一种行走式矿井探测机器人的制作方法

文档序号:17560770发布日期:2019-04-30 19:01阅读:174来源:国知局
一种行走式矿井探测机器人的制作方法

本发明属于机器人技术领域,具体的说是一种行走式矿井探测机器人。



背景技术:

目前,我国已成为世界煤炭生产和消耗的第一大国。同时,我国也是发生煤矿安全事故最多的国家,煤矿安全事故造成了严重的财产损失和恶劣的社会影响。由于矿难原因和矿难现场情况不明,救援人员在抢险中遇难的情况时有发生。如果在救援前采用可替代人的自动化设备深入矿井探测矿难位置和矿难现场情况,就能在确保救援人员安全的前提下实施高效率救援,最大限度地减少人员和财产损失。因此研制煤矿救援探测机器人具有很大的必要性。

现有技术中也出现了一种行走式矿井探测机器人的技术方案,如申请号为2016106825577的一项中国专利公开了一种矿井探测机器人,包括固定钢板、激光发射器、激光扫描仪、摄像机、红外测距仪、电池和齿轮,所述固定钢板与从动轮相连接,所述减震弹簧的下端设置有主履带,所述辅助履带的上端设置有齿轮,所述外壳的内部设置有电池,所述信号发射器的上端设置有控制面板,所述激光发射器与激光扫描仪内部相连通,所述固定支柱上设置有探照灯和摄像机,且其下端设置有红外测距仪。

该技术方案的一种矿井探测机器人,能够对探测设备的高度进行调节。但是该技术方案中,该矿井探测机器人在运行中会发生晃动,影响摄像机对矿井内部环境的拍摄;同时,其高度调节十分有限,影响探测机器人对矿井内部环境的精准探测;使得该技术方案受到限制。



技术实现要素:

为了弥补现有技术的不足,解决探测机器人运行中晃动和高度不易调节问题;本发明提出了一种行走式矿井探测机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种行走式矿井探测机器人,包括箱体;还包括行走机构、升降机构、一号轴、固定板、旋转机构、电池组、探照灯、摄像机、信号发射器、激光发射器、激光扫描仪、红外测距仪、生命探测仪、探测传感器和控制器;所述控制器用于控制探测机器人的工作;所述箱体固定安装在固定板上,且箱体外侧喷涂耐高温隔热保温涂料、其用于抗外部高温环境,且探照灯安装在箱体外部,探照灯为防爆探照灯且与电池组相连接;箱体内部设有升降机构和电池组,电池组用于为探测机器人提供动力,电池组外部设有隔爆壳、其避免电池组爆炸;所述红外测距仪和生命探测仪分别安装在升降机构上,红外测距仪用于测量探测机器人与障碍物间的距离,生命探测仪用于探测矿井内是否存在生命特征;所述固定板套设在一号轴的外圈上,一号轴两端安装在行走机构上,通过行走机构使得探测机器人进行行走;所述旋转机构转动安装在升降机构上,旋转机构上设有摄像机、激光发射器、激光扫描仪、信号发射器和探测传感器,摄像机用于拍摄矿井环境,激光扫描仪用于对矿井的内部情况进行三维扫描,激光扫描仪与激光发射器内部连通,探测传感器分别为一氧化碳、甲烷和氧气传感器,一氧化碳、甲烷和氧气传感器分别探测矿井内一氧化碳、甲烷和氧气含量,通过探照灯、摄像机、信号发射器、激光发射器、激光扫描仪、红外测距仪、生命探测仪、探测传感器间的相互配合,提供矿井内实时且具体的情况,探测机器人立即通过信号发射器向地面人员发射定位信息和现场画面;其中,

所述行走机构包括转动轮、二号轴、转环和一号皮带;所述转动轮的数量为四;所述二号轴两端均与转动轮转动安装,且同一水平线上的转动轮通过一号皮带传动;所述转环的数量为二,两转环分别套设在二号轴上,一号轴两端安装在转环中部;所述一号皮带为拼接式皮带,且一号皮带分别由若干一号弹性套环、二号弹性套环、一号双头气缸、一号电磁铁和二号电磁铁组成;所述一号弹性套环内部设有区域,一号双头气缸位于区域内,且一号双头气缸两端固连在区域侧壁上,一号弹性套环外部对称设有一号电磁铁;所述二号弹性套环外部对称设有二号电磁铁,一号电磁铁和二号电磁铁通电后存在磁力吸引;

