CN113123396B - 矿用水仓清理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，具体是一种矿用水仓清理机器人，包括车架总成、分别安装在所述车架总成底部、前端和后端的行走底盘总成、输送机构总成和泵送机总成，所述车架总成的顶部安装有动力电气系统，前端顶部可拆卸安装有前端挖掘装置；所述动力电气系统通过液压系统驱动前端挖掘装置和输送机构总成工作，用于挖掘转移物料至输送机构总成的集料部，并将物料输送至泵送机总成，所述泵送机总成输送所述输送机构总成输送的物料至下一工序，所述行走底盘总成带动车架总成行走；本发明的有益效果是：所述矿用水仓清理机器人的前端挖掘装置和输送机构总成均可拆卸，满足井下安装，且前端挖掘装置可以选配挖斗、液压锤或铣挖机，适应恶劣工况。

Description

矿用水仓清理机器人

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体是一种矿用水仓清理机器人。

背景技术

在煤矿水仓清理领域，主要的作业时煤泥清挖和远程泵送；远程泵送的距离需要延伸至后序煤泥处理设备的位置。而清理机器人主要就是进煤泥清挖和远程泵送作业，由于作业前需要直接整机下井后再进行组装，组装后的清理机器人需适应各种恶劣工况，对清理机器人的要求严苛。

市场上的清理机器人，满足每小时20方的煤泥清挖和远程泵送要求，但是无法进行模块化安装，施工作业的前后期准备工作耗费时间，也不能选配挖斗、液压锤、铣挖机等多种属具，无法适应恶劣工况，采用的集料结构为开式结构，存在刚性不足，可靠性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿用水仓清理机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿用水仓清理机器人，包括车架总成、分别安装在所述车架总成底部、前端和后端的行走底盘总成、输送机构总成和泵送机总成，所述车架总成的顶部安装有动力电气系统，前端顶部可拆卸安装有前端挖掘装置；所述动力电气系统通过液压系统驱动前端挖掘装置和输送机构总成工作，用于挖掘转移物料至输送机构总成的集料部，并将物料输送至泵送机总成，所述泵送机总成输送所述输送机构总成输送的物料至下一工序，所述行走底盘总成带动车架总成行走。

作为本发明进一步的方案：所述前端挖掘装置包括挖掘臂总成、液压锤或铣挖机。

作为本发明再进一步的方案：所述动力电气系统配设的动力电源和控制部分封装在覆盖件总成内，所述覆盖件总成安装在所述车架总成的后端顶部。

作为本发明再进一步的方案：所述控制部分连接有视觉模块和通讯模块，所述控制部分通过所述视觉模块监控输送机构总成和前端挖掘装置的工作状态，及水仓工况，并通过通讯模块发送监控数据给远程操作端，所述远程操作端通过控制部分控制动力电气系统的动力输出。

作为本发明再进一步的方案：所述控制部分连接有测距和定位模块，用于监测物料的挖掘情况，并反馈给控制部分，控制部分控制行走底盘总成的行走速度和方向。

作为本发明再进一步的方案：所述输送机构总成包括筒式输送机和与之连接的由多个绞笼拼接组成的集料绞笼，所述筒式输送机通过升降结构安装在车架总成前端，所述升降结构带动筒式输送机和集料绞笼升降，以使集料绞笼的集料部的位姿对应物料挖掘方向。

作为本发明再进一步的方案：所述升降结构包括输送机支架和输送机升降油缸，所述筒式输送机的两端分别通过输送机支架和输送机升降油缸安装在车架总成前端。

作为本发明再进一步的方案：所述集料绞笼的中部安装有驱动件，所述驱动件同步带动集料绞笼两端设置的绞笼轴旋转。

作为本发明再进一步的方案：所述筒式输送机和集料绞笼之间通过变径连接部接通。

作为本发明再进一步的方案：所述筒式输送机采用筒式螺旋输送机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述矿用水仓清理机器人的前端挖掘装置和输送机构总成均可拆卸，满足井下安装，且前端挖掘装置可以选配挖斗、液压锤或铣挖机，适应恶劣工况；输送机构总成采用筒式输送机，解决了开式结构刚性不足，可靠性差的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中矿用水仓清理机器人的结构示意图一。

