CN112268491B - 爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用 - Google Patents

爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于机器人技术领域,公开了一种爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用,所述爆破送药机器人控制系统包括:动力系统,运动系统,液压系统,摄像照明系统、遥控装置。本发明避免了硬顶药卷等情况的发生,更方便控制送药速度;所需工作人员少,1‑2个人便可完成装药工作,极大提高了工作效率;操作空间小,不再需要为了接长推杆而需要很大的工作空间;可以将炸药卷准确送达指定位置;大大缩短了整个装药过程所需要的时间,省时省力,提高了安全性。本发明解决了传统送药方式工人劳动强度大,由下往上推送困难的问题;解决了在炸药卷装填推送过程中容易堵孔的问题;解决了传统炸药装填需要高空作业的问题,降低了安全风险。

Description

爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用
技术领域
本发明属于机器人技术领域,尤其涉及一种爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用。
背景技术
目前,煤炭是重要的工业原材料,但是在煤炭生产过程中存在诸多安全问题和事故,顶板事故是造成伤亡的较多的问题之一。当煤层上方有坚硬顶板时,更易发生顶板事故。所谓坚硬顶板就是指顶板岩石具有很大的抗拉强度和弹性模量,并且厚度一般比较大,岩体整体性比较好,随着工作面向前推进,坚硬顶板往往悬露在采空区不能及时垮落,从而容易对工作面造成大面积来压现象,形成安全隐患。大面积的顶板在很短的时间内快速垮落,不仅会对工作面产生强大的冲击力,而且还会把采空区已有的空气瞬间排出,形成极具破坏力的飓风灾害。
研究发现,坚硬顶板存在于我国一半以上的矿区中,由此可见坚硬顶板在普通煤矿开采中非常常见,就目前来看坚硬顶板在综采工作面也普遍存在。因此,为了能消除顶板重大事故,并且保证煤矿安全高效的生产,要采取一些有效方式来对顶板岩石加以控制。
国内研究人员在控制坚硬顶板方面做了大量系统的研究,对于坚硬顶板的控制方法也发生了改变,从以前的预留煤柱法和采空区充填法,逐渐发展到现阶段的压力注水弱化法(分为高压注水弱化和静压注水弱化)和爆破弱化法。由于爆破弱化法对顶板岩石情况要求低,能在不同环境下作业,是一种非常有效的防止大面积来压的工艺方法,所以在坚硬顶板弱化方面该方法得到了广泛的运用。
爆破弱化坚硬顶板是利用炸药爆炸后产生的巨大能量来破坏顶板的整体性,使坚硬顶板出现大的裂隙或使其断裂,促使顶板及时垮落,以减小悬顶面积,降低矿压异常导致的灾害现象发生机率。该种方法采用不耦合装药深孔预裂爆破技术,该技术采用不耦合装药时,通过炮孔与炸药卷间隙中的空气介质间接地冲击炮孔壁,在炮孔周围岩石中激起沿径向传播的冲击波,造成岩石的动态冲击压缩破碎,形成破碎圈;当冲击波被破碎圈消耗而衰减为应力波传播时则对炮孔岩壳进行径向挤压变形作用而产生切向拉应力裂缝,随后爆生气体沿裂缝产生“气楔”使得裂缝迅速延伸扩展,形成裂隙圈,进而实现对岩石的预裂和破碎。该方法采用人工采用高分子柔性捣杆接长送药的方法,即将炸药卷装入一节一节的PVC管中,然后用柔性杆不断接长往里捅,然而此种方法存在许多不足之处:(1)不耦合松动预裂爆破,裂隙区裂缝扩展数量呈随机性,无法控制裂隙数量和裂隙方向,过多的裂隙扩展造成岩石切割过于密集,爆炸能量不能沿有效裂隙扩展,降低裂隙圈范围,减弱预裂效果,同时增加炮孔施工数量,增加成本。(2)炸药卷装填数量多且需要高空作业。(3)炸药卷装填时推送困难。在炸药卷装填推送过程中,容易堵孔;另一方面由于是由下往上推送,工人劳动强度大,推送十分困难。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)采用人工采用高分子柔性捣杆接长送药的方法不耦合松动预裂爆破,裂隙区裂缝扩展数量呈随机性,无法控制裂隙数量和裂隙方向,过多的裂隙扩展造成岩石切割过于密集,爆炸能量不能沿有效裂隙扩展,降低裂隙圈范围,减弱预裂效果,同时增加炮孔施工数量,增加成本。
(2)采用人工采用高分子柔性捣杆接长送药的方法炸药卷装填数量多且需要高空作业。
(3)采用人工采用高分子柔性捣杆接长送药的方法炸药卷装填时推送困难。在炸药卷装填推送过程中,容易堵孔;另一方面由于是由下往上推送,工人劳动强度大,推送十分困难。
解决以上问题及缺陷的难度为:井下空间狭小,所发明装置体积不能过大,所需操作人员越少越好;炮孔窄小且长,判断孔内和孔壁情况困难;使用有线连接推送药卷沉重且容易造成电线磨损;避免捣杆多次接长和多次拆分;孔内药卷放置位置难以准确判断。