所述升降机构包括一号轮、二号轮、三号轮、四号轮、二号皮带、三号皮带、安装板、一号板、推板、一号固定柱和伸缩气缸;所述一号轮的数量为二,两一号轮分别通过转轴转动安装在箱体侧壁上,位于左侧的一号轮转轴与正反转电机输出轴固连,正反转电机固定安装在箱体外侧壁上;所述二号皮带用于两一号轮的传动,二号皮带外圈上均匀设有若干梯形齿块;所述二号轮通过转轴转动安装在箱体侧壁上,二号轮上开设有若干凹槽,凹槽中设有与二号皮带上梯形凸齿相配合的齿块,齿块两端通过弹簧固连在凹槽侧壁上,避免梯形凸齿与齿块的刚性碰撞,通过一号皮带、梯形凸齿和齿块间的相互配合使得二号轮转动;所述三号轮的数量为二且对称设置,三号轮通过转轴转动安装在箱体侧壁上;所述三号皮带用于三号轮和四号轮的传动,且左侧三号皮带成八字形,四号轮套设在二号轮的转轴上,且位于二号轮后侧;所述安装板的数量为二且对称设置,两安装板分别固连在箱体侧壁上,且两安装板上均设有开槽;所述推板位于开槽处,且推板一端通过弹簧固连在开槽壁上,推板另一端对一号板进行支撑;所述一号固定柱一端与旋转机构转动连接,一号固定柱另一端固连在一号板上;所述伸缩气缸一端铰接在推板上,伸缩气缸另一端铰接在三号轮上,通过三号轮、四号轮、三号皮带和伸缩气缸间的相互配合,使得推板在竖直方向上进行运动,从而控制一号固定柱的升降。在煤矿中采取煤炭时,煤矿时常会发生矿难,在发生矿难时,由于矿难原因和矿难现场情况不明的条件下,救援人员冒然进入矿区中进行抢险施救,救援人员自身遇险时有发生,因此需要研制一种煤矿探测机器人对发生矿难的矿井进行探测;现有技术中存在一种矿井探测车,但是现有技术中的矿井探测车存在不足,一方面,该矿井探测车在运行中会发生晃动,影响摄像机对矿井内部环境的拍摄,影响拍摄画面;另一方面,该矿井探测车的高度调节十分有限,影响探测车对矿井内部环境的精准探测;本发明通过设置行走机构、升降机构、一号轴、固定板、旋转机构、电池组、探照灯、摄像机、信号发射器、激光发射器、激光扫描仪、红外测距仪、生命探测仪、探测传感器和控制器;一方面,采用拼接式的一号皮带,且一号皮带分别由若干一号弹性套环、二号弹性套环、一号双头气缸、一号电磁铁和二号电磁铁组成,通过一号双头气缸的伸缩缓解了探测机器人运行中的晃动,同时,根据实际情况,选择性更换损坏的部位,避免将整个一号皮带报废,从而提高了探测机器人的实用性;另一方面,通过正反转电机带动一号轮转动,使得二号皮带转动,且通过二号皮带上的梯形凸块与二号轮上的齿块间的相互配合,使得二号轮转动,从而使得三号皮带转动;同时,由于伸缩气缸两端分别固连在三号皮带和铰接在推板上,使得推板推动一号固定柱在竖直方向上进行运动,通过控制一号固定柱的升降,对矿井内部环境进行精确的探测,从而提高了探测机器人的实用性。

首先,通过控制器驱动探测机器人行走,使得探测机器人进入到矿井内,探测机器人在矿井内行走中,通过激光扫描仪、摄像机和红外线测距仪中获得的信息,辅助探测机器人的运行和规避障碍,且在探测机器人运动中,生命探测仪一直搜索矿井内是否有生命迹象的存在,一旦有生命迹象探测机器人立即通过信号发射器向地面救援人员发射定位信息和现场画面;探测机器人在矿井内行走中,由于一号皮带采用拼接式结构,且一号皮带由若干一号弹性套环、二号弹性套环、一号双头气缸、一号电磁铁和二号电磁铁组成,探测机器人在矿井内行走时,挤压一号弹性套环和二号弹性套环,使得一号弹性套环内的一号双头气缸进行收缩,避免探测机器人在行走中发生晃动;并且探测机器人在矿井内行走的同时,实时进行一号固定柱的高度调节,使得摄像机、激光扫描仪和探测传感器对矿井内进行精准的探测;在对一号固定柱进行高度调节的过程中,当一号固定柱的位置过低时,此时,控制器控制驱动正反转电机转动,在正反转电机的作用下,使得一号皮带顺时针转动,由于一号皮带上设有若干梯形凸块,且二号轮上设有与梯形凸块相配合的齿块,使得二号轮逆时针转动;同时,由于四号轮套设在二号轮的转轴上,三号轮与四号轮间通过三号皮带传动,且左侧三号皮带成八字形传动,使得左侧的三号轮顺时针转动,右侧的三号轮逆势针转动,使得通过伸缩气缸连接的推板向远离开槽的一侧运动,从而使得推板推动一号板向靠近箱体顶部一侧运动,实现对一号固定柱的上升;当一号固定柱的位置过高时,此时,控制器控制反向驱动正反转电机转动;通过一号轮、二号轮、二号皮带、三号皮带、三号轮、伸缩气缸和推板间的相互配合,使得一号板向远离箱体顶部一侧运动,实现一号固定柱的下降,通过对一号固定柱的高度进行调节,使得摄像机、激光扫描仪和探测传感器对矿井内的环境进行精确的探测。

