一種煤礦井下探測機器人的制作方法
【專利摘要】本發明涉及特種機器人領域，提供一種煤礦井下探測機器人，包括機器人本體、自動收放光纖裝置、控制器、升降防爆云臺及本安攝像頭，所述自動收放光纖裝置設置于機器人本體的上方，所述控制器布置于機器人本體正壓腔內，通過本安控制電路與自動收放光纖裝置相連接；升降防爆云臺安裝在包括機器人本體上，在升降防爆云臺上設置有本安攝像頭。本發明實現了井下機器人光纖的自動施放和回收，卷線方便快捷，緊密度好，而且完全按照GB3836煤礦爆炸性氣體環境相關要求對各部分進行了防爆設計，實用性強，在實現功能的同時，使井下探測機器人更安全可靠。
【專利說明】一種煤礦井下探測機器人
【技術領域】
[0001]本發明屬于特種機器人【技術領域】，具體來說是一種煤礦井下探測機器人。
【背景技術】
[0002]煤礦井下探測機器人可以代替救援人員提前進入并探測礦難救援現場，同時把現場的情況和環境數據傳遞給救援人員，以便救援人員可以準確快速的制定出救援方案，避免不必要的生命和財產損失。由于井下巷道對無線信號屏蔽非常嚴重，因此只能采取光纖通訊方式進行數據傳輸。常規方式為光纖軸固定在機器人本體上，操作人員手持另一線軸進行手動收放線，不但效率低，纏線緊密度差，而且安全性低，因此設計一款滿足井下防爆要求的煤礦井下探測機器人已經迫在眉睫。
【發明內容】
[0003]為解決上述技術問題，本發明設計了一種煤礦井下探測機器人，目的是使機器人前進和回航時，可以穩定緊密的收放光纖，在保證操作人員安全的同時，提高收放線效率，實現數據的可靠傳輸。
[0004]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0005]一種煤礦井下探測機器人，包括機器人本體，還包括:自動收放光纖裝置、控制器、升降防爆云臺及本安攝像頭，所述自動收放光纖裝置設置于機器人本體的上方，所述控制器布置于機器人本體正壓腔內，通過本安控制電路與自動收放光纖裝置相連接；所述升降防爆云臺安裝在機器人本體上，所述本安攝像頭23布置于升降防爆云臺上。
[0006]優選地，所述自動收放光纖裝置包括:帶傳動驅動電機、第二減速裝置、聯軸器、主動帶輪、從動帶輪、傳送帶、第一軸承、第二軸承、第一軸承座及第二軸承座，帶傳動驅動電機設置于機器人本體的正壓腔內，第二減速裝置布置于機器人本體的正壓腔內，其輸入端與帶傳動驅動電機相連接，輸出端通過聯軸器與主動帶輪動密封相連，主動帶輪和從動帶輪通過傳送帶相連接，并且，通過第一軸承和第二軸承分別安裝在第一軸承座及第二軸承座上，第一軸承座及第二軸承座固定連接在機器人本體上。
[0007]優選地，所述自動收放光纖裝置還包括:光纖軸驅動電機、第一減速裝置、光纖軸、光纖線、限位圈、張緊裝置，第一減速裝置的輸入端與光纖軸驅動電機相連，輸出端與光纖軸動密封相連，光纖軸驅動電機與減速裝置均置于機器人本體正壓腔內，光纖軸固連在機器人本體上，光纖線的一端纏繞在光纖軸上，另一端通過張緊裝置和安裝在傳送帶上的限位圈與遙操作盒相連。
[0008]優選地，所述自動收放光纖裝置還包括:布置于光纖軸的兩側的第一本安接近開關和第二本安接近開關，所述第一本安接近開關和第二本安接近開關通過本安控制電路與控制器相連。
[0009]優選地，所述自動收放光纖裝置還包括:傳感器，所述傳感器設置于第一減速裝置的隔爆腔內，并與光纖軸相連接。
[0010]優選地，所述本安攝像頭具體有三個，分別設置于升降防爆云臺的前方、后方、及上方三個方向。
[0011]本發明的優點效果:實現了井下機器人光纖的自動施放和回收，卷線方便快捷，緊密度好，而且完全按照GB3836煤礦爆炸性氣體環境相關要求對各部分進行了防爆設計，實用性強，在實現功能的同時，使井下探測機器人更安全可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1本發明的整體結構示意圖；