解决以上问题及缺陷的意义为:占用更少的操作空间和操作人员,增加工作人员的安全性;能够快速,高效的将药卷运送到指定位置,且避免堵孔现象的发生,保证爆破效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用。
本发明是这样实现的,一种爆破送药机器人控制系统,所述爆破送药机器人控制系统包括:动力系统,运动系统,液压系统,摄像照明系统、遥控装置。
动力系统:为整个装置的运动系统,液压系统和摄像照明系统提供动力。
运动系统:控制整个装置的运动,前进、反转和后退等。
液压系统:通过液压泵为液压推杆提供动力,控制动力臂与辅助臂上的万向轮与炮孔壁的贴合。
摄像照明系统:照亮孔内情况并将孔内情况实时传送到遥控装置上,方便工作人员根据孔内实际情况进行操控,避免颠簸与堵孔。
遥控装置:通过控制三个电机的正反转实现对整个装置运动的控制。
进一步,所述动力系统由第一电池,第二电池,第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机组成;
第一电池分别与第一伺服电机和第三伺服电机相连,第一伺服电机连接第一液压泵,第三伺服电机连接运动系统,第二伺服电机连接第二液压泵,第二液压泵通过第二液压回路连接辅助臂,电机正转辅助臂伸出,反转收缩。
进一步,所述运动系统由辅助臂、传动轴、动力臂和万向轮组成;
第三伺服电机连接传动轴,传动轴连接动力臂,动力臂连接万向轮。
进一步,所述液压系统由第一液压泵、第二液压泵、第一液压回路、第二液压回路、双伸缩液压推杆组成;
第一液压泵、第二液压泵通过第一液压回路、第二液压回路控制双伸缩液压推杆的伸缩,双伸缩液压推杆采用双伸缩交叉并联结构。
进一步,所述摄像照明系统由LED灯和摄像头组成;
摄像头拍摄的画面实时传送到遥控装置上,由第二电池提供电源。
本发明的另一目的在于提供一种所述爆破送药机器人控制系统的控制方法,控制过程:①前进过程:工作人员将机器整体放入炮孔口,使用遥控装置通过第一电机正反转无线遥控开关控制第一电机正转,第一液压泵通过第一液压回路控制液压推杆伸出,推动动力臂端部的万向轮与孔壁贴合,与此同时遥控装置通过第二电机正反转无线遥控开关控制第二电机正转,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂伸出使辅助臂端部的万向轮与孔壁贴合,实现机器在炮孔中的固定,然后使用遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机正转,通过传动轴带动万向轮转动,机器向炮孔里面运动。②翻转过程:机器到达指定位置后,使用遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机反转,传动轴驱动万向轮水平180°翻转,药卷放置板上的药卷自动掉落在指定位置。③退回过程:遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机正转,传动轴带动万向轮向外运动,到达炮孔口时,遥控装置通过控制第一电机正反转无线遥控开关和第一电机正反转无线遥控开关使得第一电机和第二电机反转,液压推杆收缩,机器与炮孔臂分离,由工作人员对机器进行回收,进行下一步装药送药过程。
所述控制方法包括:机器人主体上设置有炸药卷放置板,机器人由四个动力臂驱动万向轮前进,两个辅助臂起平衡作用,双伸缩液压推杆始终推动动力臂,使万向轮和孔壁始终贴合;双伸缩液压推杆采用双伸缩推杆,到达指定位置后,传动轴驱动万向轮水平180°翻转,药卷自动掉落,机器人原路返回,依次往返送药卷。
进一步,所述控制方法还包括:第一伺服电机正转时,第一液压泵通过第一液压回路控制双伸缩液压推杆伸出,双伸缩液压推杆伸出使得机器人在运动过程中万向轮与炮孔壁始终贴合;第一伺服电机反转时,双伸缩液压推杆收缩,动力臂回落,万向轮悬空,机器人不再与炮孔壁接触,机器人由人工收回,进行下一次送药工作;
第三伺服电机正转控制机器人的纵向运动;当机器人到达预定地点时,第三伺服电机反转,控制机器人水平翻转180°,使得炸药卷在指定位置掉落,然后退出,依次往返运送药卷;
第二伺服电机正转时,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂伸出,直至辅助臂尾部的万向轮与炮孔壁接触贴合;第二伺服电机反转时,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂收缩,机器人由人工收回。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述爆破送药机器人控制系统的控制装置,所述控制装置设置有:第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机;
