CN112816617B - 一种井下勘测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种井下勘测机器人，包括底座、行走装置、转向装置、检测装置、控制盒和控制中心，行走装置包括行走轴和行走电机，转向装置包括转向电机和转向轴，检测装置包括搬运筒和检测筒，控制中心设有控制按钮和第一发射器，控制盒中设有第一接收器和第一控制器，控制盒中还设有处理器和第二发射器，控制中心还设有显示屏、第二控制器、报警器和第二接收器，本勘测机器人可以对井下的状况进行全方位的检测，通过在井外进行远距离的遥控，通过其运动时本身产生的振动进行井内空气样品的收集，并可在井外的显示屏上直接观察到勘测的结果。

Description

一种井下勘测机器人
技术领域
本发明涉及煤矿勘测技术领域，具体涉及一种井下勘测机器人。
背景技术
在矿井的勘探过程中，矿工在下井之前，需要使用勘测机器人对井下的情况进行勘测，检验井下的氧气浓度是否合适以及瓦斯含量是否超标。
现有技术中，一般通过起吊的方式，将检测装置吊到井下，然后进行检测，这样导致检测的区域较小，不能对井下的状况进行全方位的了解，因此需要一种遥控的勘测机器人，从而在井下进行行走检测，进而对井下状况进行全方位的了解。
其次，在检测的时候，需要将井内空间的气体抽取然后输送到检测的传感器位置进行检测，现有技术中，需要另外设置抽气的装置从而检测，导致检测设备的复杂性较大。
其三，行走是的勘测机器人还需具备行走和转向的功能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种井下勘测机器人，本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种井下勘测机器人，包括底座、行走装置、转向装置、检测装置、控制盒和控制中心；所述底座的上表面前侧固接有蓄电池，所述行走装置设置在底座的下表面左侧，所述转向装置设置在底座的下表面右侧，所述检测装置设置在底座的中心，所述控制盒固接在底座的上表面后侧。
进一步地，所述行走装置包括行走轴和行走电机，所述底座的下表面左侧前后对称固接有第一轴座，所述行走轴转动连接在第一轴座之间，行走轴的前后两端对称固接有行走轮，所述底座的上表面固接有第一机罩，所述行走电机固接在第一机罩内，行走电机设有竖直向下的第一输出轴，所述第一输出轴与底座转动连接，第一输出轴的底部固接有主动锥齿轮，所述行走轴上固接有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。
进一步地，所述底座的下表面设有防护装置；所述防护装置包括上防护壳和下防护壳，所述上防护壳与底座的下表面连接，所述上防护壳的下端两侧均开设有上半圆形孔，所述上防护壳的下端四角均连接有橡胶插接杆，所述上防护壳的下方设有下防护壳，所述下防护壳的上端两侧均开设有下半圆形孔，两个所述下半圆形孔与对应的上半圆形孔形成两个圆形孔，所述圆形孔的横截面积大于行走轴的横截面积，所述下防护壳的上端四角均开设有插接孔，四个所述橡胶插接杆与对应插接孔配合实现上防护壳与下防护壳的连接。
进一步地，所述转向装置包括转向电机和转向轴；所述底座的上表面右侧固接有第二机罩，所述转向电机固接在第二机罩内，转向电机设有竖直向下的第二输出轴，所述第二输出轴与底座转动连接，第二输出轴的底部固接有连接板，所述连接板的下表面对称固接有第二轴座，所述转向轴转动连接在第二轴座之间，转向轴的两端对称固接有转向轮。
进一步地，所述连接板的上表面对称固接有导向轴，所述底座上前后对称设有弧形的导向槽，所述导向轴滑动连接在导向槽中，导向槽以第二输出轴的轴线为回转中心。
进一步地，所述检测装置包括搬运筒和检测筒，所述搬运筒为底部敞口的圆柱形空腔结构，搬运筒固接在底座的中心，搬运筒内滑动连接有活塞，所述活塞的上表面与搬运筒的顶板上表面之间固接有弹簧，活塞下方的搬运筒内壁固接有环形的限位板，所述搬运筒的弧形板上还圆周均匀固接有进气管，各进气管中设有第一单向阀门，所述第一单向阀门允许气体通过的方向为外界指向搬运筒内的方向，搬运筒的顶板中心固接有出气管，所述出气管内设有第二单向阀门，所述第二单向阀门允许气体通过的方向为背离搬运筒内腔的方向，所述检测筒固接在搬运筒顶部，检测筒的弧形板上周向均匀设有排气口，检测筒的顶板下表面固接有瓦斯传感器和氧气浓度传感器。