优选的,所述旋转机构包括二号固定柱、一号气缸、一号杆、安装座和滑块;所述二号固定柱上开设有螺旋槽,且一端转动安装在一号固定柱上,二号固定柱另一端与安装座固连,安装座上安装有摄像机、激光发射器、激光扫描仪、信号发射器和探测传感器;所述滑块位于螺旋槽中;所述一号气缸一端铰接在一号固定柱顶端外壁上,一号气缸另一端与一号杆铰接,一号杆端部铰接在滑块上,通过一号气缸的伸缩,使得滑块在螺旋槽中滑动,从而使得二号固定柱转动。在通过摄像机和激光扫描仪对矿井内的环境进行拍摄中,存在拍摄死角,从而影响地面人员对矿井内整体环境的掌握;本发明通过设置旋转机构,且旋转机构为二号固定柱、一号气缸、一号杆、安装座和滑块,一方面,通过一号气缸的伸缩,使得一号杆带动滑块在二号固定柱上的螺旋槽上滑动,利用滑块的滑动,使得二号固定柱发生转动,从而实现对摄像机和激光扫描仪角度的调节,避免拍摄死角,使得地面人员对矿井内环境进行整体的掌握;另一方面,为了将一号固定柱的升降和二号固定柱的旋转同步进行,从外界获取气体动力源作用于一号气缸中,会造成调节延时,通过控制器控制伸缩气缸伸缩产生的气体动力源作用于一号气缸,既保证调节的同步,又避免了气体动力源的浪费,提高了资源的利用率。

优选的,所述安装板上设有一号槽,一号槽位于推板一侧,且推板靠近一号槽的一侧面上凸齿,一号槽中设有一号弹簧;所述一号弹簧两端转动安装在一号槽侧壁上,通过推板和一号弹簧间的相互配合减少摩擦。推板在开槽中滑动时,推板与开槽侧壁间存在较大的摩擦力,影响推板的使用寿命;本发明通过设置一号弹簧,通过一号弹簧与推板侧壁上凸齿间的相互配合,一方面,避免推板与开槽侧壁间的直接接触,减少了对推板的摩擦,从而提高了推板的使用寿命;另一方面,推板在开槽中滑动中,使得一号弹簧转动,转动的一号弹簧加快开槽处的空气流动,对推板摩擦生热产生的热量进行降温,从而提高了推板的使用寿命。

优选的,所述固定板上设有调节机构,调节机构的数量为二,且分别位于两一号皮带间;所述调节机构用于调节一号皮带的松紧,调节机构包括一号滑轮、二号滑轮、二号杆、三号杆和二号气缸;所述一号滑轮和二号滑轮的数量均为二,一号滑轮通过固定杆固连在固定板顶面上,一号滑轮与二号滑轮均与一号皮带内侧接触,二号滑轮通过固定杆分别铰接在二号杆和三号杆端部;所述二号杆和三号杆的数量至少为二,二号杆间相互铰接,且位于最下部的二号杆铰接在二号滑轮固定杆上,位于最上部的二号杆悬空,并通过二号气缸固连在固定板底面上,三号杆间相互铰接,位于最上部和最下部的三号杆分别铰接在固定板底面和二号滑轮固定杆上,且每个三号杆与二号杆的中部相互铰接。本发明通过设置调节机构,通过调节结构,根据矿井地面的具体情况,调节一号皮带的松紧度,若矿井地面的质地较硬,此时,通过二号气缸使得若干二号杆和三号杆展开,将一号皮带调紧,避免一号皮带过松引发磨损现象;若矿井地面的质地较软时,此时,通过二号气缸使得若干二号杆和三号杆收缩,将一号皮带调松,避免一号皮带上粘附泥土,减少泥土对一号皮带上造成的异常压力。