第一电池为第一伺服电机提供动力,第一伺服电机连接第一液压泵,第一液压泵连接第一液压回路,第一伺服电机的正反转由第一伺服电机正反转无线遥控开关控制;双伸缩液压推杆通过销连接与动力臂相连,动力臂尾部装有万向轮;
第三伺服电机由第一电池提供动力,第三伺服电机的传动轴通过键连接与传动轴相连,传动轴连接四条动力臂,第三伺服电机的正反转由第三伺服电机正反转无线遥控开关控制;
第二伺服电机由第二电池提供动力,第二伺服电机连接第二液压泵,第二液压泵连接第二液压回路,第二伺服电机的正反转由第二伺服电机正反转无线遥控开关控制。
进一步,所述辅助臂负责维持机器人运动稳定;
第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机通过第一安装板、第二安装板、第三安装板实现固定,第一安装板、第二安装板、第三安装板与机器人主体相连,第一安装板、第二安装板、第三安装板上装有固定垫块,固定垫块与基座相连,基座上安装第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机;
第一液压泵、第二液压泵同样通过第一安装板、第二安装板、第三安装板实现与机器人主体的安装固定,第一液压泵、第二液压泵连接有连接板,连接板与第一安装板、第二安装板、第三安装连接,实现固定;
在机器人头部装有LED灯和摄像头,摄像头拍摄的画面实时传送到遥控装置上,LED灯和摄像头所需的电源由第二电池提供;
在机器人主体上设置有炸药卷放置板,炸药卷放置板两侧设有挡板。
本发明的另一目的在于提供一种采用高分子柔性捣杆接长送药的方法,所述采用高分子柔性捣杆接长送药的方法使用所述的控制装置。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明解决了传统送药方式工人劳动强度大,由下往上推送困难的问题;解决了在炸药卷装填推送过程中容易堵孔的问题;解决了传统炸药装填需要高空作业的问题,降低了安全风险。
本发明通过摄像头能够更直观的对孔内情况做出判断,避免了硬顶药卷等情况的发生,更方便控制送药速度;所需工作人员少,1-2个人便可完成装药工作,极大提高了工作效率;所需操作空间小,不再需要为了接长推杆而需要很大的工作空间;可以将炸药卷准确送达指定位置;大大缩短了整个装药过程所需要的时间,省时省力,提高了安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的爆破送药机器人控制系统的结构示意图;
图1中:1、动力系统;2、运动系统;3、液压系统;4、摄像照明系统;5、遥控装置。
图2是本发明实施例提供的爆破送药机器人控制方法流程图。
图3是本发明实施例提供的爆破送药机器人控制方法实现流程图。
图4是本发明实施例提供的爆破送药机器人控制装置的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的药卷放置板、辅助臂的结构示意图;
图4和图5中:6、辅助臂;7、第二液压回路、8、第二液压泵、9、第二伺服电机;10、第二电池;11、炸药卷放置板;12、第一电机正反转无线遥控开关;13、第一伺服电机;14、进油口;15、第一液压泵;16、出油口;17、第一液压回路;18、双伸缩液压推杆;19、万向轮;20、动力臂;21、传动轴;22、销;23、键;24、第三电机正反转无线遥控开关;25、第三安装板;26、第三伺服电机;27、第一电池;28、第一安装板;29、连接线;30、第二电机正反转无线遥控开关;31、基座;32、固定垫块;33、第二安装板;34、连接板;35、摄像头;36、LED灯;37、主体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种爆破送药机器人控制系统、控制方法、控制装置及应用,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明提供的爆破送药机器人控制系统包括:动力系统1,运动系统2,液压系统3,摄像照明系统4、遥控装置5。
动力系统1,用于为整个装置的运动系统,液压系统和摄像照明系统提供动力;
运动系统2,用于控制整个装置的运动,前进、反转和后退;
液压系统3,用于通过液压泵为液压推杆提供动力,控制动力臂与辅助臂上的万向轮与炮孔壁的贴合;
摄像照明系统4,用于照亮孔内情况并将孔内情况实时传送到遥控装置上,根据孔内实际情况进行操控;
遥控装置5,用于通过控制三个电机的正反转实现对整个装置运动的控制。
如图2所示,本发明提供的爆破送药机器人控制方法包括以下步骤:
