CN116000898A - 一种煤矿输煤***巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿输煤***巡检机器人，涉及煤矿运输监控技术领域，当轨道上发生了严重的形变，以及在轨道发射转弯时，此时两组移动滚轮沿着轨道上移动的行程不同，需要调整两组移动滚轮的移动速度，保证巡检设备不会产生偏斜，具体过程是，当压力传感器检测到压力的大小超过设定值时，说明此时的巡检设备已经出现了一定的偏斜，需要调整机构进行调整，即处理终端根据轨道两端的压力传感器进行感知偏差，随后利用处理终端控制伸缩杆推动齿轮组进行动作，使得齿轮组选择相应的齿轮层进行啮合，控制两侧的移动滚轮的转动速度差，从而实现在不规则轨道上进行移动，且不会产生偏转，保证巡检设备进行移动时的稳定性。

Description

一种煤矿输煤***巡检机器人

技术领域

本发明涉及煤矿运输监控技术领域，具体为一种煤矿输煤***巡检机器人。

背景技术

煤矿运输基于将地下的煤矿资源通过运输带运输到地面上，实现煤炭的挖掘运输处理等操作，在煤矿运输过程中，需要对煤矿运输过程的安全性进行监督，现有技术中大多采用的是地面式的机器人进行监督，机器人在地面上行走，顺着运输线实时监控，或者是采用架空的巡检机器人进行巡检，机器人在运输线上方，随着运输线的方向进行移动，对运输产线进行监控。

在申请号为：201910519455.7的中国专利申请中，公开了矿用无人巡检机器人，主要公开了设置爬坡组件，推动巡检机器人的移动，便于其爬坡，且设置牵引组件，在转向时弯折，更容易通过转弯处。

在上述文件中，通过将巡检机器人的移动部分分为两部分，在其转弯时发生弯折，更容易通过转弯处，但是由于轨道经过长期的使用，轨道的弯折弧度通常会发生变化，变得不规律，在通过轨道弯折位置时，易于产生振动或者晃动，影响巡检的精度，而且在转弯时，轨道的两侧滚轮行走的距离是不同的，所以轨道两侧需要采用两组电机，分别控制两组滚轮的转速，从而控制巡检机器人行走的稳定性，但是两组电机的转速，均是基于没有变化的弯折弧度设定的，在弯折弧度无规则变化后，采用原有的转速，不能保证巡检机器人的平衡性能，可能会导致巡检机器人出现偏斜，影响巡检机器人的巡检质量。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种煤矿输煤***巡检机器人。

本发明所解决的技术问题为：在转弯时，由于轨道经过长期的使用，轨道的弯折弧度通常会发生变化，变得不规律，在通过轨道弯折位置时，易于产生振动或者晃动，影响巡检的精度。

本发明可以通过以下技术方案实现：一种煤矿输煤***巡检机器人，包括轨道和巡检设备，巡检设备设置在移动支架上，巡检设备和轨道通过对称设置在轨道侧边的移动滚轮连接，移动滚轮外侧固定设置有紧压橡胶环，紧压橡胶环和移动滚轮之间设置有压力传感器，压力传感器信号输出端设置有调整机构，调整机构作用在移动滚轮上。

本发明的进一步技术改进在于：调整机构包括伸缩杆，伸缩杆固定在动力箱内部，伸缩杆端部固定有齿轮组，齿轮组分别和第一齿轮和第二齿轮啮合连接，第一齿轮和第二齿轮分别和移动支架转动连接，第一齿轮由驱动电机驱动，第二齿轮侧边啮合设置有第三齿轮，第一齿轮和第三齿轮分别传动连接移动滚轮。

本发明的进一步技术改进在于：齿轮组包括齿轮座，齿轮座上纵向设置有第一层齿、第二层齿和第三层齿，第一层齿、第二层齿和第三层齿齿轮数依次增加。

本发明的进一步技术改进在于：第一齿轮固定在第三转轴上，第三转轴和移动支架转动连接，第三转轴上还安装有第四传动轮，移动支架上还转动设置有第一转轴，第一转轴上分别固定设置有第三传动轮和第一传动轮，第三传动轮和第四传动轮通过第二传动带连接，第三齿轮固定在齿轮转轴上，齿轮转轴和第一转轴上均设置有传动组件，传动组件输出端设置在移动滚轮上。

本发明的进一步技术改进在于：传动组件包括传动带，移动滚轮安装在第二转轴上，第二转轴和移动支架转动连接，第二转轴上固定有第二传动轮，第二传动轮和第一传动轮通过传动带连接。