优选的,所述一号轴为丝杆,一号轴两端转动安装在转环中部,且固定板通过丝杆螺母套设在一号轴外圈上,一号轴上设有驱动机构;所述驱动机构沿固定板呈中心对称设置,驱动机构包括三号气缸和一号绳;所述一号绳一端缠绕在一号轴外圈上,一号绳另一端固连在三号气缸端部,三号气缸固连在转环上,通过三号气缸和一号绳间的相互配合使得一号轴转动,从而使得固定板来回运动。由于矿井内存在高低不平区域,探测机器人在该高低不平区域行走中,容易使得探测机器人倾翻,影响探测机器人的运行;本发明通过设置驱动机构,通过驱动机构和调节机构间的相互配合,使得探测机器人始终如同在平面上行走,从而提高了探测机器人运行的稳定性。

当探测机器人向高处攀爬时,探测机器人会向后侧倾,此时,一号轴后侧的三号气缸拉动一号绳向远离一号轴一侧运动,且一号轴前侧的三号气缸向靠近一号轴一侧运动,使得一号轴逆时针转动,从而使得固定板向右侧运动,并通过二号气缸推动若干二号杆和三号杆展开,使得右侧的转动轮脱离地面,通过左侧转动轮、两二号滑轮和一号皮带间的相互配合,使得探测机器人如同在平面上行走;当探测机器人向低处运行中,探测机器人会向前倾,此时,一号轴前侧的三号气缸拉动一号绳向远离一号轴一侧运动,一号轴后侧的三号气缸向靠近一号轴一侧运动,使得一号轴顺时针转动,从而使得固定板向左侧运动,并通过调节机构的调节,使得左侧的转动轮脱离地面,通过右侧转动轮、两二号滑轮和一号皮带间的配合,使得探测机器人如同在平面上行走。

优选的,所述二号弹性套环由一号囊、二号囊和一号管组成;所述一号囊通过一号管与二号囊连通,二号囊与地面接触,一号囊中装有清水,且一号囊中设有压力阀。本发明通过将二号弹性套环由一号囊、二号囊和一号管组成,通过驱动机构驱动调节机构左右运行,二号滑轮对一号囊进行挤压,使得一号囊内压力值增大,一号囊内的清水进入到二号囊中,增大二号囊的柔软度,且对二号囊与地面的摩擦生热进行降温;当与地面相接触的二号囊脱离与地面的接触时,进入到二号囊中清水回流到一号囊中。

本发明的有益效果如下:

1.本发明所述的一种行走式矿井探测机器人,体型小巧,结构简单,避免探测机器人在运行中发生晃动;且运行中的一号皮带采用拼接式结构,根据实际情况,选择性更换损坏的部位,避免将整个一号皮带报废,节省资源,具有较大的市场空间。

2.本发明所述的一种行走式矿井探测机器人,通过正反转电机带动一号轮转动,使得二号皮带转动,且通过二号皮带上的梯形凸块与二号轮上的齿块间的相互配合,使得二号轮转动,从而使得三号皮带转动;同时,由于伸缩气缸两端分别固连在三号皮带和铰接在推板上,使得推板推动一号固定柱在竖直方向上进行运动,通过控制一号固定柱的升降,对矿井内部环境进行精确的探测,从而提高了探测机器人的实用性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图;

图2是本发明的俯视图;

图3是图1中a处的局部放大图;

图4是图1中b处的局部放大图;

图5是箱体的剖视图;

图6是图5中c处的局部放大图;

图中:箱体1、行走机构2、转动轮21、二号轴22、转环23、一号皮带24、一号弹性套环241、二号弹性套环242、一号双头气缸243、一号电磁铁244、二号电磁铁245、一号囊246、二号囊247、一号管248、升降机构3、一号轮31、二号轮32、三号轮33、伸缩气缸34、二号皮带35、三号皮带36、安装板37、一号弹簧371、一号板38、推板39、一号固定柱391、一号轴4、固定板5、旋转机构6、二号固定柱61、一号气缸62、一号杆63、安装座64、调节机构7、一号滑轮71、二号滑轮72、二号杆73、三号杆74、二号气缸75、驱动机构8、三号气缸81、一号绳82。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