S201:前进过程:工作人员将机器整体放入炮孔口,使用遥控装置通过第一电机正反转无线遥控开关控制第一电机正转,第一液压泵通过第一液压回路控制液压推杆伸出,推动动力臂端部的万向轮与孔壁贴合,与此同时遥控装置通过第二电机正反转无线遥控开关控制第二电机正转,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂伸出使辅助臂端部的万向轮与孔壁贴合,实现机器在炮孔中的固定,然后使用遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机正转,通过传动轴带动万向轮转动,机器向炮孔里面运动;
S202:翻转过程:机器到达指定位置后,使用遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机反转,传动轴驱动万向轮水平180°翻转,药卷放置板上的药卷自动掉落在指定位置;
S203:退回过程:遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机正转,传动轴带动万向轮向外运动,到达炮孔口时,遥控装置通过控制第一电机正反转无线遥控开关和第一电机正反转无线遥控开关使得第一电机和第二电机反转,液压推杆收缩,机器与炮孔臂分离,由工作人员对机器进行回收,进行下一步装药送药过程。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
如图1所示,本发明提供的爆破送药机器人控制系统包括:动力系统1,运动系统2,液压系统3,摄像照明系统4、遥控装置5。
动力系统1由第一电池27,第二电池10,第一伺服电机13、第二伺服电机9和第三伺服电机26组成。第一电池27分别与第一伺服电机13和第三伺服电机26相连。第一伺服电机13连接第一液压泵15,电机正转时双伸缩液压推杆18伸出,电机反转时,双伸缩液压推杆18收缩。第三伺服电机26连接运动系统2,电机正转机器人向前运动,电机反转机器人向后运动,并由第三伺服电机26控制机器人的水平翻转。第二伺服电机9连接第二液压泵8,第二液压泵8通过第二液压回路7连接辅助臂6,第二伺服电机9正转辅助臂6伸出,反转收缩。
运动系统2由辅助臂6、传动轴21、动力臂20和万向轮19组成,第三伺服电机26连接传动轴21,传动轴21连接动力臂20,动力臂20连接万向轮19。
液压系统3由第一液压泵15、第二液压泵8、第一液压回路17、第二液压回路7、双伸缩液压推杆18组成,第一液压泵15、第二液压泵8通过第一液压回路17、第二液压回路7控制双伸缩液压推杆18的伸缩,双伸缩液压推杆18采用双伸缩交叉并联结构。
摄像照明系统4由LED灯36和摄像头35组成,摄像头35拍摄的画面可实时传送到遥控装置5上。由第二电池10提供电源。
机器人主体上设置有炸药卷放置板11。
机器人由四个动力臂20驱动万向轮19前进,两个辅助臂6起平衡作用,双伸缩液压推杆18始终推动动力臂20,使万向轮19可以和孔壁始终贴合。双伸缩液压推杆18采用并联方式。到达指定位置后,传动轴21驱动万向轮19水平180°翻转,药卷自动掉落,机器人原路返回,依次往返送药卷。
如图3所示,本发明提供的爆破送药机器人控制装置的工作原理:
(1)第一电池27为第一伺服电机13提供动力,第一伺服电机13连接第一液压泵15,第一液压泵15连接第一液压回路17,第一伺服电机13的正反转由第一伺服电机正反转无线遥控开关12控制。第一伺服电机13正转时,第一液压泵15通过第一液压回路17控制双伸缩液压推杆18伸出(双伸缩液压推杆18采用交叉并联结构,构成三角结构更稳固),双伸缩液压推杆18通过销22连接与动力臂20相连,动力臂20尾部装有万向轮19,双伸缩液压推杆18伸出使得机器人在运动过程中万向轮19与炮孔壁始终贴合,确保不会出现有万向轮19悬空的现象;第一伺服电机13反转时,双伸缩液压推杆18收缩,动力臂20回落,万向轮19悬空,机器人不再与炮孔壁接触,机器人由人工收回,进行下一次送药工作。
(2)第三伺服电机26亦由第一电池27提供动力,第三伺服电机26控制机器人的前进、退出和水平反转,第三伺服电机26的传动轴21通过键23连接与传动轴21相连,传动轴21连接四条动力臂20。第三伺服电机26的正反转由第三伺服电机正反转无线遥控开关24控制。第三伺服电机26正转控制机器人的纵向运动;当机器人到达预定地点时,第三伺服电机26反转,控制机器人水平翻转180°,使得炸药卷在指定位置掉落,然后退出,依次往返运送药卷。
(3)第二伺服电机9由第二电池10提供动力,第二伺服电机9连接第二液压泵8,第二液压泵8连接第二液压回路7,第二伺服电机9的正反转由第二伺服电机正反转无线遥控开关30控制。第二伺服电机9正转时,第二液压泵8通过第二液压回路7控制辅助臂6伸出,直至辅助臂6尾部的万向轮与炮孔壁接触贴合;第二伺服电机9正转时,第二液压泵8通过第二液压回路7控制辅助臂6收缩,机器人由人工收回。