本发明的进一步技术改进在于：移动滚轮内部设置有基座，基座上开设有滚珠槽，滚珠槽内部填充有多组滚珠。

本发明的进一步技术改进在于：移动滚轮上开设有滚轮腔，滚轮腔内部安装有内部弹簧.内部弹簧端部固定有滑动板，基座和滑动板固定连接。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、当轨道上发生了严重的形变，以及在轨道发射转弯时，此时两组移动滚轮沿着轨道上移动的行程不同，需要调整两组移动滚轮的移动速度，保证巡检设备不会产生偏斜，具体过程是，当压力传感器检测到压力的大小超过设定值时，说明此时的巡检设备已经出现了一定的偏斜，需要调整机构进行调整，即处理终端根据轨道两端的压力传感器进行感知偏差，随后利用处理终端控制伸缩杆推动齿轮组进行动作，使得齿轮组选择相应的齿轮层进行啮合，控制两侧的移动滚轮的转动速度差，从而实现在不规则轨道上进行移动，且不会产生偏转，保证巡检设备进行移动时的稳定性。

2、在移动过程中，由于巡检设备具有一定的重力，在移动滚轮的移动过程中，移动滚轮的底部和轨道产生摩擦力，限制移动滚轮的转动，利用内部弹簧的弹力，使得滑动板向下移动，此时会推动基座向下移动，利用滚珠和轨道的底部滚动连接，能够有效的降低移动滚轮和轨道移动的摩擦力，保证移动滚轮的正常转动，实现移动滚轮在轨道上进行移动。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的移动机构立体示意图；

图3为本发明的移动机构平面示意图；

图4为本发明的调整机构示意图；

图5为本发明齿轮组示意图；

图6为本发明弯折轨道示意图；

图7为本发明的动力箱位置示意图；

图8为本发明的移动滚轮结构示意图。

图中：1、轨道；2、移动机构；3、调整机构；4、移动支架；5、动力箱；21、移动滚轮；22、紧压橡胶环；23、限位端头；24、滚轮腔；25、滑动板；26、滚珠槽；27、滚珠；28、基座；29、压力传感器；210、内部弹簧；31、传动带；32、第一传动轮；33、第二传动轮；34、第二转轴；35、第一转轴；36、第一齿轮；37、齿轮组；38、第二齿轮；39、第三齿轮；310、伸缩杆；311、驱动电机；312、第三传动轮；313、第二传动带；314、第四传动轮；315、第三转轴；371、齿轮座；372、第三层齿；373、第二层齿；374、第一层齿。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-8所示，一种煤矿输煤***巡检机器人，包括轨道1，在轨道1上通过移动机构2设置有巡检设备，即巡检设备通过移动机构2实现在轨道1上进行移动，移动机构2设置在移动支架4上，移动支架4固定在巡检设备上，且移动支架4上还设置调整机构3，其中调整机构3作用在移动机构2上，用于对移动机构2进行调整，使其适用在不规则的轨道1上，便于对保证巡检设备的稳定性。

首先本申请中的移动机构2包括移动滚轮21和紧压橡胶环22，其中移动滚轮21设置在调整机构3的输出端，带动移动滚轮21进行转动，移动滚轮21位于轨道1的两侧，在本申请中，轨道1呈工字型，在移动滚轮21外侧设置紧压橡胶环22，其中紧压橡胶环22用于紧压在轨道1的侧壁上，在移动滚轮21进行转动时，利用紧压橡胶环22提供较大的摩擦力，在轨道1上进行移动。

为了对移动滚轮21的转动速度分别进行调整控制，所以在移动滚轮21和紧压橡胶环22之间设置压力传感器29，在巡检设备正常移动时，紧压橡胶环22紧压在轨道1上的压力变化在一定的范围内，当在转弯时或者在轨道1发生严重的形变时，压力传感器29感知的压力处于异常的状态，此时通过将压力传感器29的压力传输到处理终端进行处理，在处理过程中，需要分别调整两个移动滚轮21的转速，使巡检设备始终保持正常移动的角度，避免其产生偏移后造成的卡死状态。

具体地，在本申请中，调整机构3包括伸缩杆310，其中在移动支架4底部固定有动力箱5，在动力箱5内部固定伸缩杆310，其中伸缩杆310的端部固定有齿轮组37，在齿轮组37两侧分别啮合设置有第一齿轮36和第二齿轮38，为了使得两组移动滚轮21的转动方向相反，所以在第二齿轮38侧边还啮合设置有第三齿轮39，其中第一齿轮36和第三齿轮39分别将转动力传送给移动滚轮21，通过在动力箱5内部设置的驱动电机311，利用驱动电机311驱动第一齿轮36，实现在齿轮组37的作用下保证第三齿轮39的传动，从而保证两组移动滚轮21能够进行转动，且转动的方向相反，实现移动滚轮21带动巡检设备在轨道1上进行移动，且在伸缩杆310控制的齿轮组37时，控制啮合的圈数，从而控制第一齿轮36和第三齿轮39的转速配合调整，具体地，伸缩杆310的伸缩控制是由处理终端进行控制的。

