CN109572861A - 一种矿用探测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用探测机器人，包括主体、控制盒、蓄电池、红外接收器、第一电机、第一输出齿轮、第一齿轮、固定轴、监测探头、第二齿轮、连杆、推板、连接板、转轴、行走轮、第一轴承、第二轴承、固定齿轮、第二电机、第二输出齿轮、齿板、挡板、电动推杆、限位板、调节齿轮、第一弹簧、滑槽和第二弹簧。该矿用探测机器人的结构简单，通过行走轮带动主体在井内移动，并通过监测探头对井内情况进行探测，通过固定轴带动监测探头的转动方便全方位的进行探测，提高了探测的范围；通过调节齿轮的移动方便主体的转向，提高了操作的便利性；通过推杆的转动对主体前方的碎石和泥土进行排开，避免了因井内路面不平整而导致监测探头晃动的问题。

Description

一种矿用探测机器人

技术领域

本发明涉及一种探测机器人，具体为一种矿用探测机器人，属于机器人应用技术领域。

背景技术

矿用探测机器人是可将采集到的各种信息以图像、数据等形式传送到主控中心，完成矿下作业的探测，方便人员及时了解矿井内的情况，具有多种探测功能，能够探测环境的气体成分，如井下各种有害气体的浓度、环境温度、位置及状态，矿下探测机器人主要有底盘、减速机和电机履带、电缆等组成，通过对相应电机控制来驱动机器人进行各种操作。

目前市场上的矿用探测机器人主要是通过采集井内的各种情况，能够代替技术人员进行探测的作用，但是，对于矿用探测机器人来说，由于在使用时需要对井内的情况进行探测，通常的监测探头为固定的，不能很好的对周围进行探测；且井内的环境恶劣，可能因地面的不平整导致机器人无法进行行走的问题；且路面可能会有碎石等阻碍机器人的行走，不利于机器人进行移动。因此，针对上述问题提出一种矿用探测机器人。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种矿用探测机器人。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种矿用探测机器人，包括安装在主体顶端的控制盒、探测机构、转向机构和清理机构，其中所述主体内部底面开设有滑槽；

所述探测机构包括主体、控制盒、第一电机、第一输出齿轮、固定轴和监测探头，所述主体顶端与控制盒固定连接，所述控制盒内部分别与蓄电池以及红外接收器固定连接，且所述控制盒一侧与第一电机固定连接，所述第一电机的输出端与第一输出齿轮固定连接，所述第一输出齿轮与第一齿轮啮合连接，所述第一齿轮与固定轴固定连接，且所述固定轴顶端与监测探头固定连接；

所述清理机构包括第二齿轮、连杆、推板和连接板、所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接，且所述第二齿轮顶面与连杆的端部转动连接，所述连杆的另一端部与推板的内侧壁转动连接，且所述推板的中部与连接板端部转动连接；

所述转向机构包括转轴、行走轮、第一轴承、第二轴承、齿板和限位板，所述转轴与主体的内部底端转动连接，所述转轴的端部与行走轮固定连接，且所述转轴的两端和中部分别与第一轴承以及第二轴承内部转动连接，且位于所述第一轴承和第二轴承之间的转轴上与固定齿轮固定连接，所述第一轴承顶端与第二电机固定连接，且所述第二电机的输出端与第二输出齿轮固定连接，所述第一轴承侧壁与齿板的端部转动连接，所述第一轴承的另一侧壁通过第二弹簧与主体内部侧壁固定连接，且所述齿板与挡板的侧壁滑动连接，所述齿板与调节齿轮啮合连接，所述调节齿轮与固定轴滑动连接，且所述调节齿轮的两面都接触有限位板，位于顶端的所述限位板与电动推杆固定连接，且位于底端的所述限位板通过第二弹簧与主体底面固定连接。