进一步地，所述控制中心设有控制按钮和第一发射器，所述控制盒中设有第一接收器和第一控制器，所述控制按钮与第一发射器电性连接，第一接收器与第一发射器配对使用，第一发射器与第一控制器的信号输入端电性连接，第一控制器的控制输出端分别电性连接行走电机和转向电机。
进一步地，所述控制盒中还设有处理器和第二发射器，所述控制中心还设有显示屏、第二控制器、报警器和第二接收器，所述瓦斯传感器和氧气浓度传感器与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端电性连接第二发射器，所述第二接收器与第二发射器电性连接，第二接收器还分别电性连接显示屏和第二控制器，所述第二控制器电性连接报警器。
进一步地，所述蓄电池为锂电池。
本发明的有益效果如下：
1、通过行走装置进行该勘测机器人的推进，通过转向装置进行转向，从而使得该勘测机器人可以在井下移动，从而进行全方位的勘测检验。
2、被勘测机器人可以通过在井外设置的控制中心进行远距离的遥控。
3、该勘测机器人在移动的过程中，通过其本身移动时产生的振动进行井内空气的采集，避免设置抽吸装置造成的设备复杂。
4、在检测的过程中，检测的结果可以在显示屏上进行显示，浓度过高时还可以通过报警器进行报警。
5、通过防护装置对主动锥齿轮和从动锥齿轮进行防护，避免该勘测机器人推进过程中，井下坑洼不平的地面碰撞主动锥齿轮和从动锥齿轮，同时防护装置中的上防护壳与下防护壳间可拆装，不影响后期主动锥齿轮和从动锥齿轮的维护或检修。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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：本发明所述一种井下勘测机器人的结构示意图；
图2：本发明所述行走装置的结构示意图；
图3：本发明所述防护装置的结构示意图；
图4：本发明所述转向装置的结构示意图；
图5：本发明所述检测装置的结构示意图；
图6：本发明所述行走电机和转向电机的电路连接示意图；
图7：本发明所述瓦斯传感器和氧气浓度传感器的电路连接示意图。
附图标记如下：
1-底座；2-行走装置；3-转向装置；4-检测装置；5-控制盒；6-蓄电池；7-行走轴；8-行走电机；9-第一轴座；10-行走轮；11-第一机罩；12-第一输出轴；13-主动锥齿轮；14-从动锥齿轮；15-转向电机；16-转向轴；17-第二机罩；18-第二输出轴；19-连接板；20-第二轴座；21-转向轮；22-导向轴；23-导向槽；24-搬运筒；25-检测筒；26-活塞；27-弹簧；28-限位板；29-进气管；30-第一单向阀门；31-出气管；32-第二单向阀门；33-排气口；34-瓦斯传感器；35-氧气浓度传感器；36-控制按钮；37-第一发射器；38-第一接收器；39-第一控制器；40-处理器；41-第二发射器；42-显示屏；43-第二控制器；44-报警器；45-第二接收器；46-上防护壳；47-橡胶插接杆；48-插接孔；49-下防护壳；50-下半圆形孔；51-上半圆形孔；52-防护装置。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-7所示，一种井下勘测机器人，包括底座1、行走装置2、转向装置3、检测装置4、控制盒5和控制中心；底座1的上表面前侧固接有蓄电池6，行走装置2设置在底座1的下表面左侧，转向装置3设置在底座1的下表面右侧，检测装置4设置在底座1的中心，控制盒5固接在底座1的上表面后侧。
优选的，行走装置2包括行走轴7和行走电机8，底座1的下表面左侧前后对称固接有第一轴座9，行走轴7转动连接在第一轴座9之间，行走轴7的前后两端对称固接有行走轮10，底座1的上表面固接有第一机罩11，行走电机8固接在第一机罩11内，行走电机8设有竖直向下的第一输出轴12，第一输出轴12与底座1转动连接，第一输出轴12的底部固接有主动锥齿轮13，行走轴7上固接有与主动锥齿轮13啮合的从动锥齿轮14。
优选的，底座1的下表面设有防护装置52；防护装置52包括上防护壳46和下防护壳49，上防护壳46与底座1的下表面连接，上防护壳46的下端两侧均开设有上半圆形孔51，上防护壳46的下端四角均连接有橡胶插接杆47，上防护壳46的下方设有下防护壳49，下防护壳49的上端两侧均开设有下半圆形孔50，两个下半圆形孔50与对应的上半圆形孔51形成两个圆形孔，圆形孔的横截面积大于行走轴7的横截面积，下防护壳49的上端四角均开设有插接孔48，四个橡胶插接杆47与对应插接孔48配合实现上防护壳46与下防护壳49的连接。