具体地，齿轮组37包括齿轮座371，在齿轮座371上纵向分别设置第一层齿374、第二层齿373和第三层齿372，在本申请中，第一层齿374的齿数最少，第二层齿373的齿数相较于第一层齿374的齿数较多，第三层齿372的齿数相较于第二层齿373的齿数较多。通过伸缩杆310控制齿轮座371的伸缩，实现分别利用第一层齿374、第二层齿373和第三层齿372和第一齿轮36、第二齿轮38的啮合连接，从而能够控制第二齿轮38相较于第一齿轮36的转速调整，进而实现对两组移动滚轮21的转速进行调整。

在本申请中第一齿轮36固定在第三转轴315上，第三转轴315和移动支架4转动连接，且第三转轴315安装在驱动电机311的输出端，在第三转轴315上还安装有第四传动轮314，在移动支架4上还转动设置有第一转轴35，其中第一转轴35上分别固定于第三传动轮312和第一传动轮32，其中第三传动轮312和第四传动轮314通过第二传动带313连接，具体地，第三齿轮39固定在齿轮转轴上，其中齿轮转轴和第一转轴35上均设置有传动组件，用于带动移动滚轮21进行转动，所以传动组件包括传动带31，其中移动滚轮21安装在第二转轴34上，第二转轴34和移动支架4转动连接，且第二转轴34上还固定有第二传动轮33，其中第二传动轮33和第一传动轮32通过传动带31传动连接，用于实现移动滚轮21的转动，在第二转轴34上螺纹设置有限位端头23，用于可以对移动滚轮21进行更换。

在本申请中，巡检设备是具有一定重力的，导致移动滚轮21的底部和轨道1产生摩擦力，此摩擦力会限制移动滚轮21的转动，且会产生大量的热损坏移动滚轮21。所以在本申请中，移动滚轮21的底部开设滚轮腔24，在滚轮腔24的内部安装内部弹簧210，在内部弹簧210端部固定滑动板25，且滑动板25和滚轮腔24是滑动连接的，其中滑动板25的另一端固定基座28，在基座28上开设有滚珠槽26，在滚珠槽26内部放置多组滚珠27。在本实施例中，利用内部弹簧210的弹力，使得滑动板25向下移动，此时会推动基座28向下移动，利用滚珠27和轨道1的底部滚动连接，能够有效的降低移动滚轮21和轨道1移动的摩擦力。

本申请中的巡检设备采用的是5G智能机器人，结合5G通信***、感知***、后台软件和相关的附件，可以代理人工进行皮带机房内设备与环境的大范围、24小时不间断的巡视和检查，可以实现全方位视频图像的采集，解决了传统监控存在盲区的问题。

具体地，本申请通过采用机载拾音器可以实时采集现场声音并上传到控制中心，后台软件自动分析，提前预判设备故障，智能识别各类仪器仪表读数，准确分析瓦斯、烟雾、温度、湿度等环境信息，做到预警预报，当设备发生故障时，巡检机器人接收到故障信号后会第一时间到达故障位置，采集相关数据并上传，实现主动查验故障的功能。

且本申请在5G智能机器人上搭载多个Wi F i红外网络摄像仪实现对整个设备走廊内设备、线缆、管道、积水等图像采集，图像信息通过千兆无线通讯，传输至远程端上位机显示并储存，通过对图像的浏览分析，确定设备是否存在异常，设备的损坏程度、故障位置，确认是否需要停机检修以及有无违章操作人员等情况。

所以本申请5G智能机器人还包括移动视频图像采集模块、声音采集模块，无线充电模块、气体监测模块、温度探测模块、指向测距模块、辅助照明模块、扬声播放模块、自动电量监测模块、数据存储查询模块和遥控定位模块。

首先移动视频图像采集模块是用于在煤矿井下的工作场所，随着煤矿智能化设备的不断深入，视频监视应用的范围将更为广泛，目前煤矿井下需要传输视频的场所主要包括：皮带机的中部、机头尾、落煤点、受煤点；机电硐室的配电室、配电点、泵房、排水点；瓦斯抽取钻场；车场的前部、中部、后部；挖掘工作面的架载视频；采煤机机载视频；机器人等巡检设备的机载视频等。

