CN111173564A - 一种用于矿井安全生产的巡检机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于矿井安全生产的巡检机器人及其使用方法，属于矿井生产领域，一种用于矿井安全生产的巡检机器人，包括导轨，导轨的两侧侧壁均开设有导槽，导轨的下方设置有底座，底座为中空结构，底座的两侧均开设有T形滑槽，且T形滑槽的内壁转动连接有横向设置的螺纹杆，螺纹杆的侧壁螺纹连接有T形滑块，T形滑块的上端均固定连接有连接板，且连接板的侧壁固定连接有壳体，它可以实现对矿井全面的覆盖巡查，用机器人来取代人力劳动，不仅可以提高工作效率，而且更安全可靠，此巡检机器人还可随时拆卸下来，方便维护，另外通过设置减震装置来消除行走时的颤动，确保工作的稳定性。

Description

一种用于矿井安全生产的巡检机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿井生产领域，更具体地说，涉及一种用于矿井安全生产的巡检机器人及其使用方法。

背景技术

现阶段，我国煤矿基础工作薄弱，安全技术装备不足是客观存在的现实。煤矿矿井的寿命多为几十年，甚至上百年，当建井初期，矿井的生产系统还是比较好的，但随着开采深度加大，范围延伸扩展，原有的矿井生产系统就难以适应要求，长期以来安全投入少，装备差，有的煤矿民国时期、解放初期的安全装备还在用，抗灾能力差，所以不产生事故则已且发生事故往往就是大事故。近年来，随着国家对煤矿安全的重视和投人，矿井安全装备有了很大的改善和提高，但还有许多矿井的安全设施达不到要求，这也是当前存在的安全隐患。

矿井在生产的过程中为了降低事故发生的概率，安全保障部门会组织人员到井下进行巡检，但是由于矿井较深上下井不方便，而且矿井内的矿道狭长空间有限，单纯的依靠人力去巡检也增加工作人员的强度，而且效率也极低。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于矿井安全生产的巡检机器人及其使用方法，它可以实现对矿井全面的覆盖巡查，用机器人来取代人力劳动，不仅可以提高工作效率，而且更安全可靠，此巡检机器人还可随时拆卸下来，方便维护，另外通过设置减震装置来消除行走时的颤动，确保工作的稳定性。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于矿井安全生产的巡检机器人，包括导轨，所述导轨的两侧侧壁均开设有导槽，所述导轨的下方设置有底座，所述底座为中空结构，所述底座的两侧均开设有T形滑槽，且T形滑槽的内壁转动连接有横向设置的螺纹杆，所述螺纹杆的侧壁螺纹连接有T形滑块，所述T形滑块的上端均固定连接有连接板，且连接板的侧壁固定连接有壳体，所述壳体的一侧内壁固定连接有驱动电机，且驱动电机的输出端连接有驱动轴，所述驱动轴的侧壁固定套设有移动轮，且移动轮贯穿壳体的下端侧壁并与导槽的底端侧壁接触，所述底座的下端固定连接有安装箱，且安装箱中吊装有巡检机器人，所述安装箱的上端内壁固定连接有横板，且横板的侧壁开设有第一滑槽，所述第一滑槽中通过第一滑块滑动连接有两个竖直设置的第一吊杆，且第一吊杆中插设有第二吊杆，两个所述第二吊杆的下端均与巡检机器人的上端固定连接，安所述装箱的两侧内壁均固定连接有两个固定板，且固定板的侧壁开设有第二滑槽，所述第二滑槽中通过第二滑块滑动连接有移动块，所述移动块的侧壁转动连接有连杆，且连杆远离移动块的一端与巡检机器人的侧壁转动连接，所述移动块的侧壁固定连接有两个伸缩杆，且两个伸缩杆分别位于第二滑槽的两侧设置，所述移动块与安装箱的内壁之间固定连接有弹簧，且弹簧套设于伸缩杆的外部设置。

进一步的，所述巡检机器人内安装有高清热成像摄像头，且巡检机器人配备有烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器，既能观察各设备的运行情况，又能监测各设备的温升变化，发现异常及时报警，引起监控人员注意，有效提高安全生产保障。

