CN218488424U - 矿下机器人及矿下机器人操控*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种矿下机器人及矿下机器人操控***，涉及机器人技术领域，能够解决相关技术中通过局域网进行通信导致的通信过程中信号不稳定，网络传输速率低，网络覆盖面积小的问题。该矿下机器人包括：处理器、雷达、远程监控模块、路由器和5G终端；其中，处理器、雷达以及远程监控模块与路由器通信连接；路由器与5G终端通信连接。本实用新型用于提高矿下机器人的通信能力。

Description

矿下机器人及矿下机器人操控***

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种矿下机器人及矿下机器人操控***。

背景技术

相关技术中，矿下机器人的应用越来越广泛，在矿下作业等应用场景中，使用矿下机器人替代人工作业能够大大提供矿下工人的安全性。

当前矿下机器人矿下作业时，主要通过局域网(例如蓝牙、WiFi)与控制端进行通信。导致通信过程中信号不稳定，网络传输速率低，网络覆盖面积小，为矿下机器人矿下作业带来较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种矿下机器人及矿下机器人操控***，解决了相关技术中通过局域网进行通信导致的通信过程中信号不稳定，网络传输速率低，网络覆盖面积小的问题，

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，提供一种矿下机器人，包括：处理器、雷达、远程监控模块、路由器和5G终端；其中，处理器、雷达以及远程监控模块与路由器通信连接；路由器与5G终端通信连接。

结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，远程监控模块包括双光谱云台相机和第一可见光相机；双光谱云台相机设置于矿下机器人顶部；第一可见光相机设置于矿下机器人前端。

结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，双光谱云台相机具体包括：第二可见光相机和红外相机。

结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，雷达包括以下至少之一：激光雷达、第一超声波雷达和第二超声波雷达，激光雷达安装在矿下机器人的顶部，第一超声波雷达安装在矿下机器人的前端，第二超声波雷达安装在矿下机器人的后端。

结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，矿下机器人还包括：底盘控制***，底盘控制***通过串行接口与处理器连接。

结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，矿下机器人还包括：环境采集装置；环境采集装置通过RS458接口与处理器连接。

结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，环境采集装置包括以下至少之一：温度传感器、湿度传感器和气体传感器。

第二方面，提供一种矿下机器人操控***，包括上述第一方面及其任一种可能的实现方式中所记载的矿下机器人，客户终端和服务终端；矿下机器人通过5G终端分别与客户终端和服务终端通信连接；其中，客户终端包括显示模块，显示模块用于显示矿下机器人采集到的数据和矿下机器人的位置信息中的至少一项；服务终端包括通信模块，通信模块，用于执行以下至少一项：向矿下机器人转发客户终端的操作指令；向客户终端转发矿下机器人采集的数据。

结合上述第二方面，在一种可能的实现方式中，***还包括：数据库；数据库与服务终端通信连接，数据库用于存储数据；服务终端的通信模块，还用于向数据库转发矿下机器人采集的数据。

结合上述第二方面，在一种可能的实现方式中，客户终端还包括输入模块、控制模块和通信模块，输入模块，用于获取输入操作，控制模块，用于根据输入操作生成控制指令，通信模块，用于向矿下机器人发送控制指令。

本实用新型提供的机柜制冷装置至少带来以下有益效果：在本公开实施例中，矿下机器人通过内置5G终端，使得矿下机器人具备与外界通过5G网络进行通信的能力。由于5G网络具有覆盖范围广、传输速度快和网络信号稳定的特点。因此，本公开提供的矿下机器人在进行矿下作业时能够降低出现断网的概率，提高接收指令的速度和巡检区域。此外，由于本公开实施例中的矿下机器人各个模块通过路由器与5G终端直接连接。可以使得工作人员通过5G网络-5G终端-路由器直接控制矿下机器人内部各个单元模块的进行工作，进一步提高了工作人员控制矿下机器人的效率。