图2为本发明实施例中矿用水仓清理机器人的结构示意图二。

图3为本发明实施例中矿用水仓清理机器人的主视示意图。

图4为本发明实施例中矿用水仓清理机器人的左视示意图。

图5为本发明实施例中矿用水仓清理机器人的俯视示意图。

图6为本发明实施例中输送机构总成的结构示意图。

附图中：1、行走底盘总成；2、车架总成；3、泵送机总成；4、输送机构总成；5、液压系统；6、动力电气系统；7、挖掘臂总成；8、覆盖件总成；41、集料绞笼；411、主集料绞笼；412、绞笼集料马达；413、右加长绞笼I；414、右加长绞笼II；415、左加长绞笼I；416、左加长绞笼II；42、输送机升降油缸；43、筒式螺旋输送机；431、螺旋输送马达；432、滑动导杆；44、输送机支架。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1-5，本发明实施例中，一种矿用水仓清理机器人，包括车架总成2、分别安装在所述车架总成2底部、前端和后端的行走底盘总成1、输送机构总成4和泵送机总成3，所述车架总成2的顶部安装有动力电气系统6，前端顶部可拆卸安装有前端挖掘装置；所述动力电气系统6通过液压系统5驱动前端挖掘装置和输送机构总成4工作，用于挖掘转移物料至输送机构总成的集料部，并将物料输送至泵送机总成3，所述泵送机总成3输送所述输送机构总成4输送的物料至下一工序，所述行走底盘总成1带动车架总成2行走。

具体的，对水仓进行清理时，在将矿用水仓清理机器人下放到井下水仓前，未组装输送机构总成和前端挖掘装置。将矿用水仓清理机器人下放到井下水仓后，模块化的设计，根据现场情况，选配前端挖掘装置的部件，也根据水仓全断面长度，加装输送机构总成，保证输送机构总成全面覆盖水仓的全断面；输送机构总成的末端延伸至所述泵送机总成的顶部，水仓进行清理开始后，行走底盘总成开始工作，带动车架总成及其上安装的输送机构总成和泵送机总成行走；同时，动力电气系统通过动力，驱动液压系统输出液压力控制前端挖掘装置挖掘转移物料至输送机构总成的集料部；输送机构总成将加料部的物料输送至其末端，泵送机总成接收输送机构总成输送的物料，并进行泵送；所述的动力电气系统和液压系统采用电液比例控制技术，实现前端挖掘装置和输送机构总成的精确驱动，且动力电气系统配置有手动应急按键，用于在出现紧急情况时，手动操作矿用水仓清理机器人。所述前端挖掘装置包括挖掘臂总成7、液压锤或铣挖机。

进一步的，所述动力电气系统配置在车架总成的顶部，不易涉水；另外，所述动力电气系统配设的动力电源和控制部分封装在覆盖件总成8内，所述覆盖件总成8安装在所述车架总成2的后端顶部，控制部分控制矿用水仓清理机器人自动工作。所述覆盖件总成8具有防水和防尘功能，保证了覆盖件总成内动力电源和控制部分的安全，避免动力电气系统受水仓煤泥清挖时“跑仓”等不利因素的影响。

综上所述，所述矿用水仓清理机器人的前端挖掘装置和输送机构总成均可拆卸，实现模块化的设计，满足井下安装，且前端挖掘装置可以选配挖斗、液压锤或铣挖机，适应恶劣工况；输送机构总成采用筒式输送机，解决了传统的开式结构刚性不足，可靠性差的问题。

本发明的一个优选实施例中，所述控制部分连接有视觉模块和通讯模块，所述控制部分通过所述视觉模块监控输送机构总成和前端挖掘装置的工作状态、及水仓工况，并通过通讯模块发送监控数据给远程操作端，所述远程操作端通过控制部分控制动力电气系统的动力输出。

所述控制部分包括集成有控制电路板的电控箱所述电控箱与动力电气系统电性连接，所述动力电气系统至少包含有恒功率变量泵，所述恒功率变量泵为液压系统提供驱动力。控制电路板与远程操作端通过通讯模块有线或无线连接，进行数据的交换。所述视觉模块和通讯模块分别采用摄像头或激光摄像头、2G模块、4G模块、5G模块或无线网络模块，实现矿用水仓清理机器人与远程操作端的通讯。进而实现矿用水仓清理机器人的无线遥控操作和超视距无线遥控作业，提高了作业的安全性和自动化程度。

实际应用时，所述控制部分连接有测距和定位模块，用于监测物料的挖掘情况，并反馈给控制部分，控制部分控制行走底盘总成的行走速度和方向。所述测距和定位模块可选用UWB无线测距和定位技术，实现矿用水仓清理机器人的自动控制及作业。

