CN107416053A - 一种用于煤矿隧道安全检测的机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，包括履带式行走机构以及用于煤矿隧道的安全检测装置和安全救生装置，所述履带式行走机构上设置有用于安装安全检测装置和安全救生装置的自稳云台；所述安全检测装置包括密封设置在履带式行走机构中后方的传感器组件，所述传感器组件包括红外热成像仪和瓦斯检测仪；所述安全救生装置包括密封设置的生命探测仪以及工作在超短波频段的无线电对讲机通信系统。本发明提供的用于煤矿隧道安全检测的机器人提升了煤矿隧道中瓦斯、电气线路的安全隐患排查的工作效率，解决了煤矿隧道发生坍塌事故时，对被埋幸存者搜救工作因搜救范围过大，搜救队员搜救方向不明确导致搜救时间被浪费的问题。

Description

一种用于煤矿隧道安全检测的机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种用于煤矿隧道安全检测的机器人。
背景技术
为了提高煤矿隧道的安全性，用机器人代替人工巡检越来越成为一种趋势。在隧道中需要安全可靠的性能、较长的运行时间以及有效避开或跨越障碍物，因此巡检机器人必须解决好机械结构、导航与定位技术、通讯、线路检测与故障定位等关键技术。
目前出现的地下隧道巡检机器人并不能到达实际使用的性能要求。如2012年由杭州市电力局和浙江大学共同研发的隧道巡检智能机器人，该机器人采用轮式移动结构，越障能力较差，只能在大型的地面相对平缓的隧道中进行工作。如连续工作时间较短，只能维持1小时左右；远程主机与机器人之间无线通信的允许最大距离（十米以内）较短，当机器人在隧道中处于非自主运行模式时，大大的限制了工作空间；机器人大部分电子器件暴露在外，防水性能较差，当其工作在滴水现象发生的隧道中，会对机器人的正常运行产生极大的影响，甚至无法完成隧道检测工作。
发明内容
本发明的用于煤矿隧道安全检测的机器人的目的在于利用如今可用的先进技术改进巡检机器人的行走机构、通讯功能，提升机器人抵抗恶劣环境的能力，创新供能方式，以解决如今煤矿隧道巡检机器人存在的较明显的技术问题。
本发明要解决的上述技术问题所采用的新的技术方案是这样实现的：
一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，包括履带式行走机构以及用于煤矿隧道的安全检测装置和安全救生装置，
所述的履带式行走机构上设置有用于安装安全检测装置和安全救生装置的自稳云台；
所述的安全检测装置包括密封设置在所述履带式行走机构中后方的传感器组件，所述的传感器组件包括红外热成像仪和瓦斯检测仪；
所述安全救生装置包括密封设置的生命探测仪以及工作在超短波频段的无线电对讲机通信系统。
进一步地，所述的履带式行走机构包括车身、对称设置在所述车身两侧的履带驱动系统，每个履带驱动系统均包括履带、链轮、传动轴、电机、减速器、主齿轮和从齿轮，所述电机通过减速器与主齿轮连接；所述传动轴通过从齿轮与主齿轮连接；所述履带通过链轮与传动轴连接，获得同侧电机的动力；两传动轴之间穿过地连接设置有支撑轴。
进一步地，所述的生命探测仪加载在传感器组件之上，所述无线电对讲机通信系统附着在传感器组件底部。
进一步地，所述的安全检测装置还包括安装在所述履带式行走机构上方前部的具有冷却作用的液氮弹。
进一步地，所述的自平衡云台包括三轴自稳云台、PID控制系统，所述的PID控制系统通过自适应PID算法，在越障过程中实现履带式行走机构和三轴自稳云台相互协调配合，控制三轴自稳云台旋转保证所搭载设备的检测角度与被检测物体相对静止，完成前行、后退、转弯和越障时的位姿控制。
进一步地，所述的瓦斯检测仪采用光学瓦斯检测仪。光学瓦斯检测仪测量精度高、操作简单快捷、使用方便等特点。主要用于存在易燃、易爆可燃性气体混合物的工作环境中测量瓦斯浓度。
相比现有技术，本发明提供的用于煤矿隧道安全检测的机器人提升了煤矿隧道中瓦斯，电气线路的安全隐患排查的工作效率，解决了煤矿隧道发生坍塌事故时，对被埋幸存者搜救工作因搜救范围过大，搜救队员搜救方向不明确导致搜救时间被浪费的问题，结构简单，运行稳定可靠，适用性好、通信稳定、探测灵敏精度高。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的履带式行走机构结构示意图。
示意图中零部件的标号说明：
1-履带，2-链轮，3-传动轴，4-支撑轴，5-电机，6-减速器，7-主齿轮，8-从齿轮，9-履带式行走机构，10-传感器组件，11-液氮弹。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步说明：