本发明在使用时，巡检设备通过移动机构2在轨道1上进行移动，即驱动电机311带动第三转轴315，此时带动第一齿轮36转动，通过齿轮组37的传动作用，使得第二齿轮38进行转动，从而达成带动第三齿轮39进行转动，在相关传动部件的作用下，使得两组移动滚轮21相反方向转动，利用紧压橡胶环22紧压在轨道1的侧壁上，提供一定的摩擦力，所以在移动滚轮21转动时，能够沿着轨道1进行移动，实现移动的功能；

当轨道1上发生了严重的形变，以及在轨道1发射转弯时，此时两组移动滚轮21沿着轨道1上移动的行程不同，需要调整两组移动滚轮21的移动速度，保证巡检设备不会产生偏斜，具体过程是，当压力传感器29检测到压力的大小超过设定值时，说明此时的巡检设备已经出现了一定的偏斜，需要调整机构3进行调整，即处理终端根据轨道1两端的压力传感器29进行感知偏差，随后利用处理终端控制伸缩杆310推动齿轮组37进行动作，使得齿轮组37选择相应的齿轮层进行啮合，控制两侧的移动滚轮21的转动速度差，从而实现在不规则轨道1上进行移动，且不会产生偏转，保证巡检设备进行移动时的稳定性；

在移动过程中，巡检设备具有一定的重力，在移动滚轮21的移动过程中，移动滚轮21的底部和轨道1产生摩擦力，限制移动滚轮21的转动，利用内部弹簧210的弹力，使得滑动板25向下移动，此时会推动基座28向下移动，利用滚珠27和轨道1的底部滚动连接，能够有效的降低移动滚轮21和轨道1移动的摩擦力，保证移动滚轮21的正常转动，实现移动滚轮21在轨道1上进行移动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种煤矿输煤***巡检机器人，包括轨道(1)和巡检设备，所述巡检设备设置在移动支架(4)上，其特征在于：所述巡检设备和轨道(1)通过对称设置在轨道(1)侧边的移动滚轮(21)连接，所述移动滚轮(21)外侧固定设置有紧压橡胶环(22)，所述紧压橡胶环(22)和移动滚轮(21)之间设置有压力传感器(29)，所述压力传感器(29)信号输出端设置有调整机构(3)，所述调整机构(3)作用在移动滚轮(21)上。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤***巡检机器人，其特征在于，所述调整机构(3)包括伸缩杆(310)，所述伸缩杆(310)固定在动力箱(5)内部，所述伸缩杆(310)端部固定有齿轮组(37)，所述齿轮组(37)分别和第一齿轮(36)和第二齿轮(38)啮合连接，所述第一齿轮(36)和第二齿轮(38)分别和移动支架(4)转动连接，所述第一齿轮(36)由驱动电机(311)驱动，所述第二齿轮(38)侧边啮合设置有第三齿轮(39)，所述第一齿轮(36)和第三齿轮(39)分别传动连接移动滚轮(21)。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿输煤***巡检机器人，其特征在于，所述齿轮组(37)包括齿轮座(371)，所述齿轮座(371)上纵向设置有第一层齿(374)、第二层齿(373)和第三层齿(372)，所述第一层齿(374)、第二层齿(373)和第三层齿(372)齿轮数依次增加。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿输煤***巡检机器人，其特征在于，所述第一齿轮(36)固定在第三转轴(315)上，所述第三转轴(315)和移动支架(4)转动连接，所述第三转轴(315)上还安装有第四传动轮(314)，所述移动支架(4)上还转动设置有第一转轴(35)，所述第一转轴(35)上分别固定设置有第三传动轮(312)和第一传动轮(32)，所述第三传动轮(312)和第四传动轮(314)通过第二传动带(313)连接，所述第三齿轮(39)固定在齿轮转轴上，所述齿轮转轴和第一转轴(35)上均设置有传动组件，所述传动组件输出端设置在移动滚轮(21)上。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿输煤***巡检机器人，其特征在于，所述传动组件包括传动带(31)，所述移动滚轮(21)安装在第二转轴(34)上，所述第二转轴(34)和移动支架(4)转动连接，所述第二转轴(34)上固定有第二传动轮(33)，所述第二传动轮(33)和第一传动轮(32)通过传动带(31)连接。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤***巡检机器人，其特征在于，所述移动滚轮(21)内部设置有基座(28)，所述基座(28)上开设有滚珠槽(26)，所述滚珠槽(26)内部填充有多组滚珠(27)。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿输煤***巡检机器人，其特征在于，所述移动滚轮(21)上开设有滚轮腔(24)，所述滚轮腔(24)内部安装有内部弹簧(210).所述内部弹簧(210)端部固定有滑动板(25)，所述基座(28)和滑动板(25)固定连接。

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