[0013]圖2本發明的電控系統結構示意圖；
[0014]圖3本發明的系統工作控制流程圖。
[0015]圖中:1為機器人本體；2為光纖軸驅動電機；3為第一減速裝置；4為光纖軸；5為帶傳動驅動電機；6為第二減速裝；7為聯軸器；8為主動帶輪；9為從動帶輪；10為傳送帶；11為第一軸承；12為第二軸承；13為第一軸承座；14為第二軸承座；15為光纖線；16為限位圈；17為張緊裝置；18為第一本安接近開關；19為本安接近開關；20為控制器；21為傳感器；22為升降防爆云臺；23為本安攝像頭；24為自動收放光線裝置。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0017]如圖1所示，本發明煤礦井下探測機器人自動收放光纖裝置24由下述結構構成:一個機器人本體1，內部沖入惰性氣體，采用靜態正壓防爆技術，滿足煤礦爆炸性氣體環境要求；一個光纖軸驅動電機2,布置于機器人本體I正壓腔內，由機器人本體內電池供電；第一減速裝置3,輸入端與驅動電機2相連,輸出端與光纖軸4動密封相連,第一減速裝置3設計隔爆外殼，布置于機器人本體I正壓腔內；一個光纖軸4,固連在機器人本體上；一個帶傳動驅動電機5，布置于機器人本體I正壓腔內；第二減速裝置6，輸入端與驅動電機5相連，輸出端通過聯軸器7與主動帶輪8動密封相連，第二減速裝置6設計隔爆外殼，布置于機器人本體I正壓腔內；一個主動帶輪8，從動帶輪9，和傳送帶10組成帶傳送裝置；主動帶輪8和從動帶輪9通過第一軸承11和第二軸承12分別安裝在第一軸承座13和第二軸承座14上，第一軸承座13和第二軸承座14固連在機器人本體I上，帶傳動系統兩邊與光纖軸4兩繞線端面平行；光纖線15纏繞在光纖軸4上，另一端通過限位圈16和張緊裝置17，與遙操作盒相連；限位圈16，安裝在傳送帶10上；第一本安接近開關18和第二本安接近開關19，布置于光纖軸4兩側，通過本安控制電路，與控制器20相連；控制器20，布置于機器人本體I正壓腔內；傳感器21，與光纖軸4和控制器20相連，布置于第一減速裝置3的隔爆腔內；一個升降防爆云臺22，安裝在機器人本體I上，云臺上布置有三個攝像頭23，分別設置于升降防爆云臺22的前方、后方、及上方三個方向。
[0018]如圖2所示，本發明電控系統控制結構如下:遙操作盒發出命令，通過光纖傳輸到控制器20，控制器20控制電機控制/驅動模塊，通過各自的減速裝置后，驅動光纖軸驅動電機2,帶傳動驅動電機5和云臺電機旋轉；傳感器21實時記錄光纖軸4的旋轉圈數,并通過傳感器數據采集板，將數據傳輸給控制器20 ;當光纖線15靠近第一本安接近開關18和第二本安接近開關19時，兩開關通過傳感器數據采集板，將信息反饋給控制器20，便于控制器20下達下一步命令；電池I通過DC-DC模塊后給各部分供電，包括傳感器數據采集板、圖像壓縮卡、本安電源模塊和控制器20 ;本安電源模塊通過本安電路，給本安攝像頭23，傳感器21和第一接近開關18和第二接近開關19供電；電池2給電機控制/驅動模塊供電，采用電池I和電池2進行控制電和動力電分別供電，使機器人在礦井復雜環境中工作更可靠安全；升降防爆云臺22上布置的本安攝像頭23，用于觀察井下巷道內的工作環境，并實時觀察光纖軸繞線情況，當纏線出現問題時，通過觸發遙操作盒上的急停開關停止收放線，以免光纖堆積或拉斷。
[0019]如圖3所示，本發明工作原理和工作過程如下:機器人工作時，遙操作盒發送收線或放線命令，收線時控制光纖軸驅動電機2帶動第一減速裝置3驅動光纖軸4順時針旋轉，放線時控制光纖軸驅動電機2帶動第一減速裝置3驅動光纖軸4逆時針旋轉；傳感器21記錄光纖軸4旋轉的圈數，并實時反饋給控制器20 ;控制器20根據光纖軸4旋轉的圈數，給帶傳動驅動電機5下達命令驅動主動帶輪8順時針旋轉，光纖軸4轉一圈，傳送帶前進一個光纖直徑的距離；當光纖線15前進至第一本安接近開關18側時，接近開關18將信息反饋給控制器20，控制器20控制帶傳動驅動電機5反轉，使得光纖線15開始反向移動；當光纖線15繞至距第二本安接近開關19側時，接近開關19將信息反饋給控制器20，控制器20控制帶傳動驅動電機5驅動主動帶輪8順時針旋轉,使得光纖線15再次正向前進,如此反復，直至光纖收放完畢，工作結束后，反饋給控制器，遙操作盒下達停止收放線命令。