优选的，所述固定轴贯穿主体的内部并与主体内部底端转动连接，且所述固定轴表面开设有键槽，所述键槽内部与调节齿轮内侧壁上的平键滑动连接。

优选的，所述电动推杆的数量为两个，两个所述电动推杆都与主体的内部顶端固定连接，且所述电动推杆底端的限位板中心处与固定轴滑动连接。

优选的，所述第一轴承的数量为四个，四个所述第一轴承分别位于两个转轴的两端，且每个所述轴承底端都与滑槽内部滑动连接。

优选的，所述第二轴承的数量为两个，两个所述第二轴承分别位于两个转轴的中部，且两个所述第二轴承都与主体底面转动连接。

优选的，所述连接板的数量为两个，且两个所述连接板分别与主体的一端两侧固定连接。

优选的，所述齿板的数量为两个，两个所述齿板的两端分别与四个第一轴承的侧壁转动连接，且两个所述齿板之间都与调节齿轮啮合连接。

优选的，所述限位板的数量为两个，两个所述限位板分别位于调节齿轮的两面，且两个所述限位板都呈圆环形结构。

优选的，所述第二齿轮与主体的顶端转动连接，且所述第二齿轮的顶面边缘处的延伸杆上与连杆的端部转动连接。

优选的，所述第二电机的数量为两个，两个所述第二电机分别固定在其中一个转轴上的两个第一轴承上，且两个所述第二电机输出端的第二输出齿轮分别与两个固定齿轮啮合连接。

本发明的有益效果是：

1.该矿用探测机器人的结构简单，操作方便，通过行走轮带动主体在井内移动，并通过监测探头对井内情况进行探测，通过固定轴带动监测探头的转动方便全方位的进行探测，提高了探测的范围。

2.该矿用探测机器人通过调节齿轮的移动方便主体的转向，机器人在遇到障碍时能够很好的进行绕开，方便进行控制，提高了操作的便利性。

3.该矿用探测机器人通过推杆的转动对主体前方的碎石和泥土进行排开，方便行走轮的转动，避免了因井内路面不平整而导致监测探头晃动的问题，方便主体的移动，有利于进行监测。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明主体内部俯视结构示意图；

图3为本发明主体外部俯视结构示意图；

图4为本发明调节齿轮处俯视结构示意图

图5为本发明结构原理示意图。

图中：1、主体，2、控制盒，201、蓄电池，202、红外接收器，3、第一电机，4、第一输出齿轮，5、第一齿轮，6、固定轴，7、监测探头，8、第二齿轮，9、连杆，10、推板，11、连接板，12、转轴，13、行走轮，14、第一轴承，15、第二轴承，16、固定齿轮，17、第二电机，18、第二输出齿轮，19、齿板，20、挡板，21、电动推杆，22、限位板，23、调节齿轮，24、第一弹簧，25、滑槽，26、第二弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-5所示，一种矿用探测机器人，包括安装在主体1顶端的控制盒2、探测机构、转向机构和清理机构，其中所述主体1内部底面开设有滑槽25，用于第一轴承14的移动；

所述探测机构包括主体1、控制盒2、第一电机3、第一输出齿轮4、固定轴6和监测探头7，所述主体1顶端与控制盒2固定连接，所述控制盒2内部分别与蓄电池201以及红外接收器202固定连接，且所述控制盒2一侧与第一电机3固定连接，所述第一电机3的输出端与第一输出齿轮4固定连接，所述第一输出齿轮4与第一齿轮5啮合连接，所述第一齿轮5与固定轴6固定连接，且所述固定轴6顶端与监测探头7固定连接，用于带动监测探头7转动进行全方位探测；

所述清理机构包括第二齿轮8、连杆9、推板10和连接板11、所述第二齿轮8与第一齿轮5啮合连接，且所述第二齿轮8顶面与连杆9的端部转动连接，所述连杆9的另一端部与推板10的内侧壁转动连接，且所述推板10的中部与连接板11端部转动连接，便于将主体1前方的碎石和泥土排开；

所述转向机构包括转轴12、行走轮13、第一轴承14、第二轴承15、齿板19和限位板22，所述转轴12与主体1的内部底端转动连接，所述转轴12的端部与行走轮13固定连接，且所述转轴12的两端和中部分别与第一轴承14以及第二轴承15内部转动连接，且位于所述第一轴承14和第二轴承15之间的转轴12上与固定齿轮16固定连接，所述第一轴承14顶端与第二电机17固定连接，且所述第二电机17的输出端与第二输出齿轮18固定连接，所述第一轴承14侧壁与齿板19的端部转动连接，所述第一轴承14的另一侧壁通过第二弹簧26与主体1内部侧壁固定连接，且所述齿板19与挡板20的侧壁滑动连接，所述齿板19与调节齿轮23啮合连接，用于带动齿板19移动进行转向，所述调节齿轮23与固定轴6滑动连接，且所述调节齿轮23的两面都接触有限位板22，位于顶端的所述限位板22与电动推杆21固定连接，且位于底端的所述限位板22通过第二弹簧24与主体1底面固定连接。