附图说明

图1为本公开提供的一种矿下机器人的结构示意图；

图2为本公开提供的矿下机器人中各个模块连接的结构示意图；

图3为本公开提供的又一种矿下机器人的结构示意图；

图4为本公开提供的一种矿下机器人操控***的***架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在当前煤矿的矿下作业场景下，由于矿下开采条件复杂，作业环境恶劣，需要综采设备能够正常使用，以监视矿下作业的环境是否正常。为了确保综采设备的正常使用，需要专业的巡检人员在矿下进行巡检，定期对综采设备的运行状态和参数进行检测和控制。但是当前人工巡检存在巡检效率低，以及井下未知风险的危险区域对巡检人员安全威胁较大，难以人工巡检的问题。

随着技术的发展，当时自动化设备大量应用于井下作业，矿下机器人在矿下进行巡检的应用已经越来越广泛，称为煤矿井下检测的趋势。巡检矿下机器人在矿下具有巡检效率高，进入危险区域时不会对人员安全产生威胁，能够对各种环境进行巡检的优势。矿下机器人除了能够进行矿下巡检之外，还可以进行矿下环境信息的采集等操作。

但是，相关技术中的矿下机器人一般采用局域网(例如，蓝牙、WiFi)与远程控制终端连接。这种局域网与远程控制终端连接的方式信号不稳定，网络传输速率低，网路覆盖面积小。导致矿下机器人在矿下时出现断网、接收指令的速度慢、以及巡检区域小的问题，还存在获取矿下机器人返回的巡检参数(例如巡检过程中采集的传感器参数，相机拍摄到的图像或视频等参数)的速度较慢。此外，相关技术中工作人员通常仅能通过远程控制终端控制矿下机器人，而无法对矿下机器人中的传感器等进行控制，导致远程控制矿下机器人所能实现的功能较为单一。而且矿下机器人通常也无法实现避障等功能。

为解决相关技术中存在的技术问题，本公开实施例提供的了一种矿下机器人10。如图1所示，该矿下机器人10包括：处理器101、雷达102、远程监控模块103、路由器104和第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology，5G)终端105。

其中，处理器101、雷达102以及远程监控模块103与路由器104通信连接。

路由器104与5G终端105通信连接。

基于此，本公开矿下机器人中各个模块可以实现集中独立5G入网功能。一种可能的实现方式中，如图2所示，处理器101、雷达102、远程监控模块103、路由器104和5G终端105的具体连接关系如图2所示。其中，5G终端105与路由器104连接，用于接收来自路由器104的数据，并通过5G网络向外界发送来自路由器104的数据。

路由器104分别与处理器101、雷达102以及远程监控模块103连接处理器101，雷达102和远程监控模块103需要与外部设备进行通信时，将数据发送给路由器104，由路由器104将数据转发给5G终端105，5G终端105再向外部发送数据。从而使得矿下机器人内部的各个单元模块通过路由器104和5G终端105接入5G网络。

基于上述技术方案，在本公开实施例中，矿下机器人通过内置5G终端105，使得矿下机器人具备与外界通过5G网络进行通信的能力。由于5G网络具有覆盖范围广、传输速度快和网络信号稳定的特点。因此，本公开提供的矿下机器人在进行矿下作业时能够降低出现断网的概率，提高接收指令的速度和巡检区域。此外，由于本公开实施例中的矿下机器人各个模块通过路由器104与5G终端105直接连接。可以使得工作人员通过5G网络-5G终端105-路由器104直接控制矿下机器人内部各个单元模块的进行工作，进一步提高了工作人员控制矿下机器人的效率。

结合图1所示的矿下机器人，如图3所示，在一种可能的实现方式中，远程监控模块103包括双光谱云台相机1031和第一可见光相机1032；双光谱云台相机1031设置于矿下机器人顶部；第一可见光相机1032设置于矿下机器人前端。

其中，双光谱云台相机1031安装在矿下机器人顶部，可以采集矿下机器人周围360度全方位的图像数据，在将这些数据传回给客户终端之后，可以使得客户终端显示矿下机器人周围整体的环境状况，为客户终端控制矿下机器人提供视频辅助参数。

第一可见光相机1032安装在矿下机器人前端，以采集矿下机器人前方的图像数据。在将这些数据传回给客户终端之后，可以使得客户终端具体显示矿下机器人前方的视频数据，进而使得客户终端能够更好的控制矿下机器人前进。