如图1至图6所示,本发明所述的一种行走式矿井探测机器人,包括箱体1;还包括行走机构2、升降机构3、一号轴4、固定板5、旋转机构6、电池组、探照灯、摄像机、信号发射器、激光发射器、激光扫描仪、红外测距仪、生命探测仪、探测传感器和控制器;所述控制器用于控制探测机器人的工作;所述箱体1固定安装在固定板5上,且箱体1外侧喷涂耐高温隔热保温涂料、其用于抗外部高温环境,且探照灯安装在箱体1外部,探照灯为防爆探照灯且与电池组相连接;箱体1内部设有升降机构3和电池组,电池组用于为探测机器人提供动力,电池组外部设有隔爆壳、其避免电池组爆炸;所述红外测距仪和生命探测仪分别安装在升降机构3上,红外测距仪用于测量探测机器人与障碍物间的距离,生命探测仪用于探测矿井内是否存在生命特征;所述固定板5套设在一号轴4的外圈上,一号轴4两端安装在行走机构2上,通过行走机构2使得探测机器人进行行走;所述旋转机构6转动安装在升降机构3上,旋转机构6上设有摄像机、激光发射器、激光扫描仪、信号发射器和探测传感器,摄像机用于拍摄矿井环境,激光扫描仪用于对矿井的内部情况进行三维扫描,激光扫描仪与激光发射器内部连通,探测传感器分别为一氧化碳、甲烷和氧气传感器,一氧化碳、甲烷和氧气传感器分别探测矿井内一氧化碳、甲烷和氧气含量,通过探照灯、摄像机、信号发射器、激光发射器、激光扫描仪、红外测距仪、生命探测仪、探测传感器间的相互配合,提供矿井内实时且具体的情况,探测机器人立即通过信号发射器向地面人员发射定位信息和现场画面;其中,

所述行走机构2包括转动轮21、二号轴22、转环23和一号皮带24;所述转动轮21的数量为四;所述二号轴22两端均与转动轮21转动安装,且同一水平线上的转动轮21通过一号皮带24传动;所述转环23的数量为二,两转环23分别套设在二号轴22上,一号轴4两端安装在转环23中部;所述一号皮带24为拼接式皮带,且一号皮带24分别由若干一号弹性套环241、二号弹性套环242、一号双头气缸243、一号电磁铁244和二号电磁铁245组成;所述一号弹性套环241内部设有区域,一号双头气缸243位于区域内,且一号双头气缸243两端固连在区域侧壁上,一号弹性套环241外部对称设有一号电磁铁244;所述二号弹性套环242外部对称设有二号电磁铁245,一号电磁铁244和二号电磁铁245通电后存在磁力吸引;

