CN106486824B - 一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，属于矿用充电装置领域，包括移动端组件和固定端组件，移动端组件可沿导向轨向固定端组件方向往复移动，移动端组件靠近固定端组件的一端设有电极插座，固定端组件靠近移动端组件的一端设有电极固定座，电极固定座上设有与电极插座匹配设置的电极插头，电极插头与电极插座的外圈设有隔爆组件；隔爆组件包括锁紧套和固定套，锁紧套设在移动端组件靠近固定端组件的一端且设在电极插座的外圈，固定套设在固定端组件靠近移动端组件的一端且设在电极插头的外圈，锁紧套与固定套之间可拆卸式固定连接。本发明具有隔爆功能，安全性高，而且可实现自动充电，自动断电，提高煤矿井下自动化程度。

Description

一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置
技术领域
本发明属于矿用充电装置领域，尤其涉及一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置。
背景技术
随着煤矿井下机械化智能化得普及，煤矿生产过程中电气设备的使用越来越广泛，近些年来，无线通讯的飞速发展，也使得井下各类设备系统逐步从人工化，机械化、定点化向自动化、智能化、移动化得转变，基于此情况，沿线的各类移动监测控制系统应运而生。
煤矿井下移动监测控制系统需要自动运行，并通过电能对其驱动，传统提供电能的方式一般采用有线式，或是轮换使用，在井上环境进行充电，或是其他方式获取动力源，截止到目前，上述方法，不仅会局限设备的使用情况，同时也增加了运行费用及使用风险，有的方式虽然从理论上可行，但实际工控容易在接触过程中产生电火花，增加事故隐患。
基于以上情况，采用矿用蓄电池进行充电方式提供电能还是最为可靠地方式。此外移动监测控制系统根据使用工况又存在多样性，电能消耗情况不可控，这就需要实现蓄电池充电的智能。
发明内容
本发明要解决的问题是在于提供一种高效、安全的煤矿井下巡检机器人用自动充电装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，包括移动端组件和固定端组件，所述移动端组件向所述固定端组件方向往复移动，所述固定端组件包括固定杆，所述固定杆可伸入所述移动端组件内部驱动内设的触发杆移动并触发微动开关，所述微动开关与电池充电管理系统连接。
进一步的，所述固定端组件还包括固定端壳体，所述固定杆远离所述固定端壳体的一端固定电极固定座和电极插头，所述电极固定座与所述固定杆对应的位置设有可供所述固定杆通过的通孔，所述固定端壳体设在所述固定杆的外圈且二者滑动连接。
进一步的，所述固定端组件还包括固定端复位弹簧和固定支架，所述固定支架的上端与导向轨固定连接，所述固定杆垂直固定在所述固定支架靠近所述移动端组件的一侧，所述固定端复位弹簧设在所述固定杆的外圈且二者同轴设置，所述固定端复位弹簧的一端与所述固定端壳体接触设置，另一端与所述固定支架接触设置。
进一步的，所述移动端组件还包括移动端壳体和插座固定杆，所述插座固定杆靠近所述固定端组件的一端设有电极插座，所述触发杆设在所述移动端壳体的内部且二者同轴设置，所述触发杆与所述固定杆相对设置，所述触发杆远离所述固定端组件的一端与微动开关接触设置。
进一步的，所述移动端组件还包括固定座、移动端复位弹簧和滑动板，所述固定座设在所述移动端壳体的内部且平行与所述移动端壳体的横向端面，所述触发杆垂直于所述固定座且二者滑动连接，所述插座固定杆对称设在所述触发杆的两侧且垂直固定在所述固定座上，所述滑动板固设在所述触发杆上且与所述插座固定杆滑动连接，所述滑动板设在所述电极插座与所述固定座之间，所述移动端复位弹簧与所述插座固定杆匹配且同轴设置，所述移动端复位弹簧的一端与所述固定座接触设置，另一端与所述滑动板接触设置。
进一步的，所述触发杆的中部设有限位凸起，所述限位凸起在所述触发杆远离所述固定端组件的极限位置与所述固定座接触设置。
进一步的，所述移动端组件和固定端组件连接处的外圈设有隔爆组件。
进一步的，所述隔爆组件包括锁紧套和固定套，所述锁紧套设在所述移动端组件靠近所述固定端组件的一端且设在所述电极插座的外圈，所述固定套设在所述固定端组件靠近所述移动端组件的一端且设在所述电极插头的外圈，所述锁紧套与所述固定套之间可拆卸式固定连接。
进一步的，所述锁紧套与所述移动端组件转动连接，所述锁紧套与所述固定套二者为卡扣式锁紧固定结构，所述锁紧套上设有与所述固定套相对设置的固定端限位开关。
进一步的，所述隔爆组件还包括锁紧电机、主动轮和从动轮，所述锁紧电机固定在所述移动端组件上，所述锁紧电机通过所述主动轮驱动所述从动轮旋转，所述从动轮与所述锁紧套同轴设置且二者固定连接。