需要指出的是，本公开实施例中的图像包括但不限于图像和视频中的至少一项。

基于此，矿下机器人可以实现5G图传功能。具体的，双光谱云台相机1031可以预先在云平台中进行注册，在注册完成后可供矿下机器人使用。具体来说，用户根据已有的账号信息，然后在云平台中通过该账号信息进行登录，在云平台的控制列表中确定该双光谱云台相机1031，将双光谱云台相机1031的序列号和验证码输入到云平台的控制列表中，并在配置文件中配置需要调用的接口，在云平台控制列表中填入token和对应参数，获取在云平台添加的所有设备对应平台信息(比如RTMP，HLS流平台)，将其保存到本地持久层，最后接入播放器，将监控数据在客户端展示。

又一种可能的实现方式中，如图3所示，双光谱云台相机1031具体包括：第二可见光相机10311和红外相机10312。

其中，第二可见光相机10311用于采集矿下机器人周围的环境图像，以便于能够为客户终端提供矿下机器人周围的基础环境信息。红外相机10312用于采集矿下机器人周围的红外成像信息，以便于能够为客户终端提供矿下机器人周围的红外成像信息。这样即使在可视度较差的环境中，也可以通过红外相机10312，采集矿下机器人周围的环境信息。

需要指出的是，本公开实施例中，双光谱云台相机1031可以进行旋转，以采集到更大范围的图像，并且还可以对特定的图像目标进行抓拍。例如，在巡检综采设备时，可以在确定综采设备的位置之后，通过指令控制双光谱云台相机1031旋转对齐到综采设备所在位置的角度，对综采设备进行抓拍，以获取更清晰的综采设备的图像，以使得工作人员根据综采设备的图像确定综采设备是否能够正常工作。

又一种可能的实现方式中，如图3所示，雷达102包括以下至少之一：激光雷达1021、第一超声波雷达1022和第二超声波雷达1023，激光雷达1021安装在矿下机器人的顶部，第一超声波雷达1022安装在矿下机器人的前端，第二超声波雷达1023安装在矿下机器人的后端。

基于此，在本公开实施例中的矿下机器人可以实现遥控停避障的功能，雷达102可以探测矿下机器人形式路线上的障碍物信息，并进行停障或者避障。其中，矿下机器人具体可以包括停障模式和避障模式。客户终端可以通过指令远程控制矿下机器人的工作模式。在客户终端控制矿下机器人切换到停障模式的情况下，若矿下机器人通过雷达102检测到前方有障碍物，则矿下机器人会停止前进。在客户终端控制矿下机器人切换到避障模式的情况下，若矿下机器人通过雷达102见到前方有障碍物的情况下，则会避开障碍物继续前进。

需要指出的是，在本公开实施例中，在本公开实施例中的矿下机器人可以实现激光雷达1021定位的功能。具体来说，激光雷达1021除了能够探测矿下机器人周围的障碍物之外，还能够对矿下机器人进行定位，对矿下环境进行三维建图。具体来说，矿下机器人通过激光雷达1021探测矿下机器人周围的矿下环境，通过slam技术对矿下进行三维建图，并计算矿下机器人的实时坐标位置信息。在此之后，矿下机器人可以通过5G终端105将位置信息传输给客户终端，客户终端显示矿下机器人的位置信息。

又一种可能的实现方式中，如图3所示，矿下机器人还包括：底盘控制***106，底盘控制***106通过串行接口与处理器101连接。

可选的，底盘控制***106还可以与路由器通信连接。

其中，底盘控制***106用于控制矿下机器人运动。具体来说，客户终端在接收到矿下机器人通过双光谱云台相机1031和第一可见光相机1032采集到的图像之后，显示该图像。用户通过该图像确定矿下环境信息，通过远程操作模型向矿下机器人发送操作指令。该操作指令通过5G网络传输到矿下机器人的5G终端105中，矿下机器人的5G终端105通过路由器104将指令转发给处理器101。处理器101接收到该指令之后，通过与底盘控制***106连接的串口向底盘控制***106转发该指令，底盘控制***106接收到该指令之后，根据该指令驱动矿下机器人运动。