进一步的，所述壳体的上端内壁转动连接有辅助轮，且辅助轮贯穿至壳体的外部并与导槽的侧壁接触，辅助轮确保巡检机器人平稳的行走。

进一步的，所述第二吊杆的上端与第一吊杆的上端内壁之间固定连接有气囊，且气囊采用橡胶材质，气囊具有较强的缓冲性能，可吸收震动产生的能量。

进一步的，所述第二吊杆的上端固定连接有挡块，且挡块的形状为环形，挡块被第一吊杆的内壁挡住，可确保第二吊杆不会掉落。

进一步的，所述伸缩杆包括第一杆体和第二杆体，所述第二杆体插设于第一杆体中设置，第二杆体在第一杆体中移动，使得伸缩杆具有伸缩性能。

进一步的，所述第一杆体的内壁固定连接有竖直设置的限位杆，且第二杆体的侧壁开设有与限位杆匹配的限位槽，限位杆插进限位槽中，可确保第二杆体在第一杆体中顺畅移动而不会偏移。

进一步的，第所述第一杆体的两侧内壁均开设有滑腔，所述第二杆体的两侧侧壁均固定连接有支杆，且支杆上转动连接有与滑腔滑动连接的滑轮，第二杆体在第一杆体中移动时，滑轮在滑腔中滑动，减小了二者之间的摩擦力。

进一步的，所述螺纹杆贯穿T形滑槽的侧壁并延伸至外部设置，且螺纹杆的端部包裹有橡胶套，橡胶套增加了舒适感，以免手被擦伤。

一种用于矿井安全生产的巡检机器人的使用方法，包括以下步骤：

S1，转动两个螺纹杆使壳体插进导槽中，使得巡检机器人挂在导轨上；

S2，利用远程控制系统同时启动两个驱动电机工作，巡检机器人沿着导轨行走，巡检机器人上的高清热成像摄像头能360度旋转，实现无死角全覆盖巡查，巡检机器人上的烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器实时监测矿井内的生产情况，并通过远程传输系统将数据传送给后台控制系统。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现对矿井全面的覆盖巡查，用机器人来取代人力劳动，不仅可以提高工作效率，而且更安全可靠，此巡检机器人还可随时拆卸下来，方便维护，另外通过设置减震装置来消除行走时的颤动，确保工作的稳定性。

（2）巡检机器人内安装有高清热成像摄像头，且巡检机器人配备有烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器，既能观察各设备的运行情况，又能监测各设备的温升变化，发现异常及时报警，引起监控人员注意，有效提高安全生产保障。

（3）壳体的上端内壁转动连接有辅助轮，且辅助轮贯穿至壳体的外部并与导槽的侧壁接触，辅助轮确保巡检机器人平稳的行走。

（4）第二吊杆的上端与第一吊杆的上端内壁之间固定连接有气囊，且气囊采用橡胶材质，气囊具有较强的缓冲性能，可吸收震动产生的能量。

（5）第二吊杆的上端固定连接有挡块，且挡块的形状为环形，挡块被第一吊杆的内壁挡住，可确保第二吊杆不会掉落。

（6）伸缩杆包括第一杆体和第二杆体，第二杆体插设于第一杆体中设置，第二杆体在第一杆体中移动，使得伸缩杆具有伸缩性能。

（7）第一杆体的内壁固定连接有竖直设置的限位杆，且第二杆体的侧壁开设有与限位杆匹配的限位槽，限位杆插进限位槽中，可确保第二杆体在第一杆体中顺畅移动而不会偏移。

（8）第一杆体的两侧内壁均开设有滑腔，第二杆体的两侧侧壁均固定连接有支杆，且支杆上转动连接有与滑腔滑动连接的滑轮，第二杆体在第一杆体中移动时，滑轮在滑腔中滑动，减小了二者之间的摩擦力。

（9）螺纹杆贯穿T形滑槽的侧壁并延伸至外部设置，且螺纹杆的端部包裹有橡胶套，橡胶套增加了舒适感，以免手被擦伤。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为图2中B处的结构示意图；

图5为本发明的底座剖视结构示意图；

图6为本发明的伸缩杆剖视结构示意图；

图7为图6中C处的结构示意图。

图中标号说明：

1导轨、2导槽、3底座、4 T形滑槽、5螺纹杆、6 T形滑块、7连接板、8壳体、9驱动电机、10驱动轴、11移动轮、12安装箱、13巡检机器人、14横板、15第一滑槽、16第一滑块、17第一吊杆、18第二吊杆、19固定板、20第二滑槽、21第二滑块、22移动块、23连杆、24伸缩杆、2401第一杆体、2402第二杆体、25弹簧、26辅助轮、27气囊、28挡块、29限位杆、30限位槽、31滑腔、32支杆、33滑轮。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-7，一种用于矿井安全生产的巡检机器人及其使用方法，包括导轨1，请参阅图1，导轨1的两侧侧壁均开设有导槽2，导轨1的下方设置有底座3，底座3为中空结构，底座3的两侧均开设有T形滑槽4，且T形滑槽4的内壁转动连接有横向设置的螺纹杆5，螺纹杆5贯穿T形滑槽4的侧壁并延伸至外部设置，且螺纹杆5的端部包裹有橡胶套，橡胶套增加了舒适感，以免手被擦伤，螺纹杆5的侧壁螺纹连接有T形滑块6，T形滑块6的上端均固定连接有连接板7，且连接板7的侧壁固定连接有壳体8，壳体8的上端内壁转动连接有辅助轮26，且辅助轮26贯穿至壳体8的外部并与导槽2的侧壁接触，辅助轮26确保巡检机器人13平稳的行走，壳体8的一侧内壁固定连接有驱动电机9，（驱动电机9的内部结构及其工作原理为本领域技术人员公知技术，在此不作过多赘述）且驱动电机9的输出端连接有驱动轴10，驱动轴10的侧壁固定套设有移动轮11，且移动轮11贯穿壳体8的下端侧壁并与导槽2的底端侧壁接触，