进一步的，所述移动端组件可沿导向轨向所述固定端组件方向往复移动，所述固定端组件通过直线导轨与所述导向轨滑动连接，所述移动端组件过导向轮与所述导向轨滑动连接。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：1、本发明设置隔爆组件，将电极插座和电极插头设在在隔爆组件的内部，保证二者在外部隔离的状态下进行充分的接触，然后在进行通电，防止插针在接触时引起电火花，大大提升了充电过程中的安全性；2、锁紧套与固定套采用卡扣式固定方式，结构简单，而且旋进稳定可靠；3、设置的固定端限位开关可以检测固定套与锁紧套的配合的牢固度，达到防爆要求，提升安全性；4、设置锁紧电机、主动轮和从动轮，锁紧电机与充电装置的控制中心连接，可实现自动锁紧，解锁，自锁，保证回转结构安全性，而且提升了工作效率，降低了劳动强度；5、固定端组件的固定端壳体相对固定杆设置成可移动的，有利于在与移动端组件接触的过程中，电极固定座和电机插头露出，与电机插座配合，而正常非接触状态处于固定端壳体的内部，有一定的防护作用；6、固定杆和导向触发杆相对设置，在移动端壳体移动的过程中，固定杆驱动触发杆穿过固定座与微动开关接触，移动端组件停止运动，然后锁紧电机动作，实现隔爆组件的隔离功能，然后触发充电动作的进行，此触发动作靠电气机械连接来控制充电和断电，避免其他通讯方式的干扰，稳定性和安全性高；7、固定端组件通过直线导轨与导向轨滑动连接，移动端组件通过导向轮与导向轨道滑动连接，二者均保证了滑动的精度，保证了对接精度要求，效果好；8、触发杆上设置的限位凸起有限位作用，可防止触发杆在误操作的前提下移动过位，移动端复位弹簧可在外力消失的情况下，保证触发杆恢复到原始状态；9、移动端壳体内设置独立接线腔室且依据GB/T 3836标准设计，而且设有穿腔结构，接线方便，安全性高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置的正视图；
图2是本发明一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置的俯视图；
图3是本发明一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置的B-B剖视图；
图4是本发明一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置的A-A剖视图；
图5是本发明一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置的C-C剖视图。
附图标记：
1-移动端组件；11-电极插座；12-移动端壳体；121-独立接线腔室；13-触发杆；131-限位凸起；14-固定座；15-插座固定杆；16-移动端复位弹簧；17-滑动板；2-导向轨；21-滑块；22-钢轨；23-连接杆；3-固定端组件；31-电极固定座；32-电极插头；33-固定端壳体；34-固定杆；35-固定端复位弹簧；36-固定支架；4-导向轮；5-直线导轨；6-隔爆组件；61-锁紧套；62-固定套；63-固定端限位开关；64-主动轮；65-从动轮；66-锁紧电机；7-悬挂限位块；71-位置限定凸起。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，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，也可以是电连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1和图3所示，本发明为一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，包括移动端组件1和固定端组件3，移动端组件1可沿导向轨2向固定端组件3方向往复移动，移动端组件1靠近固定端组件3的一端设有电极插座11，固定端组件3靠近移动端组件1的一端设有电极固定座31，电极固定座31上设有与电极插座11匹配设置的电极插头32，电极插头32与电极插座11的外圈设有隔爆组件6，隔爆组件6包括锁紧套61和固定套62，锁紧套61设在移动端组件1靠近固定端组件3的一端且设在电极插座11的外圈，固定套62设在固定端组件3靠近移动端组件1的一端且设在电极插头32的外圈，锁紧套61与固定套62之间可拆卸式固定连接；优选地，如图4所示，导向轨2为矩形导轨，导向轨2包括滑块21、钢轨22和连接杆23，连接杆23为中字形结构，滑块2的数量为两个且断面为槽钢结构，两个滑块2开口相对设置在连接杆23中部的凸起位置，钢轨22设在滑块21的外部，连接杆23上端突出钢轨22的部分对称设有导向轮4，导向轮2与钢轨22的上端面相切设置，滑块21采用低摩擦材料；连接