CN210971057U - 一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，所述驱动结构通过驱动轮在行走轨道上运行，所述行走轨道为工字型，所述驱动结构包括驱动轮，所述行走轨道两侧均设置有驱动轮，所述驱动轮外侧同轴连接有限速器，所述驱动轮与限速器之间设置有固定机架；所述固定机架下方还设置有驱动电机，所述驱动电机与主动轮通过轴相连，所述主动轮通过驱动同步带带动驱动轮转动，所述行走轨道底边设置有夹紧机构。本实用新型中驱动结构不仅能够对煤矿井下大倾角斜面上进行巡检，而且还具有节省能量、不惧车轮磨损的优点适用于大倾斜角度的主煤流运输皮带等采运装备的智能巡检和监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及巡检机器人技术领域，特别是一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构。
背景技术
煤炭工业是我国国民经济的重要组成部分，我国煤矿约91％是井工矿，在世界主要产煤国家中开采条件最复杂，安全事故频繁发生。尤其是井下大型移动采掘装备工作区域，由于工况复杂、移动开采、人员相对集中，当事故发生时引起的伤亡惨重。积极有效地对矿井少人(无人)智能化开采中大型设备的研发和升级优化，对提高矿井自动化开采水平，最大程度地降低人员伤亡和财产损失起着至关重要的作用。
用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人作为一种战略性高科技装备，已经开始在智能煤炭开采行业中吸引了大量的相关人员对其展开了研究、开发和应用。矿用井下轨道式大倾角巡检机器人可有效克服当前煤炭开采和运输中的恶劣环境条件，对井下大型设备的运行状态、各种环境参数、工人作业信息等进行监测和预警，同时还可代替工人在危险的环境下进行作业，实现真正的矿井少人(无人)智能化开采。因此，对矿用井下轨道式大倾角巡检机器人的关键技术进行研究和配套装备的研制对矿井的检测监控自动化装置的智能化提升和安全生产具有重大意义。
目前，矿用井下轨道式巡检机器人大部分采用工字钢或者H型钢进行连续吊挂和铺设安装以作为巡检机器人的行走轨道。在机器人的行走结构中，现有的井下轨道式巡检机器人的两个驱动轮以轴对称的方式夹紧工字钢或者H型钢的腰板进行行走，而不是挂在工字钢或者H型钢的下底板行走和运动。采用上述行走方式的主要原因是井下巷道常为斜面式，而挂在工字钢或者H型钢的下底板行走和运动常使机器人无法进行爬坡运动。但是井下轨道式巡检机器人的两个驱动轮以轴对称的方式夹紧工字钢或者H型钢的腰板进行行走则需要两个驱动轮对工字钢或者H型钢的腰板的夹紧力非常大才能满足大倾角的爬坡运动。此外，巡检机器人的两个驱动轮为了避免在行走轨道上运动时产出剧烈震动而影响机器人的视觉信息采集效果，常采用包胶轮以减轻机械抖动。但是上述的包胶轮在长时间大夹紧力的作用下运动会产生一定的磨损，时间久了之后会导致两个轮子夹不紧工字钢或者H型钢的腰板从而导致打滑和沿行走轨道下坠，致使巡检机器人沿着轨道向下不断加速下滑，最终导致严重的危害。不仅如此，弹簧所能提供的夹紧力是有限的，所以对于一些大倾角的巡检巷道斜面，现有的矿用井下轨道式巡检机器人常会出现动力不足爬不上去或者打滑的现象。因此，研究一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构是当前智慧矿山建设过程中亟待解决的难题。
目前，矿井采用的胶带式巡检机器人驱动结构致使机器人存在动力不足、浪费电能、驱动轮易磨损、无法在大倾角下爬坡巡检和轮子磨损导致的打滑下坠等问题和安全隐患，而煤矿井下工作环境恶劣，机器人需要克服大倾角爬坡、颗粒粉尘、潮湿等极端复杂环境，给巡检工作带来不利影响，而目前尚没有一种安全可靠的煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构。因此，需要研究一种能在环境恶劣、潮湿的环境下使巡检机器人在大倾角斜坡巷道内运行时不会打滑，同时具有节能降耗、灵活可调、不惧车轮磨损、长期作业稳定可靠的优点。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构。
本实用新型所采用的技术方案是：一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，所述驱动结构通过驱动轮在行走轨道上运行，所述行走轨道为工字型，所述驱动结构包括驱动轮，所述行走轨道两侧均设置有驱动轮，所述驱动轮外侧同轴连接有限速器，所述驱动轮与限速器之间设置有固定机架；
所述固定机架下方还设置有驱动电机，所述驱动电机与主动轮通过轴相连，所述主动轮通过驱动同步带带动驱动轮转动，所述行走轨道底边设置有夹紧机构。
进一步地，所述夹紧机构之间通过调节螺栓相连接，所述调节螺栓外部套设有张紧弹簧。
进一步地，所述夹紧机构包括夹紧支座、夹紧轮轴、夹紧压块和夹紧轮，所述夹紧支座两端通过螺栓与固定机架固定，所述夹紧支座内部设置有两排夹紧轮，所述每排夹紧轮之间通过夹紧轮轴贯穿连接。
进一步地，所述夹紧轮轴两端卡合在夹紧支座的外边框上，所述夹紧支座边框上设置有夹紧压块，所述夹紧压块将夹紧轮轴固定在夹紧支座边框上。
进一步地，所述夹紧轮采用包胶轮结构，压紧在行走轨道下底面上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)、本实用新型中驱动结构采用双电机双边驱动结构来驱动巡检机器人的驱动轮进行转动，具有爬坡能力强、转弯时易调节的优点；