请参阅图2-4，底座3的下端固定连接有安装箱12，且安装箱12中吊装有巡检机器人13，（巡检机器人13的内部结构及其工作原理为本领域技术人员公知技术，在此不作过多赘述）巡检机器人13内安装有高清热成像摄像头，且巡检机器人13配备有烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器，既能观察各设备的运行情况，又能监测各设备的温升变化，发现异常及时报警，引起监控人员注意，有效提高安全生产保障，安装箱12的上端内壁固定连接有横板14，且横板14的侧壁开设有第一滑槽15，第一滑槽15中通过第一滑块16滑动连接有两个竖直设置的第一吊杆17，且第一吊杆17中插设有第二吊杆18，第二吊杆18的上端与第一吊杆17的上端内壁之间固定连接有气囊27，且气囊27采用橡胶材质，气囊27具有较强的缓冲性能，可吸收震动产生的能量，第二吊杆18的上端固定连接有挡块28，且挡块28的形状为环形，挡块28被第一吊杆17的内壁挡住，可确保第二吊杆18不会掉落，两个第二吊杆18的下端均与巡检机器人13的上端固定连接，安装箱12的两侧内壁均固定连接有两个固定板19，且固定板19的侧壁开设有第二滑槽20，第二滑槽20中通过第二滑块21滑动连接有移动块22，移动块22的侧壁转动连接有连杆23，且连杆23远离移动块22的一端与巡检机器人13的侧壁转动连接，

请参阅图5-7，移动块22的侧壁固定连接有两个伸缩杆24，伸缩杆24包括第一杆体2401和第二杆体2402，第二杆体2402插设于第一杆体2401中设置，第二杆体2402在第一杆体2401中移动，使得伸缩杆24具有伸缩性能，且两个伸缩杆24分别位于第二滑槽20的两侧设置，第一杆体2401的内壁固定连接有竖直设置的限位杆29，且第二杆体2402的侧壁开设有与限位杆29匹配的限位槽30，限位杆29插进限位槽30中，可确保第二杆体2402在第一杆体2401中顺畅移动而不会偏移，第一杆体2401的两侧内壁均开设有滑腔31，第二杆体2402的两侧侧壁均固定连接有支杆32，且支杆32上转动连接有与滑腔31滑动连接的滑轮33，第二杆体2402在第一杆体2401中移动时，滑轮33在滑腔31中滑动，减小了二者之间的摩擦力，移动块22与安装箱12的内壁之间固定连接有弹簧25，且弹簧25套设于伸缩杆24的外部设置。

一种用于矿井安全生产的巡检机器人的使用方法，包括以下步骤：

S1，转动两个螺纹杆5使壳体8插进导槽2中，使得巡检机器人13挂在导轨1上；

S2，利用远程控制系统同时启动两个驱动电机9工作，巡检机器人13沿着导轨1行走，巡检机器人13上的高清热成像摄像头能360度旋转，实现无死角全覆盖巡查，巡检机器人13上的烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器实时监测矿井内的生产情况，并通过远程传输系统将数据传送给后台控制系统。

本装置在使用时，先转动两个螺纹杆5，T形滑块6带着壳体8移动，壳体8插进导槽2中，以实现将巡检机器人13挂在导轨1上，利用远程控制系统同时启动两个驱动电机9工作，驱动电机9带动移动轮11滚动，巡检机器人13沿着导轨1行走，巡检机器人13上的高清热成像摄像头能360度旋转，实现无死角全覆盖巡查，巡检机器人13上的烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器实时监测矿井内的生产情况，并通过远程传输系统将数据传送给后台控制系统，巡检机器人13在行走的过程中会有颤动，当巡检机器人13上下震动时，第二吊杆18挤压气囊27，气囊27吸收能力实现减震，当巡检机器人13左右晃动时，两个连杆23受到挤压而推动移动块22滑动，伸缩杆24被压缩，弹簧24吸收能量实现减震。它可以实现对矿井全面的覆盖巡查，用机器人来取代人力劳动，不仅可以提高工作效率，而且更安全可靠，此巡检机器人还可随时拆卸下来，方便维护，另外通过设置减震装置来消除行走时的颤动，确保工作的稳定性。