所述固定轴6贯穿主体1的内部并与主体1内部底端转动连接，且所述固定轴6表面开设有键槽，所述键槽内部与调节齿轮23内侧壁上的平键滑动连接，便于调节齿轮23的竖向移动，方便带动齿板19移动；所述电动推杆21的数量为两个，两个所述电动推杆21都与主体1的内部顶端固定连接，且所述电动推杆21底端的限位板22中心处与固定轴6滑动连接，便于电动推杆21的固定，方便带动限位板22竖向移动；所述第一轴承14的数量为四个，四个所述第一轴承14分别位于两个转轴12的两端，且每个所述轴承14底端都与滑槽25内部滑动连接，便于第一轴承14的移动，方便进行转向；所述第二轴承15的数量为两个，两个所述第二轴承15分别位于两个转轴12的中部，且两个所述第二轴承15都与主体1底面转动连接，便于转轴12围绕第二轴承15的转动，方便控制主体1的转向；所述连接板11的数量为两个，且两个所述连接板11分别与主体1的一端两侧固定连接，便于连接板11的固定，方便推板10围绕连接板11转动；所述齿板19的数量为两个，两个所述齿板19的两端分别与四个第一轴承14的侧壁转动连接，且两个所述齿板19之间都与调节齿轮23啮合连接，便于齿板19带动第一轴承14移动，有利于改变转轴12的角度；所述限位板22的数量为两个，两个所述限位板22分别位于调节齿轮23的两面，且两个所述限位板22都呈圆环形结构，便于限位板22对调节齿轮23的位置进行限定，有利于调节齿轮23的竖向移动；所述第二齿轮8与主体1的顶端转动连接，且所述第二齿轮8的顶面边缘处的延伸杆上与连杆9的端部转动连接，便于第二齿轮8的转动，方便带动连接9转动；所述第二电机17的数量为两个，两个所述第二电机17分别固定在其中一个转轴12上的两个第一轴承14上，且两个所述第二电机17输出端的第二输出齿轮18分别与两个固定齿轮16啮合连接，便于第二电机17的固定，方便能带动行走轮13转动。

本发明在使用时，首先将该装置内的电器元件外接电源和控制开关，将主体1放置在井内，通过操作人员使用红外遥控发出指令，使得红外接收器202接收信号后，经处理器转化成电信号进行控制，并由蓄电池201提供动力，当需要行走时，通过控制第二电机17带动第二输出齿轮18转动，使得第二输出齿轮18带动固定齿轮16转动，进而带动转轴12转动，使得转轴12在第一轴承14和第二轴承15内部转动后，带动行走轮13转动，使得主体1进行移动；通过控制第一电机3，使得第一电机3带动第一输出齿轮4转动，第一输出齿轮4带动第一齿轮5转动后，使得固定轴6在主体1中部转动，带动其顶端的监测探头7转动后进行全方位的监测；第一齿轮5的转动同时带动第二齿轮8转动，因第二齿轮8的顶面边缘与连杆9的端部连接，进而带动连杆9的端部转动，使得连杆9带动推板10转动，使得推板10围绕连接板11的端部转动后，将主体1前方的泥土和碎石进行排开，方便主体1的移动，避免监测探头7发生晃动；

当需要调整主体1的移动方向时，通过控制电动推杆21的控制器，使得其伸长后带动顶端的限位板22在固定轴6上竖向滑动，推动调节齿轮23同时移动，使得调节齿轮23抵住底端的限位板22后，使得第一弹簧22压缩，进而推动调节齿轮23移动至最底端，使得调节齿轮23与齿板19啮合，因调节齿轮23内部的平键与固定轴6表面的键槽滑动连接，避免了调节齿轮23与固定轴6之间的相对转动，通过固定轴6的转动进而带动调节齿轮23转动，带动齿板19横向移动，使得齿板19侧面在挡板20侧壁滑动后，推动第一轴承14在滑槽25内部滑动后，使得转轴12围绕其中部的第二轴承15转动，进而改变行走轮13的角度，使得对角的两个第二弹簧26压缩，另外两个第二弹簧26拉伸，进而完成转向，当需要笔直运动时，通过电动推杆21的缩短，使得顶端的限位板22与调节齿轮23分离，第一弹簧24的弹性势能推动调节齿轮23竖向移动后与齿板19分离，进而通过第二弹簧26的弹性势能的恢复使得转轴12保持水平位置。