杆23突出钢轨22的下端与移动端组件1固定连接，实现可移动端组件1与导向轨2之间的滑动连接，连接杆23突出钢轨22的下端通过直线导轨5与固定端组件3滑动连接，采用此特制结构的导轨，上下和滑动均采用面接触，导向精度更高，有利于移动端组件1与固定端组件3的紧密贴合和对接；更优选地，如图5所示，直线导轨5与固定端组件3之间设有悬挂限位块7，悬挂限位块7的下端面的居中位置设有位置限定凸起71，在移动端组件3靠近固定支架36的极限位置，位置限定凸起71与固定端壳体33的端面接触设置，可有效防止固定端壳体33移动过位，既保证电极插头32与电机插座11的充分接触，又避免了移动过位造成的二者配合的磨损，提升了结构的安全性和稳定性。
优选地，锁紧套61与移动端组件1转动连接，锁紧套61与固定套62二者为卡扣式锁紧固定结构，更优选地，锁紧套61上设有与固定套62相对设置的固定端限位开关63；更优选地，隔爆组件6还包括锁紧电机66、主动轮64和从动轮65，锁紧电机66固定在移动端组件1上，锁紧电机66通过主动轮64驱动从动轮65旋转，从动轮65与锁紧套61同轴设置且二者固定连接，锁紧电机采用隔爆形式输出扭矩仪满足GB/T 3836要求。
优选地，固定端组件3包括固定端壳体33、固定杆34、固定端复位弹簧35和固定支架36，固定支架36的上端与导向轨2固定连接，固定杆34垂直固定在固定支架36靠近移动端组件1的一侧，固定杆34远离固定支架36的一端固定电极固定座31和电极插头32，电极固定座31与固定杆34对应的位置设有可供固定杆34通过的通孔，固定端壳体33设在固定杆34的外圈且二者滑动连接，固定端复位弹簧35设在固定杆34的外圈且二者同轴设置，固定端复位弹簧35的一端与固定端壳体33接触设置，另一端与固定支架36接触设置；更优选地，固定端壳体33通过直线导轨5与导向轨2滑动连接。
优选地，移动端组件1包括移动端壳体12、触发杆13、固定座14、插座固定杆15、移动端复位弹簧16和滑动板17，固定座14设在移动端壳体12的内部且平行与移动端壳体12的横向端面，触发杆13设在移动端壳体12的内部且二者同轴设置，触发杆13垂直于固定座14且二者滑动连接，触发杆13与固定杆34相对设置，插座固定杆15对称设在触发杆13的两侧且垂直固定在固定座14上，插座固定杆15靠近固定端组件3的一端设有电极插座11，滑动板17固设在触发杆13上且与插座固定杆15滑动连接，滑动板17设在电极插座11与固定座14之间，移动端复位弹簧16与插座固定杆15匹配且同轴设置，移动端复位弹簧16的一端与固定座14接触设置，另一端与滑动板17接触设置，触发杆13远离滑动板17的一端穿过固定座14与微动开关18接触设置，微动开关18与电池充电管理系统连接。
优选地，触发杆13的中部设有限位凸起131，限位凸起131在触发杆13远离固定端组件3的极限位置与固定座14接触设置。
优选地，移动端壳体12通过导向轮4与导向轨2滑动连接；更优选地，移动端壳体12远离固定端组件3的一端设有独立接线腔室121，独立接线腔室121内设有穿腔结构，穿腔结构采用2线形式，额定电压36v，额定电流10A。
在实际的使用过程中，移动端组件1通过巡检机械人移动端电机的连接获得动力，通过导向轮4与导向轨2的配合及限定位置移动到固定端组件3的一端，当移动端组件1与固定端组件3接触在一起，电极固定座31沿着固定杆34移动，保证不会发生旋转，最终电极插头32插入电极插座11，移动端电机停止工作，整个装置进入准备工作状态，这时锁紧电机66工作，移动端组件1和固定端组件3锁成一体，可以充电了，当电池充满电后，充电箱停止供电，锁紧电机66工作解锁，移动端组件1反向移动，与固定端组件3分离，等待下次充电工作，本发明在煤矿使用满足了以下特殊要求：首先充电装置在充电前满足了隔爆要求，也就是移动端组件1和固定端组件3要在空中对接并相互锁定保证隔爆性能；其次，充电装置在充电完成后，断电并保证可靠脱离；再次，充电时由于充电电流很大，插针连接可靠，接触电阻越小越好；然后，充电装置本身无动力设备，自动充电装置移动端组件1与移动端组件3固定可靠，依靠移动设备的动力使移动端沿轨道向前移动，停止，向后移动，运动控制移动设备上实现；最后，自动充电装置的移动端组件1和固定端组件3完全靠电气机械连接来控制充电和断电，避免其他通讯方式的干扰，安全稳定，能够使需要井下充电的各系统不再受线路的束缚和特殊环境的影响，能够提高充电的有效性和及时性；实现自动充电，自动断电，提高煤矿井下自动化程度；减低煤矿生产，运营成本，提高生产效率，本发明克服了现有煤矿井下移动监测控制系统自动充电所存在的问题，来回插拔、安装所带来的不便捷，以及传输线路所存在的安全问题，替代原始的手动井上充电，提高系统工作效率，提供了一种自动智能充电方式，该装置能实现煤矿这些系统自动运行，当系统的电池管理系统知道电池需要充电时，自动找到充电装置自动充电，充电结束后自动脱离，进入工作状态，不仅能提供系统充电的安全性，而且能提高系统运行效率。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，其特征在于：包括移动端组件(1)和固定端组件(3)，所述移动端组件(1)向所述固定端组件(3)方向往复移动，所述固定端组件(3)包括固定杆(34)，所述固定杆(34)可伸入所述移动端组件(1)内部驱动内设的触发杆(13)移动并触发微动开关(18)，所述微动开关(18)与电池充电管理系统连接；