优选的，转向装置3包括转向电机15和转向轴16；底座1的上表面右侧固接有第二机罩17，转向电机15固接在第二机罩17内，转向电机15设有竖直向下的第二输出轴18，第二输出轴18与底座1转动连接，第二输出轴18的底部固接有连接板19，连接板19的下表面对称固接有第二轴座20，转向轴16转动连接在第二轴座20之间，转向轴16的两端对称固接有转向轮21。
优选的，连接板19的上表面对称固接有导向轴22，底座1上前后对称设有弧形的导向槽23，导向轴22滑动连接在导向槽23中，导向槽23以第二输出轴18的轴线为回转中心。
优选的，检测装置4包括搬运筒24和检测筒25，搬运筒24为底部敞口的圆柱形空腔结构，搬运筒24固接在底座1的中心，搬运筒24内滑动连接有活塞26，活塞26的上表面与搬运筒24的顶板上表面之间固接有弹簧27，活塞26下方的搬运筒24内壁固接有环形的限位板28，搬运筒24的弧形板上还圆周均匀固接有进气管29，各进气管29中设有第一单向阀门30，第一单向阀门30允许气体通过的方向为外界指向搬运筒24内的方向，搬运筒24的顶板中心固接有出气管31，出气管31内设有第二单向阀门32，第二单向阀门32允许气体通过的方向为背离搬运筒24内腔的方向，检测筒25固接在搬运筒24顶部，检测筒25的弧形板上周向均匀设有排气口33，检测筒25的顶板下表面固接有瓦斯传感器34和氧气浓度传感器35。
优选的，控制中心设有控制按钮36和第一发射器37，控制盒5中设有第一接收器38和第一控制器39，控制按钮36与第一发射器37电性连接，第一接收器38与第一发射器37配对使用，第一发射器37与第一控制器39的信号输入端电性连接，第一控制器39的控制输出端分别电性连接行走电机8和转向电机15。
优选的，控制盒5中还设有处理器40和第二发射器41，控制中心还设有显示屏42、第二控制器43、报警器44和第二接收器45，瓦斯传感器34和氧气浓度传感器35与处理器40的输入端电性连接，处理器40的输出端电性连接第二发射器41，第二接收器45与第二发射器41电性连接，第二接收器45还分别电性连接显示屏42和第二控制器43，第二控制器43电性连接报警器44。
优选的，蓄电池6为锂电池。
本发明的一个具体实施方式为：
本勘测机器人在运动的过程中，其自身的运动产生的振动和弹簧27的双重作用下，活塞26板进行上下的振动，在此过程中，井下的空气样品经过进气管29进入到搬运筒24中，然后经出气管31进入到检测筒25中，通过瓦斯传感器34和氧气浓度传感器35进行瓦斯浓度和氧气含量的检测。
在勘测的过程中，行走电机8带动第一输出轴12和主动锥齿轮13转动，从而带动从动锥齿轮14、行走轴7和行走轮10转动，进而推动装置的行进。
装置行进过程中，上防护壳46和下防护壳49对主动锥齿轮13和从动锥齿轮14进行防护，避免该勘测机器人推进过程中，井下坑洼不平的地面碰撞主动锥齿轮13和从动锥齿轮14；
通过转向电机15驱动第二输出轴18和连接板19转动，进而使得转向轮21进行转向，从而对装置的运动方向进行控制，通过导向轴22和导向槽23的设置，使得转向轮21的转向更加平稳。
在使用的过程中，控制按钮36发射信号给第一发射器37，第一接收器38接收信号并将信号输送到第一控制器39，第一控制器39对行走电机8和转向电机15进行控制，进而控制装置的行进和转向。
瓦斯传感器34和氧气浓度传感器35进行瓦斯含量和氧气浓度的检测，检测的数据经处理器40处理后有第二发射器41发射，并有第二接收器45接收，第二接收器45将数据发送到显示屏42上显示，第二接收器45还将数据输送到第二控制器43中进行控制，当数据不合格时，通过报警器44进行报警；
需要对主动锥齿轮13和从动锥齿轮14进行维护或检修时，向远离上防护壳46的方向拉动下防护壳49，使上防护壳46上的橡胶插接杆47脱离下防护壳49上的插接孔48，取下下防护壳49，可对主动锥齿轮13和从动锥齿轮14进行维护或检修。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种井下勘测机器人，其特征在于：包括底座、行走装置、转向装置、检测装置、控制盒和控制中心；所述底座的上表面前侧固接有蓄电池，所述行走装置设置在底座的下表面左侧，所述转向装置设置在底座的下表面右侧，所述检测装置设置在底座的中心，所述控制盒固接在底座的上表面后侧；