[0020]本發明優點:實現了井下機器人光纖的自動施放和回收，卷線方便快捷，緊密度好，而且完全按照GB3836煤礦爆炸性氣體環境相關要求對各部分進行了防爆設計，實用性強，在實現功能的同時，使井下探測機器人更安全可靠。
[0021]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種煤礦井下探測機器人，包括機器人本體(I)，其特征在于，還包括:自動收放光纖裝置(24)、控制器(20)、升降防爆云臺(22)及本安攝像頭(23)，所述自動收放光纖裝置(24)設置于機器人本體(I)的上方，所述控制器(20 )布置于機器人本體正壓腔內，通過本安控制電路與自動收放光纖裝置(24)相連接；升降防爆云臺(22)安裝在包括機器人本體(I)上，在升降防爆云臺(22)上設置有本安攝像頭(23)。
2.如權利要求1所述的煤礦井下探測機器人，其特征在于，所述自動收放光纖裝置(24)包括:帶傳動驅動電機(5)、第二減速裝置(6)、聯軸器(7)、主動帶輪(8)、從動帶輪(9)、傳送帶(10)、第一軸承(11)、第二軸承(12)、第一軸承座(13)及第二軸承座(14),帶傳動驅動電機(5)設置于機器人本體(I)的正壓腔內，第二減速裝置(6)布置于機器人本體(O的正壓腔內，其輸入端與帶傳動驅動電機(5)相連接，輸出端通過聯軸器(7)與主動帶輪(8)動密封相連,主動帶輪(8)和從動帶輪(9)通過傳送帶(10)相連接,并且,通過第一軸承(11)和第二軸承(12)分別安裝在第一軸承座(13)及第二軸承座(14)上,第一軸承座(13)及第二軸承座(14)固定連接在機器人本體(I)上。
3.如權利要求2所述的煤礦井下探測機器人，其特征在于，所述自動收放光纖裝置(24)還包括:光纖軸驅動電機(2)、第一減速裝置(3)、光纖軸(4)、光纖線(15)、限位圈(16 )、張緊裝置(17),第一減速裝置(3 )的輸入端與光纖軸驅動電機(2 )相連,輸出端與光纖軸(4)動密封相連,光纖軸驅動電機(2)與第一減速裝置(3)均置于機器人本體(I)內，光纖軸(4)固連在機器人本體(I)上，光纖線(15)的一端纏繞在光纖軸(4)上，另一端通過張緊裝置(17)和安裝在傳送帶(10)上的限位圈(16)與遙操作盒相連。
4.如權利要求3所述的煤礦井下探測機器人，其特征在于，所述自動收放光纖裝置(24)還包括:布置于光纖軸(4)兩側的第一本安接近開關(18)和第二本安接近開關(19)，所述第一本安接近開關(18 )和第二本安接近開關(19 )通過本安控制電路與控制器(20 )相連。
5.如權利要求3所述的煤礦井下探測機器人，其特征在于，所述自動收放光纖裝置(24)還包括:傳感器(21)，所述傳感器(21)設置于第一減速裝置(3)的隔爆腔內，并與光纖軸(4)相連接。
6.如權利要求1所述的煤礦井下探測機器人，其特征在于，本安攝像頭(23)具體有三個，分別設置于升降防爆云臺(22)的前方、后方、及上方三個方向。
【文檔編號】B65H75/44GK104514580SQ201310452270
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月28日 優先權日:2013年9月28日
【發明者】鄒風山, 姜楊, 李學威, 鄭春暉, 王文釗, 何以剛 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司