CN108316067A - 一种巡检机器人用柔性轨道系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种巡检机器人用柔性轨道系统，包括：刚性导轨、柔性导轨和吊装组件；其特征在于：刚性导轨和柔性导轨通过吊装组件固定在液压支架的顶板上；刚性导轨包括刚性导轨静块、刚性导轨动块；刚性导轨动块可在刚性导轨静块内滑动。本发明采用柔性导轨、刚性可滑动导轨及柔性吊装组件相配合的柔性轨道系统，对相邻液压支架运行带来的前后升降2个自由度的错位移动，柔性轨道系统可以自适应，自主调节，保证巡检机器人无障碍通过。由于柔性轨道系统架设在液压支架的顶部护板上，不会影响到液压支架、采煤机及其他相关设备的运转，保证了巡检机器人在采煤工作面的安全运行。

Description

一种巡检机器人用柔性轨道系统

技术领域

本发明专利属于机器人领域，具体说是一种应用于煤矿井下综采工作面的巡检机器人用柔性轨道。

背景技术

煤矿井下采煤工作面作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，是矿井事故的多发地点。煤矿顶板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦斯爆炸事故、煤尘爆炸事故以及职业病等在采煤工作面发生的情况都占有相当大的比例。因此，人们开始在采煤工作面应用巡检机器人来对工作环境进行监测，以预防事故的发生。

例如：一种煤矿综采工作面巡检机器人（申请号CN 201710008322.4），该机器人主要包括主动摩擦轮、被动摩擦轮、钢丝缆绳、缆车轿厢、驱动电机、敏感气体传感器、视觉和激光传感器、电池等。该机器人将主、被动摩擦轮安装在液压支架顶部，驱动吊挂在钢丝绳上的缆车轿厢来达到往复巡检的目的，利用摩擦轮的摩擦力带动钢丝缆绳和缆车轿厢运行，钢丝绳始终处于拉紧状态。此发明主、被动摩擦轮装置体积非常大，对采煤液压支架的运行带来一定的影响。

由于综采工作面设备较多、空间狭小，为不影响液压支架、采煤机及刮板机的正常工作面，要求煤矿工作面巡检机器人应具有在柔性轨道上实现巡检的能力，一方面需确定巡检机器人柔性轨道的安装位置，另一方面，解决巡检机器人在狭小空间内通行的问题，实现由地面工控终端操控机器人在柔性轨道上运行与监测的功能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于综采工作面的巡检机器人柔性轨道系统，该系统既能满足综采工作面的空间要求，又能保证巡检机器人在柔性轨道上安全运行。

本发明采用的技术方案是：一种巡检机器人用柔性轨道系统，包括：刚性导轨Ⅰ、柔性导轨Ⅱ、吊装组件Ⅲ；其特征在于：所述刚性导轨Ⅰ、柔性导轨Ⅱ，通过吊装组件Ⅲ固定在液压支架的顶板上；所述刚性导轨Ⅰ包括刚性导轨静块1、刚性导轨动块6；所述刚性导轨动块6的底部开有长槽6-1，内置有滚动轴承；所述刚性导轨动块6可在刚性导轨静块1内滑动。

优选地，所述柔性导轨Ⅱ包括柔性关节2、上连接板3、下连接板4、转轴5；所述柔性导轨Ⅱ包括至少3个柔性关节2；所述上连接板3上有限位柱3-1，所述限位柱3-1与下连接板4上的限位槽4-1配合，限制旋转角度在0-20°内。

非限制性的，所述柔性关节2的一端为内凹圆弧，另一端为外凸圆弧，柔性关节2首尾相连，通过上连接板3、下连接板4、转轴5固定，组成柔性导轨Ⅱ。刚性导轨Ⅰ通过上连接板3、下连接板4和转轴5与柔性导轨Ⅱ连接在一起。

进一步，所述吊装组件Ⅲ包括吊装角铁7、吊装锁链8、吊装座9，所述吊装角铁安装于液压支架的顶板上，吊装座9固定于下连接板4或刚性静块1凸起的台阶上。

更进一步，所述巡检机器人在柔性轨道系统上的运行方式之一为：当液压支架前后错位移动时，悬挂在液压支架顶部的柔性轨道弯曲或伸展，刚性导轨动块6在刚性导轨静快1内滑动；当液压支架升降错位移动时，相邻两组的吊装组件上的吊装锁链8收缩，通过柔性轨道与吊装组件的相互配合，来补偿液压支架的多自由度的错位移动对柔性轨道带来的影响，确保机器人本体在柔性轨道上无障碍行走。

本发明专利的有益效果是：

首先，本发明采用柔性导轨、刚性可滑动导轨及柔性吊装组件相配合的柔性轨道系统，对相邻液压支架运行带来的前后上下2个自由度的错位移动，柔性轨道系统可以自适应，自主调节，巡检机器人可以无障碍通过；