(4)辅助臂6主要负责维持机器人运动稳定,避免机器人主体部分与孔壁出现接触摩擦。
(5)上述三个电机均通过安装板实现固定,第一安装板28、第二安装板33、第三安装板25与机器人主体相连,第一安装板28、第二安装板33、第三安装板25上分别装有固定垫块32,固定垫块32与基座31相连,基座31上安装电机。
(6)上述第一液压泵15、第二液压泵8同样通过第一安装板28、第二安装板33、第三安装板25实现与机器人主体的安装固定,第一液压泵15、第二液压泵8连接有连接板34,连接板34与第一安装板28、第二安装板33连接,实现固定。
(7)在机器人头部装有LED灯36和摄像头35,摄像头35拍摄的画面可实时传送到遥控装置5上,辅助工作人员对机器人进行操控,LED灯36和摄像头35所需的电源由第二电池10提供。
(8)在机器人主体上设置有炸药卷放置板11,炸药卷放置板11两侧设有挡板,可以防止炸药卷在途中掉落,同时可以允许机器人在运动过程中存在一定幅度的偏斜和晃动。
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;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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,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,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种爆破送药机器人控制系统的控制方法,其特征在于,所述爆破送药机器人控制系统包括:
动力系统,用于为整个装置的运动系统,液压系统和摄像照明系统提供动力;
运动系统,用于控制整个装置的运动,前进、反转和后退;
液压系统,用于通过液压泵为液压推杆提供动力,控制动力臂与辅助臂上的万向轮与炮孔壁的贴合;
摄像照明系统,用于照亮孔内情况并将孔内情况实时传送到遥控装置上,根据孔内实际情况进行操控;
遥控装置,用于通过控制三个电机的正反转实现对整个装置运动的控制;
所述动力系统由第一电池,第二电池,第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机组成;
第一电池分别与第一伺服电机和第三伺服电机相连,第一伺服电机连接第一液压泵,第三伺服电机连接运动系统,第二伺服电机连接第二液压泵,第二液压泵通过第二液压回路连接辅助臂,电机正转辅助臂伸出,反转收缩;
所述运动系统由辅助臂、传动轴、动力臂和万向轮组成;
第三伺服电机连接传动轴,传动轴连接动力臂,动力臂连接万向轮;
所述液压系统由第一液压泵、第二液压泵、第一液压回路、第二液压回路、双伸缩液压推杆组成;
第一液压泵、第二液压泵通过第一液压回路、第二液压回路控制双伸缩液压推杆的伸缩,双伸缩液压推杆采用双伸缩交叉并联结构;
所述摄像照明系统由LED灯和摄像头组成;
摄像头拍摄的画面实时传送到遥控装置上,由第二电池提供电源;
所述控制方法包括:机器人主体上设置有炸药卷放置板,机器人由四个动力臂驱动万向轮前进,两个辅助臂起平衡作用,双伸缩液压推杆始终推动动力臂,使万向轮和孔壁始终贴合;双伸缩液压推杆采用双伸缩推杆,到达指定位置后,传动轴驱动万向轮水平180°翻转,药卷自动掉落,机器人原路返回,依次往返送药卷;
所述控制方法还包括:
前进过程:工作人员将机器整体放入炮孔口,使用遥控装置通过第一电机正反转无线遥控开关控制第一电机正转,第一液压泵通过第一液压回路控制液压推杆伸出,推动动力臂端部的万向轮与孔壁贴合,与此同时遥控装置通过第二电机正反转无线遥控开关控制第二电机正转,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂伸出使辅助臂端部的万向轮与孔壁贴合,实现机器在炮孔中的固定,然后使用遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机正转,通过传动轴带动万向轮转动,机器向炮孔里面运动;
翻转过程:机器到达指定位置后,使用遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机反转,传动轴驱动万向轮水平180°翻转,药卷放置板上的药卷自动掉落在指定位置;