所述升降机构3包括一号轮31、二号轮32、三号轮33、四号轮、二号皮带35、三号皮带36、安装板37、一号板38、推板39、一号固定柱391和伸缩气缸34;所述一号轮31的数量为二,两一号轮31分别通过转轴转动安装在箱体1侧壁上,位于左侧的一号轮31转轴与正反转电机输出轴固连,正反转电机固定安装在箱体1外侧壁上;所述二号皮带35用于两一号轮31的传动,二号皮带35外圈上均匀设有若干梯形齿块;所述二号轮32通过转轴转动安装在箱体1侧壁上,二号轮32上开设有若干凹槽,凹槽中设有与二号皮带35上梯形凸齿相配合的齿块,齿块两端通过弹簧固连在凹槽侧壁上,避免梯形凸齿与齿块的刚性碰撞,通过一号皮带24、梯形凸齿和齿块间的相互配合使得二号轮32转动;所述三号轮33的数量为二且对称设置,三号轮33通过转轴转动安装在箱体1侧壁上;所述三号皮带36用于三号轮33和四号轮的传动,且左侧三号皮带36成八字形,四号轮套设在二号轮32的转轴上,且位于二号轮32后侧;所述安装板37的数量为二且对称设置,两安装板37分别固连在箱体1侧壁上,且两安装板37上均设有开槽;所述推板39位于开槽处,且推板39一端通过弹簧固连在开槽壁上,推板39另一端对一号板38进行支撑;所述一号固定柱391一端与旋转机构6转动连接,一号固定柱391另一端固连在一号板38上;所述伸缩气缸34一端铰接在推板39上,伸缩气缸34另一端铰接在三号轮33上,通过三号轮33、四号轮、三号皮带36和伸缩气缸34间的相互配合,使得推板39在竖直方向上进行运动,从而控制一号固定柱391的升降。在煤矿中采取煤炭时,煤矿时常会发生矿难,在发生矿难时,由于矿难原因和矿难现场情况不明的条件下,救援人员冒然进入矿区中进行抢险施救,救援人员自身遇险时有发生,因此需要研制一种煤矿探测机器人对发生矿难的矿井进行探测;现有技术中存在一种矿井探测车,但是现有技术中的矿井探测车存在不足,一方面,该矿井探测车在运行中会发生晃动,影响摄像机对矿井内部环境的拍摄,影响拍摄画面;另一方面,该矿井探测车的高度调节十分有限,影响探测车对矿井内部环境的精准探测;本发明通过设置行走机构2、升降机构3、一号轴4、固定板5、旋转机构6、电池组、探照灯、摄像机、信号发射器、激光发射器、激光扫描仪、红外测距仪、生命探测仪、探测传感器和控制器;一方面,采用拼接式的一号皮带24,且一号皮带24分别由若干一号弹性套环241、二号弹性套环242、一号双头气缸243、一号电磁铁244和二号电磁铁245组成,通过一号双头气缸243的伸缩缓解了探测机器人运行中的晃动,同时,根据实际情况,选择性更换损坏的部位,避免将整个一号皮带24报废,从而提高了探测机器人的实用性;另一方面,通过正反转电机带动一号轮31转动,使得二号皮带35转动,且通过二号皮带35上的梯形凸块与二号轮32上的齿块间的相互配合,使得二号轮32转动,从而使得三号皮带36转动;同时,由于伸缩气缸34两端分别固连在三号皮带36和铰接在推板39上,使得推板39推动一号固定柱391在竖直方向上进行运动,通过控制一号固定柱391的升降,对矿井内部环境进行精确的探测,从而提高了探测机器人的实用性。

首先,通过控制器驱动探测机器人行走,使得探测机器人进入到矿井内,探测机器人在矿井内行走中,通过激光扫描仪、摄像机和红外线测距仪中获得的信息,辅助探测机器人的运行和规避障碍,且在探测机器人运动中,生命探测仪一直搜索矿井内是否有生命迹象的存在,一旦有生命迹象探测机器人立即通过信号发射器向地面救援人员发射定位信息和现场画面;探测机器人在矿井内行走中,由于一号皮带24采用拼接式结构,且一号皮带24由若干一号弹性套环241、二号弹性套环242、一号双头气缸243、一号电磁铁244和二号电磁铁245组成,探测机器人在矿井内行走时,挤压一号弹性套环241和二号弹性套环242,使得一号弹性套环241内的一号双头气缸243进行收缩,避免探测机器人在行走中发生晃动;并且探测机器人在矿井内行走的同时,实时进行一号固定柱391的高度调节,使得摄像机、激光扫描仪和探测传感器对矿井内进行精准的探测;在对一号固定柱391进行高度调节的过程中,当一号固定柱391的位置过低时,此时,控制器控制驱动正反转电机转动,在正反转电机的作用下,使得一号皮带24顺时针转动,由于一号皮带24上设有若干梯形凸块,且二号轮32上设有与梯形凸块相配合的齿块,使得二号轮32逆时针转动;同时,由于四号轮套设在二号轮32的转轴上,三号轮33与四号轮间通过三号皮带36传动,且左侧三号皮带36成八字形传动,使得左侧的三号轮33顺时针转动,右侧的三号轮33逆势针转动,使得通过伸缩气缸34连接的推板39向远离开槽的一侧运动,从而使得推板39推动一号板38向靠近箱体1顶部一侧运动,实现对一号固定柱391的上升;当一号固定柱391的位置过高时,此时,控制器控制反向驱动正反转电机转动;通过一号轮31、二号轮32、二号皮带35、三号皮带36、三号轮33、伸缩气缸34和推板39间的相互配合,使得一号板38向远离箱体1顶部一侧运动,实现一号固定柱391的下降,通过对一号固定柱391的高度进行调节,使得摄像机、激光扫描仪和探测传感器对矿井内的环境进行精确的探测。