所述检测装置包括搬运筒和检测筒，所述搬运筒为底部敞口的圆柱形空腔结构，搬运筒固接在底座的中心，搬运筒内滑动连接有活塞，所述活塞的上表面与搬运筒的顶板上表面之间固接有弹簧，活塞下方的搬运筒内壁固接有环形的限位板，所述搬运筒的弧形板上还圆周均匀固接有进气管，各进气管中设有第一单向阀门，所述第一单向阀门允许气体通过的方向为外界指向搬运筒内的方向，搬运筒的顶板中心固接有出气管，所述出气管内设有第二单向阀门，所述第二单向阀门允许气体通过的方向为背离搬运筒内腔的方向，所述检测筒固接在搬运筒顶部，检测筒的弧形板上周向均匀设有排气口，检测筒的顶板下表面固接有瓦斯传感器和氧气浓度传感器；
本勘测机器人在运动的过程中，其自身的运动产生的振动和弹簧的双重作用下，活塞进行上下的振动，在此过程中，井下的空气样品经过进气管进入到搬运筒中，然后经出气管进入到检测筒中，通过瓦斯传感器和氧气浓度传感器进行瓦斯浓度和氧气含量的检测。
2.根据权利要求1所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述行走装置包括行走轴和行走电机，所述底座的下表面左侧前后对称固接有第一轴座，所述行走轴转动连接在第一轴座之间，行走轴的前后两端对称固接有行走轮，所述底座的上表面固接有第一机罩，所述行走电机固接在第一机罩内，行走电机设有竖直向下的第一输出轴，所述第一输出轴与底座转动连接，第一输出轴的底部固接有主动锥齿轮，所述行走轴上固接有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。
3.根据权利要求2所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述底座的下表面设有防护装置；所述防护装置包括上防护壳和下防护壳，所述上防护壳与底座的下表面连接，所述上防护壳的下端两侧均开设有上半圆形孔，所述上防护壳的下端四角均连接有橡胶插接杆，所述上防护壳的下方设有下防护壳，所述下防护壳的上端两侧均开设有下半圆形孔，两个所述下半圆形孔与对应的上半圆形孔形成两个圆形孔，所述圆形孔的横截面积大于行走轴的横截面积，所述下防护壳的上端四角均开设有插接孔，四个所述橡胶插接杆与对应插接孔配合实现上防护壳与下防护壳的连接。
4.根据权利要求3所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述转向装置包括转向电机和转向轴；所述底座的上表面右侧固接有第二机罩，所述转向电机固接在第二机罩内，转向电机设有竖直向下的第二输出轴，所述第二输出轴与底座转动连接，第二输出轴的底部固接有连接板，所述连接板的下表面对称固接有第二轴座，所述转向轴转动连接在第二轴座之间，转向轴的两端对称固接有转向轮。
5.根据权利要求4所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述连接板的上表面对称固接有导向轴，所述底座上前后对称设有弧形的导向槽，所述导向轴滑动连接在导向槽中，导向槽以第二输出轴的轴线为回转中心。
6.根据权利要求5所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述控制中心设有控制按钮和第一发射器，所述控制盒中设有第一接收器和第一控制器，所述控制按钮与第一发射器电性连接，第一接收器与第一发射器配对使用，第一发射器与第一控制器的信号输入端电性连接，第一控制器的控制输出端分别电性连接行走电机和转向电机。
7.根据权利要求6所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述控制盒中还设有处理器和第二发射器，所述控制中心还设有显示屏、第二控制器、报警器和第二接收器，所述瓦斯传感器和氧气浓度传感器与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端电性连接第二发射器，所述第二接收器与第二发射器电性连接，第二接收器还分别电性连接显示屏和第二控制器，所述第二控制器电性连接报警器。
8.根据权利要求1所述的一种井下勘测机器人，其特征在于：所述蓄电池为锂电池。
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