退回过程:遥控装置通过第三电机正反转无线遥控开关控制第三电机正转,传动轴带动万向轮向外运动,到达炮孔口时,遥控装置通过控制第一电机正反转无线遥控开关和第一电机正反转无线遥控开关使得第一电机和第二电机反转,液压推杆收缩,机器与炮孔臂分离,由工作人员对机器进行回收,进行下一步装药送药过程。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:第一伺服电机正转时,第一液压泵通过第一液压回路控制双伸缩液压推杆伸出,双伸缩液压推杆伸出使得机器人在运动过程中万向轮与炮孔壁始终贴合;第一伺服电机反转时,双伸缩液压推杆收缩,动力臂回落,万向轮悬空,机器人不再与炮孔壁接触,机器人由人工收回,进行下一次送药工作;
第三伺服电机正转控制机器人的纵向运动;当机器人到达预定地点时,第三伺服电机反转,控制机器人水平翻转180°,使得炸药卷在指定位置掉落,然后退出,依次往返运送药卷;
第二伺服电机正转时,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂伸出,直至辅助臂尾部的万向轮与炮孔壁接触贴合;第二伺服电机反转时,第二液压泵通过第二液压回路控制辅助臂收缩,机器人由人工收回。
3.一种实现有权利要求1~2任意一项所述控制方法的控制装置,其特征在于,所述控制装置设置有:第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机;
第一电池为第一伺服电机提供动力,第一伺服电机连接第一液压泵,第一液压泵连接第一液压回路,第一伺服电机的正反转由第一伺服电机正反转无线遥控开关控制;双伸缩液压推杆通过销连接与动力臂相连,动力臂尾部装有万向轮;
第三伺服电机由第一电池提供动力,第三伺服电机的传动轴通过键连接与传动轴相连,传动轴连接四条动力臂,第三伺服电机的正反转由第三伺服电机正反转无线遥控开关控制;
第二伺服电机由第二电池提供动力,第二伺服电机连接第二液压泵,第二液压泵连接第二液压回路,第二伺服电机的正反转由第二伺服电机正反转无线遥控开关控制。
4.如权利要求3所述的控制装置,其特征在于,所述辅助臂负责维持机器人运动稳定;
第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机通过第一安装板、第二安装板、第三安装板实现固定,第一安装板、第二安装板、第三安装板与机器人主体相连,第一安装板、第二安装板、第三安装板上装有固定垫块,固定垫块与基座相连,基座上安装第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机;
第一液压泵、第二液压泵同样通过第一安装板、第二安装板、第三安装板实现与机器人主体的安装固定,第一液压泵、第二液压泵连接有连接板,连接板与第一安装板、第二安装板、第三安装连接,实现固定;在机器人头部装有LED灯和摄像头,摄像头拍摄的画面实时传送到遥控装置上,LED灯和摄像头所需的电源由第二电池提供;
在机器人主体上设置有炸药卷放置板,炸药卷放置板两侧设有挡板。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112947312B (zh) * 2021-01-28 2021-09-14 仲恺农业工程学院 一种农业机器人运动控制方法
CN114290317B (zh) * 2021-12-27 2024-01-23 复旦大学 一种可爬升调姿的井下救援机器人
CN115060565B (zh) * 2022-08-16 2022-11-01 昆明理工大学 一种用于预裂爆破模型试验的检测设备及方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3729140A1 (de) * 1987-09-01 1989-03-09 Hense & Partner Ges Fuer Edv S System zum untertageabbau von mineralien
JPH08128293A (ja) * 1994-10-28 1996-05-21 Dowa Koei Kk 大断面トンネルの急速掘削工法
CN101321926A (zh) * 2005-10-12 2008-12-10 卢埃林·约翰·格兰德林格 运输装置
CN202388504U (zh) * 2012-01-04 2012-08-22 长春汇维科技发展有限公司 壁挂式药剂搬运装置
CN204963693U (zh) * 2015-07-31 2016-01-13 安徽惊天工程机器人有限公司 一种新型的装药机器人
CN206162201U (zh) * 2016-08-31 2017-05-10 沈阳恒天机器人制造有限公司 炸弹机器人
CN206206900U (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 浙江理工大学 六轮同步涵管内壁检测机器人