作为本发明的一种实施方式,所述旋转机构6包括二号固定柱61、一号气缸62、一号杆63、安装座64和滑块;所述二号固定柱61上开设有螺旋槽,且一端转动安装在一号固定柱391上,二号固定柱61另一端与安装座64固连,安装座64上安装有摄像机、激光发射器、激光扫描仪、信号发射器和探测传感器;所述滑块位于螺旋槽中;所述一号气缸62一端铰接在一号固定柱391顶端外壁上,一号气缸62另一端与一号杆63铰接,一号杆63端部铰接在滑块上,通过一号气缸62的伸缩,使得滑块在螺旋槽中滑动,从而使得二号固定柱61转动。在通过摄像机和激光扫描仪对矿井内的环境进行拍摄中,存在拍摄死角,从而影响地面人员对矿井内整体环境的掌握;本发明通过设置旋转机构6,且旋转机构6为二号固定柱61、一号气缸62、一号杆63、安装座64和滑块,一方面,通过一号气缸62的伸缩,使得一号杆63带动滑块在二号固定柱61上的螺旋槽上滑动,利用滑块的滑动,使得二号固定柱61发生转动,从而实现对摄像机和激光扫描仪角度的调节,避免拍摄死角,使得地面人员对矿井内环境进行整体的掌握;另一方面,为了将一号固定柱391的升降和二号固定柱61的旋转同步进行,从外界获取气体动力源作用于一号气缸62中,会造成调节延时,通过控制器控制伸缩气缸34伸缩产生的气体动力源作用于一号气缸62,既保证调节的同步,又避免了气体动力源的浪费,提高了资源的利用率。

作为本发明的一种实施方式,所述安装板37上设有一号槽,一号槽位于推板39一侧,且推板39靠近一号槽的一侧面上凸齿,一号槽中设有一号弹簧371;所述一号弹簧371两端转动安装在一号槽侧壁上,通过推板39和一号弹簧371间的相互配合减少摩擦。推板39在开槽中滑动时,推板39与开槽侧壁间存在较大的摩擦力,影响推板39的使用寿命;本发明通过设置一号弹簧371,通过一号弹簧371与推板39侧壁上凸齿间的相互配合,一方面,避免推板39与开槽侧壁间的直接接触,减少了对推板39的摩擦,从而提高了推板39的使用寿命;另一方面,推板39在开槽中滑动中,使得一号弹簧371转动,转动的一号弹簧371加快开槽处的空气流动,对推板39摩擦生热产生的热量进行降温,从而提高了推板39的使用寿命。

作为本发明的一种实施方式,所述固定板5上设有调节机构7,调节机构7的数量为二,且分别位于两一号皮带24间;所述调节机构7用于调节一号皮带24的松紧,调节机构7包括一号滑轮71、二号滑轮72、二号杆73、三号杆74和二号气缸75;所述一号滑轮71和二号滑轮72的数量均为二,一号滑轮71通过固定杆固连在固定板5顶面上,一号滑轮71与二号滑轮72均与一号皮带24内侧接触,二号滑轮72通过固定杆分别铰接在二号杆73和三号杆74端部;所述二号杆73和三号杆74的数量至少为二,二号杆73间相互铰接,且位于最下部的二号杆73铰接在二号滑轮72固定杆上,位于最上部的二号杆73悬空,并通过二号气缸75固连在固定板5底面上,三号杆74间相互铰接,位于最上部和最下部的三号杆74分别铰接在固定板5底面和二号滑轮72固定杆上,且每个三号杆74与二号杆73的中部相互铰接。本发明通过设置调节机构7,通过调节结构,根据矿井地面的具体情况,调节一号皮带24的松紧度,若矿井地面的质地较硬,此时,通过二号气缸75使得若干二号杆73和三号杆74展开,将一号皮带24调紧,避免一号皮带24过松引发磨损现象;若矿井地面的质地较软时,此时,通过二号气缸75使得若干二号杆73和三号杆74收缩,将一号皮带24调松,避免一号皮带24上粘附泥土,减少泥土对一号皮带24上造成的异常压力。

作为本发明的一种实施方式,所述一号轴4为丝杆,一号轴4两端转动安装在转环23中部,且固定板5通过丝杆螺母套设在一号轴4外圈上,一号轴4上设有驱动机构8;所述驱动机构8沿固定板5呈中心对称设置,驱动机构8包括三号气缸81和一号绳82;所述一号绳82一端缠绕在一号轴4外圈上,一号绳82另一端固连在三号气缸81端部,三号气缸81固连在转环23上,通过三号气缸81和一号绳82间的相互配合使得一号轴4转动,从而使得固定板5来回运动。由于矿井内存在高低不平区域,探测机器人在该高低不平区域行走中,容易使得探测机器人倾翻,影响探测机器人的运行;本发明通过设置驱动机构8,通过驱动机构8和调节机构7间的相互配合,使得探测机器人始终如同在平面上行走,从而提高了探测机器人运行的稳定性。

