式矿用巡检机器人能够利用升降组件和切换平台自动上下轨道,完成行进方式的切换,便于该巡检机器人能够快速到达矿区内的复杂位置进行巡检,且在遇到轨道打滑的情况,能够自动退回上一个切换平台处改用地面行进模式行进,路过打滑路段后能够选择再次进入轨道向前行进。


技术特征:

1.一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:包括巡检机器人(1)、轨道(2)、控制终端和多个切换平台(7);所述巡检机器人包括安装架(3)、与控制终端通过通讯连接的第一控制器、轨道行进组件(4)、与轨道行进组件和切换平台(7)进行配合使巡检机器人进入或脱离轨道(2)并能够在地面行进的地面行进组件(5)、矿用检测组件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述地面行进组件(5)包括第一安装座(51),所述第一安装座(51)上的两侧安装有轮胎组件(52),第一安装座(51)上还安装有驱动轮胎组件的第一驱动轴和第一驱动电机,所述安装架的下端与第一安装座(51)之间设置有用于控制第一安装座(51)与安装架(3)之间距离的升降组件(8),所述巡检机器人在轨道上行进时轮胎组件(52)的底部到轨道的距离为a,切换平台(7)到轨道的距离为b,升降组件(8)的升降距离为c,a<b,c>b-a。

3.根据权利要求2所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述巡检机器人行进在轨道(2)的下方,所述轨道行进组件(4)包括对称设置的用于在轨道上方行进的行进轮(401)、与行进轮传动连接的驱动轴(402)、控制驱动轴转动的驱动电机、固定行进轮(401)、驱动轴(402)和驱动电机的第二安装座(403),所述第二安装座(403)向下设置有连接座(404),所述安装架(3)的上端开设有第一滑槽(405),所述滑槽的一端安装有控制电机(406),所述控制电机(406)朝向第一滑槽的另一端连接有双向丝杆(407),所述双向丝杆(407)的两个螺杆均连接有一个滑动安装在第一滑槽内的第一滑块(408),所述第一滑块与连接座(404)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述轨道行进组件(4)还包括安装在安装架(3)上方中间的第三安装座(421),所述第三安装座的内部设置有第一液压缸(422),所述第一液压缸(422)向上连接有第一液压轴(423),所述第一液压轴(423)的上端连接有安装块(424),所述第三安装座(421)的两侧开设有竖向的用于对安装块进行水平方向限位的第二滑槽(425),所述安装块(424)的两端分别延伸至各自所在方向的第二滑槽的外端,所述安装块(424)位于第二滑槽外端的位置向上延伸设置有竖向的第三滑槽(426),所述第三滑槽的底部向上设置有弹簧(427),所述弹簧的上端连接有滑动在第三滑槽(426)内的第三滑块(428),所述第三滑槽(426)一侧开设有开口,第三滑块(428)延伸至开口外,所述第三滑块(428)位于开口外的位置向上延伸设置有压紧轮安装板(429),压紧轮安装板(429)安装有压紧轮轴,压紧轮轮轴连接有压紧轮(430)。

5.根据权利要求3或4所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述第一滑槽(405)的底部偏离双向丝杆设置有接线开口(409),所述第一滑块(408)延伸至接线开口的下端、所述第一滑块(408)和连接座(404)内部设置有空腔,所述空腔的顶部与第二安装座(403)相连通,空腔的底部与安装架(3)内部相连通。

6.根据权利要求2所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述升降组件(8)包括安装在第一安装座(51)内部的第二液压缸,所述第二液压缸向上连接有第二液压轴(81),所述第二液压轴(81)的上端与安装架(3)固定连接,所述第一安装座(51)与安装架之间还设置有提高升降组件(8)工作稳定性的滑杆(82),所述滑杆(82)的一端与第一安装座(51)固定连接,另一端与安装架滑动连接。

7.根据权利要求1或6所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述地面行进组件还包括设置在第二液压轴(81)顶部的连接板(83),所述连接板与安装架的底板(31)螺纹连接,所述第一安装座(51)内安装有用于给地面行进组件与第二液压缸供电的独立蓄电池以及与控制终端通讯连接的第二控制器。

8.根据权利要求2所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述轮胎组件(52)包括履带(521)以及与履带(521)传动连接的主动轮(522)和从动轮(523),所述主动轮(522)与第一驱动轴传动连接。

9.根据权利要求1所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述轨道(2)为工字形轨道,所述切换平台(7)与矿区地面之间设置有坡道(71)。

10.根据权利要求1所述的一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,其特征在于:所述检测组件包括安装在安装座上的可燃气体传感器(61)、红外测温传感器(62)、湿度传感器(63)、超声波避障传感器(64),还包括高清广角摄像机(65)和红外线热成像仪(66),还配套设置有照明灯(67)。


技术总结
本发明公开了一种轨陆双行进式矿用巡检机器人,包括巡检机器人、轨道、控制终端和多个切换平台;所述巡检机器人包括安装架、与控制终端通过通讯连接的第一控制器、轨道行进组件、与轨道行进组件和切换平台进行配合使巡检机器人进入或脱离轨道并能够在地面行进的地面行进组件、矿用检测组件,能够利用升降组件和切换平台自动上下轨道,完成行进方式的切换,便于该巡检机器人能够快速到达矿区内的复杂位置进行巡检,且在遇到轨道打滑的情况,能够自动退回上一个切换平台处改用地面行进模式行进,路过打滑路段后能够选择再次进入轨道向前行进。

技术研发人员:马飞,白永明,许文宇,吕心语,刘紫悦,魏浩
受保护的技术使用者:无锡工艺职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1819559.html

最新回复(0)