CN107449333A (zh) * 2017-09-06 2017-12-08 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 露天爆破的机械化连续装药系统
CN108344336A (zh) * 2018-02-21 2018-07-31 郭双伟 一种矿井和隧道爆破炸药安放机器人
CN109827482A (zh) * 2019-03-27 2019-05-31 辽宁科技大学 一种用于深孔装药的炮孔位姿识别方法及炮孔对接装置
CN110566753A (zh) * 2019-10-05 2019-12-13 河北工业大学 一种自适应自主转向的轮式管道机器人
CN110906817A (zh) * 2019-12-17 2020-03-24 徐州天露中矿矿业科技有限公司 一种露天矿复合薄层物料采剥方法及爆破装药机器人
CN210266402U (zh) * 2019-07-31 2020-04-07 天津格瑞安环保科技有限公司 一种竖向行走管道影像采集机器人

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CL2014002767A1 (es) * 2014-10-15 2014-12-05 Corporación Nac Del Cobre De Chile Dispositivo mecánico para la disposición y manejo de un cono explosivo ajustable a un brazo, utilizado en faenas mineras subterráneas, comprende un sistema de agarre, un resorte de ajuste, un plato soporte, dos cilindros de empuje, un motor para rotación, un motor para inclinación, un soporte de unión y una cubierta protectora de los motores

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3729140A1 (de) * 1987-09-01 1989-03-09 Hense & Partner Ges Fuer Edv S System zum untertageabbau von mineralien
JPH08128293A (ja) * 1994-10-28 1996-05-21 Dowa Koei Kk 大断面トンネルの急速掘削工法
CN101321926A (zh) * 2005-10-12 2008-12-10 卢埃林·约翰·格兰德林格 运输装置
CN202388504U (zh) * 2012-01-04 2012-08-22 长春汇维科技发展有限公司 壁挂式药剂搬运装置
CN204963693U (zh) * 2015-07-31 2016-01-13 安徽惊天工程机器人有限公司 一种新型的装药机器人
CN206162201U (zh) * 2016-08-31 2017-05-10 沈阳恒天机器人制造有限公司 炸弹机器人
CN206206900U (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 浙江理工大学 六轮同步涵管内壁检测机器人
CN107449333A (zh) * 2017-09-06 2017-12-08 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 露天爆破的机械化连续装药系统
CN108344336A (zh) * 2018-02-21 2018-07-31 郭双伟 一种矿井和隧道爆破炸药安放机器人
CN109827482A (zh) * 2019-03-27 2019-05-31 辽宁科技大学 一种用于深孔装药的炮孔位姿识别方法及炮孔对接装置
CN210266402U (zh) * 2019-07-31 2020-04-07 天津格瑞安环保科技有限公司 一种竖向行走管道影像采集机器人
CN110566753A (zh) * 2019-10-05 2019-12-13 河北工业大学 一种自适应自主转向的轮式管道机器人
CN110906817A (zh) * 2019-12-17 2020-03-24 徐州天露中矿矿业科技有限公司 一种露天矿复合薄层物料采剥方法及爆破装药机器人

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