如图1所示，一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，包括履带式行走机构9以及用于煤矿隧道的安全检测装置和安全救生装置，
所述的履带式行走机构9上设置有用于安装安全检测装置和安全救生装置的自稳云台；
所述的安全检测装置包括密封设置在所述履带式行走机构9中后方的传感器组件10，所述的传感器组件10包括红外热成像仪和光学瓦斯检测仪，所述红外热成像仪可对局部温升异常部位进行识别，所述光学瓦斯检测仪具有测量精度高、操作简单快捷、使用方便等特点。主要用于存在易燃、易爆可燃性气体混合物的工作环境中测量瓦斯浓度。
所述安全救生装置包括密封设置的生命探测仪以及工作在超短波频段的无线电对讲机通信系统，所述生命探测仪可感应人体发出微弱电场，超短波频段的无线电对讲机通信系统采用超短波通信，优势明显：1、利用视距传播方式，比短波天波传播方式稳定性高，受季节和昼夜变化的影响小。2、天线可用尺寸小、结构简单、增益较高的定向天线。这样，可用功率较小的发射机。3、频率较高,频带较宽,能用于多路通信。4、调制方式通常用调频制，可以得到较高的信噪比。通信质量比短波好。
如图2所示，所述的履带式行走机构9包括车身、对称设置在所述车身两侧的履带驱动系统，每个履带驱动系统均包括履带1、链轮2、传动轴3、电机5、减速器6、主齿轮7和从齿轮8，所述电机5通过减速器6与主齿轮7连接；所述传动轴3通过从齿轮8与主齿轮7连接；所述履带1通过链轮2与传动轴3连接，获得同侧电机5的动力；两传动轴3之间穿过地连接设置有支撑轴4。
本实施例中，所述的生命探测仪加载在传感器组件10之上，所述无线电对讲机通信系统附着在传感器组件10底部。
本实施例中，所述的安全检测装置还包括安装在所述履带式行走机构9上方前部的具有冷却作用的液氮弹11，防止机器人出现过热现象，保证机器人运行的稳定性、安全性和可靠性。
具体而言，本实施例中，所述的自平衡云台包括三轴自稳云台、PID控制系统，所述的PID控制系统通过自适应PID算法，在越障过程中实现履带式行走机构9和三轴自稳云台相互协调配合，控制三轴自稳云台旋转保证所搭载设备的检测角度与被检测物体相对静止，完成前行、后退、转弯和越障时的位姿控制。三轴自稳云台是一种为实现目标物体姿态稳定控制的装置，换言之，就是使物体可以在运动中保持其姿态的静止，主要由三轴陀螺仪和三轴加速度传感器构成的IMU反馈系统和伺服电机两部份组成，在支撑臂上分布有三个伺服电机，分别负责前后，左右，上下三个方向的旋转，本领域技术人员可根据需要进行选择和调试，在此不再赘述。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，其特征在于：包括履带式行走机构(9)以及用于煤矿隧道的安全检测装置和安全救生装置，
所述的履带式行走机构(9)上设置有用于安装安全检测装置和安全救生装置的自稳云台；
所述的安全检测装置包括密封设置在所述履带式行走机构(9)中后方的传感器组件(10)，所述的传感器组件(10)包括红外热成像仪和瓦斯检测仪；
所述安全救生装置包括密封设置的生命探测仪以及工作在超短波频段的无线电对讲机通信系统。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，其特征在于：所述的履带式行走机构(9)包括车身、对称设置在所述车身两侧的履带驱动系统，每个履带驱动系统均包括履带(1)、链轮(2)、传动轴(3)、电机(5)、减速器(6)、主齿轮(7)和从齿轮(8)，所述电机(5)通过减速器(6)与主齿轮(7)连接；所述传动轴(3)通过从齿轮(8)与主齿轮(7)连接；所述履带(1)通过链轮(2)与传动轴(3)连接，获得同侧电机(5)的动力；两传动轴(3)之间穿过地连接设置有支撑轴(4)。
3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，其特征在于：所述的生命探测仪加载在传感器组件(10)之上，所述无线电对讲机通信系统附着在传感器组件(10)底部。
4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，其特征在于：所述的安全检测装置还包括安装在所述履带式行走机构(9)上方前部的具有冷却作用的液氮弹(11)。