又一种可能的实现方式中，如图3所示，矿下机器人还包括：环境采集装置107；环境采集装置107通过RS458接口与处理器101连接。

可选的，环境采集装置107还可以与路由器通信连接。

又一种可能的实现方式中，如图3所示，环境采集装置107包括以下至少之一：温度传感器1071、湿度传感器1072和气体传感器1073。

基于此，本公开实施例中的矿下机器人可以实现远程控制温度传感器1071的功能。矿下机器人可以通过温度传感器1071、湿度传感器1072和气体传感器1073，采集矿下环境中的温度、湿度和各类型气体的气体浓度等环境参数。处理器101可以对这些环境参数进行分析，确定矿下当前的环境是否正常。例如，检测气体中易爆气体或者有毒有害气体的气体浓度是否超标，检测矿下温度和湿度是否正常等，保证矿下作业环境的安全，及时发现并上报矿下作业的安全隐患。矿下机器人还可以及时将这些环境参数通过路由器104和5G终端105上传到客户终端，以便作业人员能够及时了解矿下的作业环境。

此外，本公开中还可以设置温度报警阈值，湿度报警阈值，各类型气体的气体浓度报警阈值，在相关参数达到报警阈值的情况下，及时报警提醒工作人员处理，避免事故的发生。

以上，对本公开实施例涉及到的矿下机器人进行了详细说明。

在本公开实施例中，还提供了一种矿下机器人操控***，用于操控上述实施例中所涉及到的矿下机器人。

如图4所示，该矿下机器人401操控***40包括：矿下机器人401、客户终端402和服务终端403。

其中，客户终端402包括显示模块，显示模块用于显示矿下机器人401采集到的数据和矿下机器人401的位置信息中的至少一项。

服务终端403包括通信模块，通信模块，用于执行以下至少一项：向矿下机器人401转发客户终端402的操作指令；向客户终端402转发矿下机器人401采集的数据。

在该***中，客户终端402和服务终端403与矿下机器人401的5G终端105通过5G网络连接。其中，客户终端402主要用于显示矿下机器人401返回的数据(例如矿下机器人401采集的图像数据、矿下机器人401的位置数据、矿下机器人401采集到的温度、湿度、气体浓度等数据)，以及获取用户在客户终端402输入的操作，根据用户输入的操作，生成对应的控制指令控制矿下机器人401在矿下的动作。

服务终端403主要用于与矿下机器人401进行通信，例如，向矿下机器人401转发客户终端402的操作指令；向客户终端402转发矿下机器人401采集的数据。

需要指出的是客户终端402可以通过服务终端403向矿下机器人401通信，也可以直接根据客户终端402的通信模块与矿下机器人401通信，本公开对此不做限定。

在一种可能的实现方式中，该***还包括：数据库404；数据库404与服务终端403通信连接，数据库404用于存储数据。

服务终端403的通信模块，还用于向数据库404转发矿下机器人401采集的数据。

这样，服务终端403可以将数据转发到数据库404中，将数据存储在数据库404中进行备份。

一种可能的实现方式中，客户终端402还包括输入模块、控制模块和通信模块，输入模块，用于获取输入操作，控制模块，用于根据输入操作生成控制指令，通信模块，用于向矿下机器人401发送控制指令。

基于此，该***可以实现远程控制矿下机器人401的功能。

可选的，矿下机器人401在矿下作业时，将采集到的矿下环境图像回传到客户终端402，客户终端402的显示装置显示矿下环境。工作人员根据矿下环境确定矿下机器人401的行进路线，并将行进路线输入到客户终端402的输入设备中。客户终端402的控制模块根据用户的输入操作，生成控制矿下机器人401根据行进路线行进的操作指令，客户终端402通过通信模块将该行进指令转发到矿下机器人401的5G终端105，矿下机器人401的5G终端105通过路由器104将该路线行进的操作指令转发给矿下机器人401的底盘控制***106。矿下机器人401的底盘控制***106根据路线行进的操作指令行进。