当探测机器人向高处攀爬时,探测机器人会向后侧倾,此时,一号轴4后侧的三号气缸81拉动一号绳82向远离一号轴4一侧运动,且一号轴4前侧的三号气缸81向靠近一号轴4一侧运动,使得一号轴4逆时针转动,从而使得固定板5向右侧运动,并通过二号气缸75推动若干二号杆73和三号杆74展开,使得右侧的转动轮21脱离地面,通过左侧转动轮21、两二号滑轮72和一号皮带24间的相互配合,使得探测机器人如同在平面上行走;当探测机器人向低处运行中,探测机器人会向前倾,此时,一号轴4前侧的三号气缸81拉动一号绳82向远离一号轴4一侧运动,一号轴4后侧的三号气缸81向靠近一号轴4一侧运动,使得一号轴4顺时针转动,从而使得固定板5向左侧运动,并通过调节机构7的调节,使得左侧的转动轮21脱离地面,通过右侧转动轮21、两二号滑轮72和一号皮带24间的配合,使得探测机器人如同在平面上行走。

作为本发明的一种实施方式,所述二号弹性套环242由一号囊246、二号囊247和一号管248组成;所述一号囊246通过一号管248与二号囊247连通,二号囊247与地面接触,一号囊246中装有清水,且一号囊246中设有压力阀。本发明通过将二号弹性套环242由一号囊246、二号囊247和一号管248组成,通过驱动机构8驱动调节机构7左右运行,二号滑轮72对一号囊246进行挤压,使得一号囊246内压力值增大,一号囊246内的清水进入到二号囊247中,增大二号囊247的柔软度,且对二号囊247与地面的摩擦生热进行降温;当与地面相接触的二号囊247脱离与地面的接触时,进入到二号囊247中清水回流到一号囊246中。

工作时,首先,通过控制器驱动探测机器人行走,使得探测机器人进入到矿井内,探测机器人在矿井内行走中,通过激光扫描仪、摄像机和红外线测距仪中获得的信息,辅助探测机器人的运行和规避障碍,且在探测机器人运动中,生命探测仪一直搜索矿井内是否有生命迹象的存在,一旦有生命迹象探测机器人立即通过信号发射器向地面救援人员发射定位信息和现场画面;探测机器人在矿井内行走中,由于一号皮带24采用拼接式结构,且一号皮带24由若干一号弹性套环241、二号弹性套环242、一号双头气缸243、一号电磁铁244和二号电磁铁245组成,探测机器人在矿井内行走时,挤压一号弹性套环241和二号弹性套环242,使得一号弹性套环241内的一号双头气缸243进行收缩,避免探测机器人在行走中发生晃动;并且探测机器人在矿井内行走的同时,实时进行一号固定柱391的高度调节,使得摄像机、激光扫描仪和探测传感器对矿井内进行精准的探测;在对一号固定柱391进行高度调节的过程中,当一号固定柱391的位置过低时,此时,控制器控制驱动正反转电机转动,在正反转电机的作用下,使得一号皮带24顺时针转动,由于一号皮带24上设有若干梯形凸块,且二号轮32上设有与梯形凸块相配合的齿块,使得二号轮32逆时针转动;同时,由于四号轮套设在二号轮32的转轴上,三号轮33与四号轮间通过三号皮带36传动,且左侧三号皮带36成八字形传动,使得左侧的三号轮33顺时针转动,右侧的三号轮33逆势针转动,使得通过伸缩气缸34连接的推板39向远离开槽的一侧运动,从而使得推板39推动一号板38向靠近箱体1顶部一侧运动,实现对一号固定柱391的上升;当一号固定柱391的位置过高时,此时,控制器控制反向驱动正反转电机转动;通过一号轮31、二号轮32、二号皮带35、三号皮带36、三号轮33、伸缩气缸34和推板39间的相互配合,使得一号板38向远离箱体1顶部一侧运动,实现一号固定柱391的下降,通过对一号固定柱391的高度进行调节,使得摄像机、激光扫描仪和探测传感器对矿井内的环境进行精确的探测。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准,按照人物观察视角为标准,装置面对观察者的一面定义为前,观察者左侧定义为左,依次类推。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述,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发明保护范围的限制。

最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

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