5.根据权利要求1所述的一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，其特征在于：所述的自平衡云台包括三轴自稳云台、PID控制系统，所述的PID控制系统通过自适应PID算法，在越障过程中实现履带式行走机构(9)和三轴自稳云台相互协调配合，控制三轴自稳云台旋转保证所搭载设备的检测角度与被检测物体相对静止，完成前行、后退、转弯和越障时的位姿控制。
6.根据权利要求1所述的一种用于煤矿隧道安全检测的机器人，其特征在于：所述的瓦斯检测仪采用光学瓦斯检测仪。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111619683A (zh) * 2020-06-08 2020-09-04 神华神东煤炭集团有限责任公司 一种用于煤矿巷道中的探测设备及其控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1488412A (zh) * 2003-08-15 2004-04-14 华 姜 液氮灭火炮车
TW200927564A (en) * 2007-12-31 2009-07-01 Nan Kai Inst Technology Device for keeping carrying surface of carrier horizontal and the method thereof
CN102541064A (zh) * 2012-03-27 2012-07-04 沈阳中兴电力通信有限公司 磁导航巡检机器人
CN203241821U (zh) * 2013-01-07 2013-10-16 张洪督 一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人
CN105425793A (zh) * 2015-11-25 2016-03-23 杭州苏诺电气有限公司 一种远程控制的计算机通信机器人
CN106075776A (zh) * 2016-06-14 2016-11-09 中国矿业大学 一种多途径移动式液氮炮车灭火系统
CN106585805A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 D·伍德 基于应变控制的自平衡电动车
CN207510541U (zh) * 2017-08-16 2018-06-19 华南理工大学 一种用于煤矿隧道安全检测的机器人

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1488412A (zh) * 2003-08-15 2004-04-14 华 姜 液氮灭火炮车
TW200927564A (en) * 2007-12-31 2009-07-01 Nan Kai Inst Technology Device for keeping carrying surface of carrier horizontal and the method thereof
CN102541064A (zh) * 2012-03-27 2012-07-04 沈阳中兴电力通信有限公司 磁导航巡检机器人
CN203241821U (zh) * 2013-01-07 2013-10-16 张洪督 一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人
CN106585805A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 D·伍德 基于应变控制的自平衡电动车
CN105425793A (zh) * 2015-11-25 2016-03-23 杭州苏诺电气有限公司 一种远程控制的计算机通信机器人
CN106075776A (zh) * 2016-06-14 2016-11-09 中国矿业大学 一种多途径移动式液氮炮车灭火系统
CN207510541U (zh) * 2017-08-16 2018-06-19 华南理工大学 一种用于煤矿隧道安全检测的机器人

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111619683A (zh) * 2020-06-08 2020-09-04 神华神东煤炭集团有限责任公司 一种用于煤矿巷道中的探测设备及其控制方法

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