以上；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于矿井安全生产的巡检机器人，包括导轨（1），其特征在于：所述导轨（1）的两侧侧壁均开设有导槽（2），所述导轨（1）的下方设置有底座（3），所述底座（3）为中空结构，所述底座（3）的两侧均开设有T形滑槽（4），且T形滑槽（4）的内壁转动连接有横向设置的螺纹杆（5），所述螺纹杆（5）的侧壁螺纹连接有T形滑块（6），所述T形滑块（6）的上端均固定连接有连接板（7），且连接板（7）的侧壁固定连接有壳体（8），所述壳体（8）的一侧内壁固定连接有驱动电机（9），且驱动电机（9）的输出端连接有驱动轴（10），所述驱动轴（10）的侧壁固定套设有移动轮（11），且移动轮（11）贯穿壳体（8）的下端侧壁并与导槽（2）的底端侧壁接触，所述底座（3）的下端固定连接有安装箱（12），且安装箱（12）中吊装有巡检机器人（13），所述安装箱（12）的上端内壁固定连接有横板（14），且横板（14）的侧壁开设有第一滑槽（15），所述第一滑槽（15）中通过第一滑块（16）滑动连接有两个竖直设置的第一吊杆（17），且第一吊杆（17）中插设有第二吊杆（18），两个所述第二吊杆（18）的下端均与巡检机器人（13）的上端固定连接，安所述装箱（12）的两侧内壁均固定连接有两个固定板（19），且固定板（19）的侧壁开设有第二滑槽（20），所述第二滑槽（20）中通过第二滑块（21）滑动连接有移动块（22），所述移动块（22）的侧壁转动连接有连杆（23），且连杆（23）远离移动块（22）的一端与巡检机器人（13）的侧壁转动连接，所述移动块（22）的侧壁固定连接有两个伸缩杆（24），且两个伸缩杆（24）分别位于第二滑槽（20）的两侧设置，所述移动块（22）与安装箱（12）的内壁之间固定连接有弹簧（25），且弹簧（25）套设于伸缩杆（24）的外部设置。

2.根据权利要求1的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人（13）内安装有高清热成像摄像头，且巡检机器人（13）配备有烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器。

3.根据权利要求1的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述壳体（8）的上端内壁转动连接有辅助轮（26），且辅助轮（26）贯穿至壳体（8）的外部并与导槽（2）的侧壁接触。

4.根据权利要求1的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述第二吊杆（18）的上端与第一吊杆（17）的上端内壁之间固定连接有气囊（27），且气囊（27）采用橡胶材质。

5.根据权利要求1的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述第二吊杆（18）的上端固定连接有挡块（28），且挡块（28）的形状为环形。

6.根据权利要求1的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述伸缩杆（24）包括第一杆体（2401）和第二杆体（2402），所述第二杆体（2402）插设于第一杆体（2401）中设置。

7.根据权利要求6的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述第一杆体（2401）的内壁固定连接有竖直设置的限位杆（29），且第二杆体（2402）的侧壁开设有与限位杆（29）匹配的限位槽（30）。

8.根据权利要求6的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述第一杆体（2401）的两侧内壁均开设有滑腔（31），所述第二杆体（2402）的两侧侧壁均固定连接有支杆（32），且支杆（32）上转动连接有与滑腔（31）滑动连接的滑轮（33）。

9.根据权利要求1的一种用于矿井安全生产的巡检机器人，其特征在于：所述螺纹杆（5）贯穿T形滑槽（4）的侧壁并延伸至外部设置，且螺纹杆（5）的端部包裹有橡胶套。

10.根据权利要求1-9任一的一种用于矿井安全生产的巡检机器人的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，转动两个螺纹杆（5）使壳体（8）插进导槽（2）中，使得巡检机器人（13）挂在导轨（1）上；

S2，利用远程控制系统同时启动两个驱动电机（9）工作，巡检机器人（13）沿着导轨（1）行走，巡检机器人（13）上的高清热成像摄像头能360度旋转，实现无死角全覆盖巡查，巡检机器人（13）上的烟雾、温度、甲烷、氧气、一氧化碳等传感器实时监测矿井内的生产情况，并通过远程传输系统将数据传送给后台控制系统。

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