所述固定端组件(3)还包括固定端壳体(33)，所述固定杆(34)远离所述固定端壳体(33)的一端固定电极固定座(31)和电极插头(32)，所述电极固定座(31)与所述固定杆(34)对应的位置设有可供所述固定杆(34)通过的通孔，所述固定端壳体(33)设在所述固定杆(34)的外圈且二者滑动连接；
所述移动端组件(1)还包括移动端壳体(12)和插座固定杆(15)，所述插座固定杆(15)靠近所述固定端组件(3)的一端设有电极插座(11)，所述触发杆(13)设在所述移动端壳体(12)的内部且二者同轴设置，所述触发杆(13)与所述固定杆(34)相对设置，所述触发杆(13)远离所述固定端组件(3)的一端与微动开关(18)接触设置；
所述移动端组件(1)和固定端组件(3)连接处的外圈设有隔爆组件(6)；
所述隔爆组件(6)包括锁紧套(61)和固定套(62)，所述锁紧套(61)设在所述移动端组件(1)靠近所述固定端组件(3)的一端且设在所述电极插座(11)的外圈，所述固定套(62)设在所述固定端组件(3)靠近所述移动端组件(1)的一端且设在所述电极插头(32)的外圈，所述锁紧套(61)与所述固定套(62)之间可拆卸式固定连接,所述锁紧套(61)与所述移动端组件(1)转动连接，所述锁紧套(61)与所述固定套(62)二者为卡扣式锁紧固定结构，所述锁紧套(61)上设有与所述固定套(62)相对设置的固定端限位开关(63)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，其特征在于：所述固定端组件(3)还包括固定端复位弹簧(35)和固定支架(36)，所述固定支架(36)的上端与导向轨(2)固定连接，所述固定杆(34)垂直固定在所述固定支架(36)靠近所述移动端组件(1)的一侧，所述固定端复位弹簧(35)设在所述固定杆(34)的外圈且二者同轴设置，所述固定端复位弹簧(35)的一端与所述固定端壳体(33)接触设置，另一端与所述固定支架(36)接触设置。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，其特征在于：所述移动端组件(1)还包括固定座(14)、移动端复位弹簧(16)和滑动板(17)，所述固定座(14)设在所述移动端壳体(12)的内部且平行与所述移动端壳体(12)的横向端面，所述触发杆(13)垂直于所述固定座(14)且二者滑动连接，所述插座固定杆(15)对称设在所述触发杆(13)的两侧且垂直固定在所述固定座(14)上，所述滑动板(17)固设在所述触发杆(13)上且与所述插座固定杆(15)滑动连接，所述滑动板(17)设在所述电极插座(11)与所述固定座(14)之间，所述移动端复位弹簧(16)与所述插座固定杆(15)匹配且同轴设置，所述移动端复位弹簧(16)的一端与所述固定座(14)接触设置，另一端与所述滑动板(17)接触设置。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，其特征在于：所述触发杆(13)的中部设有限位凸起(131)，所述限位凸起(131)在所述触发杆(13)远离所述固定端组件(3)的极限位置与所述固定座(14)接触设置。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，其特征在于：所述隔爆组件(6)还包括锁紧电机(66)、主动轮(64)和从动轮(65)，所述锁紧电机(66)固定在所述移动端组件(1)上，所述锁紧电机(66)通过所述主动轮(64)驱动所述从动轮(65)旋转，所述从动轮(65)与所述锁紧套(61)同轴设置且二者固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置，其特征在于：所述移动端组件(1)可沿导向轨(2)向所述固定端组件(3)方向往复移动，所述固定端组件(3)通过直线导轨(5)与所述导向轨(2)滑动连接，所述移动端组件(1)通过导向轮(4)与所述导向轨(2)滑动连接。
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