(2)、采用重力分量和夹紧结构相结合的方式来增加巡检机器人与行走轨道接触面的正压力，从而使得机器人在运动尤其是爬坡行走时，防止因正压力不够而使巡检机器人在斜坡上驱动轮打滑而不能爬坡，甚至沿斜坡轨道上下坠的危险优点，因此具有动力充足、防滑防坠同时又利用自身重力分量作为正压力具有节能降耗的作用；
(3)、夹紧结构可通过调节螺栓来改变张紧弹簧的弹簧力，从而改变夹紧轮与接触面的夹紧力，通过调节螺栓实现不同倾角下的巡检机器人爬坡运动，扩大巡检机器人的巡检坡度范围和应用场景。
(4)、夹紧结构内包含四个夹紧轮，两两为一组，分别用来与行走轨道两侧的驱动轮形成三角形稳定结构以提供稳定的夹紧力。
(5)、本实用新型中所提出的驱动结构不仅能够对煤矿井下大倾角斜面上进行巡检，而且还具有节省能量、灵活可调、不惧车轮磨损的优点适用于大倾斜角度的主煤流运输皮带等采运装备的智能巡检和监测。
附图说明
图1为本实用新型用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构的结构示意图；
图2为本实用新型驱动结构的结构示意图；
图3为本实用新型夹紧机构的结构示意图。
其中：1-行走轨道，2-驱动轮，3-驱动同步带，4-固定机架，5-夹紧机构， 5-1-夹紧支座，5-2-夹紧轮轴，5-3-夹紧压块，5-4-夹紧轮，6-张紧弹簧，7- 调节螺栓，8-驱动电机，9-主动轮，10-限速器。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。
如图1、图2和图3所示，一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，所述驱动结构在行走轨道1上运行，所述行走轨道1为工字型，所述驱动结构包括驱动轮2，所述行走轨道1两侧均设置有驱动轮2，所述驱动轮2外侧同轴连接有限速器，所述驱动轮2与限速器之间设置有固定机架4；所述固定机架4下方还设置有驱动电机8，所述驱动电机8与主动轮9通过轴相连，所述主动轮9通过驱动同步带3带动驱动轮2转动，所述行走轨道1底边设置有夹紧机构5。
在上述实施例中，驱动电机8带动主动轮9进行转动，主动轮9通过驱动同步带3带动驱动轮2转动，进而带动巡检机器人在行走轨道1上进行运动；当在大倾角斜坡巷道上进行巡检运动时，可通过调节螺栓7来调节张紧弹簧6的张紧力，从而实现增大夹紧轮5-4与行走轨道1底板下底面的夹紧力。这样就形成了驱动轮2下压行走轨道1底板上底面，夹紧轮5-4上挤行走轨道1底板下底面，从而实现了除了依靠巡检机器人自身重力分量来生成动摩擦力使机器人运动外，还实现了依靠夹紧机构5增大驱动轮2与行走轨道1底板的夹紧力来增大正压力使得巡检机器人增大动力，从而防止下滑和动力不足。
在上述实施例中，该驱动结构一方面采用巡检机器人自身重力的分量作为正压力，节能降耗，一方面采用夹紧结构5来主动增加与接触面的正压力，可以为矿用巡检机器人在大倾角斜坡巷道工作面巡检提供可靠的驱动动力，使巡检机器人在大倾角、环境恶劣、潮湿的环境下爬坡运行，防止因动力不足的打滑和下坠。此外，该驱动结构还具有灵活可调的优点，通过调节螺栓7可以根据巡检巷道的倾斜程度来灵活调节夹紧轮5-4与行走轨道1底板的夹紧力。同时，本发明提出的用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构还具有不惧驱动轮2磨损、长期作业稳定可靠的优点。
本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，所述驱动结构通过驱动轮(2)在行走轨道(1)上运行，所述行走轨道(1)为工字型，其特征在于：所述驱动结构包括驱动轮(2)，所述行走轨道(1)两侧均设置有驱动轮(2)，所述驱动轮(2)外侧同轴连接有限速器(10)，所述驱动轮(2)与限速器之间设置有固定机架(4)；
所述固定机架(4)下方还设置有驱动电机(8)，所述驱动电机(8)与主动轮(9)通过轴相连，所述主动轮(9)通过驱动同步带(3)带动驱动轮(2)转动，所述行走轨道(1)底边设置有夹紧机构(5)。
2.根据权利要求1所述的用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，其特征在于：所述夹紧机构(5)之间通过调节螺栓(7)相连接，所述调节螺栓(7)外部套设有张紧弹簧(6)。
3.根据权利要求1或2所述的用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，其特征在于：所述夹紧机构(5)包括夹紧支座(5-1)、夹紧轮轴(5-2)、夹紧压块(5-3)和夹紧轮(5-4)，所述夹紧支座(5-1)两端通过螺栓与固定机架(4)固定，所述夹紧支座(5-1)内部设置有两排夹紧轮(5-4)，所述每排夹紧轮之间通过夹紧轮轴(5-2)贯穿连接。
4.根据权利要求3所述的用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，其特征在于：所述夹紧轮轴(5-2)两端卡合在夹紧支座(5-1)的外边框上，所述夹紧支座(5-1)边框上设置有夹紧压块(5-3)，所述夹紧压块(5-3)将夹紧轮轴(5-2)固定在夹紧支座(5-1)边框上。
5.根据权利要求4所述的用于煤矿井下轨道式大倾角巡检机器人的驱动结构，其特征在于：所述夹紧轮(5-4)采用包胶轮结构，压紧在行走轨道(1)下底面上。
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