其次，柔性轨道系统可快速拆卸及连接，能够适应液压支架检修期间的轨道拆装工作；

再次，由于柔性轨道系统架设在液压支架的顶部护板上，不会影响到液压支架、采煤机及其他相关设备的运转，保证了巡检机器人在煤矿工作面的安全运行。

附图说明

图1是巡检机器人用柔性轨道立体示意图；

图2是刚性导轨Ⅰ与柔性导轨Ⅱ连接方式的立体示意图；

图3是刚性导轨静块1的立体示意图；

图4是柔性关节2的立体示意图；

图5是上连接板3的立体示意图；

图6是下连接板4的立体示意图；

图7是刚性导轨动块6的立体示意图；

图8是吊装组件Ⅲ的立体示意图；

图9是柔性轨道系统在煤矿工作面的安装方式示意图。

图中：Ⅰ. 刚性导轨, Ⅱ.柔性导轨, Ⅲ.吊装组件, 1.刚性导轨静块, 2.柔性关节, 3.上连接板, 3-1.限位柱, 4.下连接板, 4-1.限位槽, 5.转轴, 6.刚性导轨动块,6-1.轴承槽, 7. 吊装角铁, 8.吊装锁链, 9.吊装座。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参考图1和图2，在本发明的第一实施方式提供了一种巡检机器人用柔性轨道，包括：刚性导轨Ⅰ、柔性导轨Ⅱ、吊装组件Ⅲ；所述刚性导轨Ⅰ、柔性导轨Ⅱ，通过吊装组件Ⅲ固定在液压支架的顶板上；所述刚性导轨Ⅰ包括刚性导轨静块1、刚性导轨动块6；所述刚性导轨动块6的底部开有轴承槽6-1，内置有滚动轴承；所述刚性动块6在刚性静块1内滑动。

柔性导轨Ⅱ包括柔性关节2、上连接板3、下连接板4、转轴5；所述柔性导轨Ⅱ包括至少3个柔性关节2；所述上连接板3上有限位柱3-1，所述限位柱3-1与下连接板4上的限位槽4-1配合，限制旋转角度在0-20°内。

如图3、图4、图7所示，刚性导轨动块6的一端设计为外凸圆弧，并增加了2个通孔，通过转轴5、上连接板3、下连接板4依次与柔性关节2相连接固定在一起，可自由旋转一定角度；刚性导轨动块6的另一端设计成锥形结构，方便插入到刚性导轨静块1的槽内，轴承槽6-1安装滚动轴承后可以减小刚性导轨动块6与刚性导轨静块1滑动时的运行阻力。

柔性关节2的一端为内凹圆形，另一位外凸圆弧，柔性关节2首尾相连，通过上连接板3、下连接板4、转轴5固定，组成柔性导轨Ⅱ。刚性导轨Ⅰ通过上连接板3、下连接板4和转轴5与柔性导轨Ⅱ连接在一起。

进一步，如图8所示，所述吊装组件Ⅲ包括吊装角铁7、吊装锁链8、吊装座9，所述吊装角铁7安装于液压支架的顶板上，吊装座9固定于下连接板4或刚性静块1凸起的台阶上。

图9为柔性轨道系统在煤矿工作面的安装方式示意图，为了便于突出重点部位，此图省略了工作面内的采煤机、刮板机等设备；巡检机器人悬挂在柔性轨道上，通过驱动轮在柔性轨道的腹板上行走。

更进一步，所述巡检机器人在柔性轨道系统上的运行方式之一为：当液压支架前后错位移动时，悬挂在液压支架顶部的柔性导轨Ⅱ弯曲或伸展，刚性导轨动块6在刚性导轨静快1内滑动，此柔性导轨与刚性导轨相配合带来的自由度可以抵消液压支架在前后移动时的位移量；当液压支架升降错位移动时，相邻两组的吊装组件上的吊装锁链8收缩，通过柔性轨道与吊装组件的相互配合，来补偿液压支架的多自由度的错位移动对柔性轨道带来的影响，多种措施配合动作，确保机器人本体在导轨上无障碍行走。

本发明专利的有益效果是：

首先，本发明采用柔性导轨、刚性可滑动导轨及柔性吊装组件相配合的柔性轨道系统，对相邻液压支架运行带来的前后、上下2个自由度的错位移动，柔性轨道系统可以自适应，自主调节，巡检机器人可以无障碍通过；

其次，柔性轨道系统可快速拆卸及连接，能够适应液压支架检修期间的轨道拆装工作；

再次，由于柔性轨道系统架设在液压支架的顶部护板上，不会影响到液压支架、采煤机及其他相关设备的运转，保证了巡检机器人在煤矿工作面的安全运行。

本发明所述并不限于具体实施方式所述的实施例，只要是本领域技术人员根据本发明方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新及保护的范围。

Claims (2)

1.一种巡检机器人用柔性轨道系统，包括：刚性导轨（Ⅰ）、柔性导轨（Ⅱ）、吊装组件（Ⅲ）；其特征在于：所述刚性导轨（Ⅰ）、柔性导轨（Ⅱ），通过吊装组件（Ⅲ）固定在液压支架的顶板上；所述刚性导轨（Ⅰ）包括刚性导轨静块（1）、刚性导轨动块（6）；所述刚性导轨动块（6）的底部开有长槽（6-1），内置有滚动轴承，刚性导轨动块（6）可在刚性导轨静块（1）内滑动；所述柔性导轨（Ⅱ）包括柔性关节（2）、上连接板（3）、下连接板（4）和转轴（5），所述柔性导轨（Ⅱ）包括至少3个柔性关节（2）；所述上连接板（3）上有限位柱（3-1），所述限位柱（3-1）与下连接板（4）上的限位槽（4-1）配合，限制旋转角度在0-20°内；所述柔性关节（2）的一端为内凹圆弧，另一端为外凸圆弧，柔性关节（2）首尾相连，通过上连接板（3）、下连接板（4）、转轴（5）固定，组成柔性导轨（Ⅱ）；刚性导轨（Ⅰ）通过上连接板（3）、下连接板（4）和转轴（5）与柔性导轨（Ⅱ）连接在一起。

2.根据权利要求1所述一种巡检机器人用柔性轨道系统，其特征在于：所述吊装组件（Ⅲ）包括吊装角铁（7）、吊装锁链（8）和吊装座（9），所述吊装角铁安装于液压支架的顶板上，吊装座（9）固定于下连接板（4）或刚性静块（1）凸起的台阶上。