第一电机3和第二电机17可采用由淄博光大电机有限公司提供的NMRV系列涡轮减速电动机及其配套电源和电路。

电动推杆21采用江苏省路易厂家提供的XTL100电动推杆及其配套电源和电路。

红外接收器202采用创联发数码专营店HT6221红外接收器及其配套电源和电路。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种矿用探测机器人，其特征在于：包括安装在主体（1）顶端的控制盒（2）、探测机构、转向机构和清理机构，其中所述主体（1）内部底面开设有滑槽（25）；

所述探测机构包括主体（1）、控制盒（2）、第一电机（3）、第一输出齿轮（4）、固定轴（6）和监测探头（7），所述主体（1）顶端与控制盒（2）固定连接，所述控制盒（2）内部分别与蓄电池（201）以及红外接收器（202）固定连接，且所述控制盒（2）一侧与第一电机（3）固定连接，所述第一电机（3）的输出端与第一输出齿轮（4）固定连接，所述第一输出齿轮（4）与第一齿轮（5）啮合连接，所述第一齿轮（5）与固定轴（6）固定连接，且所述固定轴（6）顶端与监测探头（7）固定连接；

所述清理机构包括第二齿轮（8）、连杆（9）、推板（10）和连接板（11）、所述第二齿轮（8）与第一齿轮（5）啮合连接，且所述第二齿轮（8）顶面与连杆（9）的端部转动连接，所述连杆（9）的另一端部与推板（10）的内侧壁转动连接，且所述推板（10）的中部与连接板（11）端部转动连接；

所述转向机构包括转轴（12）、行走轮（13）、第一轴承（14）、第二轴承（15）、齿板（19）和限位板（22），所述转轴（12）与主体（1）的内部底端转动连接，所述转轴（12）的端部与行走轮（13）固定连接，且所述转轴（12）的两端和中部分别与第一轴承（14）以及第二轴承（15）内部转动连接，且位于所述第一轴承（14）和第二轴承（15）之间的转轴（12）上与固定齿轮（16）固定连接，所述第一轴承（14）顶端与第二电机（17）固定连接，且所述第二电机（17）的输出端与第二输出齿轮（18）固定连接，所述第一轴承（14）侧壁与齿板（19）的端部转动连接，所述第一轴承（14）的另一侧壁通过第二弹簧（26）与主体（1）内部侧壁固定连接，且所述齿板（19）与挡板（20）的侧壁滑动连接，所述齿板（19）与调节齿轮（23）啮合连接，所述调节齿轮（23）与固定轴（6）滑动连接，且所述调节齿轮（23）的两面都接触有限位板（22），位于顶端的所述限位板（22）与电动推杆（21）固定连接，且位于底端的所述限位板（22）通过第二弹簧（24）与主体（1）底面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述固定轴（6）贯穿主体（1）的内部并与主体（1）内部底端转动连接，且所述固定轴（6）表面开设有键槽，所述键槽内部与调节齿轮（23）内侧壁上的平键滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述电动推杆（21）的数量为两个，两个所述电动推杆（21）都与主体（1）的内部顶端固定连接，且所述电动推杆（21）底端的限位板（22）中心处与固定轴（6）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述第一轴承（14）的数量为四个，四个所述第一轴承（14）分别位于两个转轴（12）的两端，且每个所述轴承（14）底端都与滑槽（25）内部滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述第二轴承（15）的数量为两个，两个所述第二轴承（15）分别位于两个转轴（12）的中部，且两个所述第二轴承（15）都与主体（1）底面转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述连接板（11）的数量为两个，且两个所述连接板（11）分别与主体1的一端两侧固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述齿板（19）的数量为两个，两个所述齿板（19）的两端分别与四个第一轴承（14）的侧壁转动连接，且两个所述齿板（19）之间都与调节齿轮（23）啮合连接。

8.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述限位板（22）的数量为两个，两个所述限位板（22）分别位于调节齿轮（23）的两面，且两个所述限位板（22）都呈圆环形结构。

9.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述第二齿轮（8）与主体（1）的顶端转动连接，且所述第二齿轮（8）的顶面边缘处的延伸杆上与连杆（9）的端部转动连接。

10.根据权利要求1所述的一种矿用探测机器人，其特征在于：所述第二电机（17）的数量为两个，两个所述第二电机（17）分别固定在其中一个转轴（12）上的两个第一轴承（14）上，且两个所述第二电机（17）输出端的第二输出齿轮（18）分别与两个固定齿轮（16）啮合连接。