可选的，在矿下机器人401行进过程中，到达了指定的环境参数采集地点。工作人员在客户终端402中输入环境采集指令。客户终端402的控制模块根据用户的输入操作，生成控制矿下机器人401采集环境参数的操作指令，通过通信模块将该采集环境参数的操作指令转发到矿下机器人401的5G终端105，矿下机器人401的5G终端105通过路由器104将该采集环境参数的操作指令转发给矿下机器人401的环境采集装置107。矿下机器人401的环境采集装置107根据采集环境参数的操作指令采集该地点的环境参数，并在采集环境参数之后，向客户终端402回传采集到的环境参数。

可选的，在需要矿下机器人401采集特定位置的图像时(例如矿下机器人401达到综采设备的位置，需要采集综采设备的图像)，工作人员在客户终端402中输入图像采集指令。客户终端402的控制模块根据用户的输入操作，生成控制矿下机器人401采集图像的图像采集指令，通过通信模块将该图像采集指令转发到矿下机器人401的5G终端105，矿下机器人401的5G终端105通过路由器104将该图像采集指令转发给矿下机器人401的双光谱云台相机1031和可见光相机。双光谱云台相机1031根据图像采集指令中的旋转角度进行旋转，然后对指定位置进行拍摄，或者可见光相机根据图像采集指令对指定位置进行拍摄。在拍摄完成后，向客户终端402回传采集到的图像。

需要指出的是，客户终端402还可以通过操作指令控制矿下机器人401执行其他动作，本公开对此不做限定。

在本公开实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

在本公开实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种矿下机器人，其特征在于，包括：处理器、雷达、远程监控模块、路由器和第五代移动通信技术5G终端；

其中，所述处理器、所述雷达以及所述远程监控模块与所述路由器通信连接；

所述路由器与所述5G终端通信连接。

2.根据权利要求1所述的矿下机器人，其特征在于，所述远程监控模块包括双光谱云台相机和第一可见光相机；所述双光谱云台相机设置于所述矿下机器人顶部；所述第一可见光相机设置于所述矿下机器人前端。

3.根据权利要求2所述的矿下机器人，其特征在于，所述双光谱云台相机具体包括：第二可见光相机和红外相机。

4.根据权利要求1-3任一项所述的矿下机器人，其特征在于，所述雷达包括以下至少之一：激光雷达、第一超声波雷达和第二超声波雷达，所述激光雷达安装在所述矿下机器人的顶部，所述第一超声波雷达安装在所述矿下机器人的前端，所述第二超声波雷达安装在所述矿下机器人的后端。

5.根据权利要求1-3任一项所述的矿下机器人，其特征在于，所述矿下机器人还包括：底盘控制***，所述底盘控制***通过串行接口与所述处理器连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的矿下机器人，其特征在于，所述矿下机器人还包括：环境采集装置；所述环境采集装置通过RS458接口与所述处理器连接。

7.根据权利要求6所述的矿下机器人，其特征在于，所述环境采集装置包括以下至少之一：温度传感器、湿度传感器和气体传感器。

8.一种矿下机器人操控***，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的矿下机器人，客户终端和服务终端；所述矿下机器人通过第五代移动通信技术5G终端分别与所述客户终端和所述服务终端通信连接；

其中，所述客户终端包括显示模块，所述显示模块用于显示所述矿下机器人采集到的数据和所述矿下机器人的位置信息中的至少一项；

所述服务终端包括通信模块，所述通信模块，用于执行以下至少一项：向所述矿下机器人转发所述客户终端的操作指令；向所述客户终端转发所述矿下机器人采集的数据。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述***还包括：数据库；所述数据库与所述服务终端通信连接，所述数据库用于存储数据；

所述服务终端的通信模块，还用于向所述数据库转发所述矿下机器人采集的数据。

10.根据权利要求8或9所述的***，其特征在于，所述客户终端还包括输入模块、控制模块和通信模块，所述输入模块，用于获取输入操作，所述控制模块，用于根据所述输入操作生成控制指令，所述通信模块，用于向所述矿下机器人发送所述控制指令。

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