需要说明的是，本发明所采用的控制电路板、测距和定位模块均为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

请参阅图1、6，本发明的另一个实施例中，所述输送机构总成4包括筒式输送机和与之连接的由多个绞笼拼接组成的集料绞笼41，所述筒式输送机通过升降结构安装在车架总成前端，所述升降结构带动筒式输送机和集料绞笼升降，以使集料绞笼的集料部的位姿对应物料挖掘方向；所述筒式输送机采用筒式螺旋输送机43。筒式螺旋输送机43传动连接螺旋输送马达431，螺旋输送马达431驱动筒式螺旋输送机43将集料绞笼收集的物料输送至泵送机总成。

所述绞笼的数量为两个及以上，为了提高所述输送机构总成4的集料效率，绞笼组成的集料绞笼总长度与水仓的全断面长度相配，因此，绞笼的数量根据作业环境进行配置。

一些实施例中，所述绞笼的数量为四个，分别为右加长绞笼I413、右加长绞笼II414、左加长绞笼I415、左加长绞笼II416，右加长绞笼I413、右加长绞笼II414、左加长绞笼I415、左加长绞笼II416组成集料绞笼结构，将挖掘臂总成挖掘转移的物料旋转带动至中部的主集料绞笼411，再通过主集料绞笼411输送至筒式螺旋输送机43底部。

实际应用时，所述绞笼的数量不局限于四，可以为四个及以上，以满足水仓全断面一次性煤泥清挖作业。

如图6所示，一些实施例中，所述升降结构包括输送机支架44和输送机升降油缸42，所述筒式输送机的两端分别通过输送机支架44和输送机升降油缸42安装在车架总成2前端。

设置的升降结构，实现了输送机构总成4的卧底设计和浮动设计，满足水仓全断面一次性煤泥清挖作业。

另外，在所述筒式螺旋输送机43的外圆周上安装有滑动导杆432，滑动导杆432与车架总成滑动连接，使得筒式螺旋输送机43在与挖掘方向垂直的方向具有一定的位移行程。提高了筒式螺旋输送机43的兼容性。

如图6所示，所述集料绞笼的中部安装有驱动件，所述驱动件同步带动集料绞笼两端设置的绞笼轴旋转。所述筒式输送机和集料绞笼之间通过变径连接部接通，变径连接部配置为内径不等的弧形筒，内径不等的弧形筒作为主集料绞笼411连接筒式螺旋输送机43与集料绞笼41，实现物料的输送。所述驱动件可选用绞笼集料马达412。

本发明的工作原理：水仓进行清理开始后，行走底盘总成开始工作，带动车架总成及其上安装的输送机构总成和泵送机总成行走；同时，动力电气系统通过动力，驱动液压系统输出液压力控制前端挖掘装置挖掘转移物料至输送机构总成的集料部；输送机构总成将加料部的物料输送至其末端，泵送机总成接收输送机构总成输送的物料，并进行泵送；所述的动力电气系统和液压系统采用电液比例控制技术，实现前端挖掘装置和输送机构总成的精确驱动。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种矿用水仓清理机器人，其特征在于，包括车架总成、分别安装在所述车架总成底部、前端和后端的行走底盘总成、输送机构总成和泵送机总成，所述车架总成的顶部安装有动力电气系统，前端顶部可拆卸安装有前端挖掘装置；所述动力电气系统通过液压系统驱动前端挖掘装置和输送机构总成工作，用于挖掘转移物料至输送机构总成的集料部，并将物料输送至泵送机总成，所述泵送机总成输送所述输送机构总成输送的物料至下一工序，所述行走底盘总成带动车架总成行走；

所述输送机构总成包括筒式输送机和与之连接的由多个绞笼拼接组成的集料绞笼，所述筒式输送机通过升降结构安装在车架总成前端，所述升降结构带动筒式输送机和集料绞笼升降，以使集料绞笼的集料部的位姿对应物料挖掘方向，所述筒式输送机采用筒式螺旋输送机；在所述筒式螺旋输送机的外圆周上安装有滑动导杆，滑动导杆与车架总成滑动连接，使得筒式螺旋输送机在与挖掘方向垂直的方向具有一定的位移行程。

2.根据权利要求1所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述前端挖掘装置包括挖掘臂总成、液压锤或铣挖机。

3.根据权利要求1所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述动力电气系统配设的动力电源和控制部分封装在覆盖件总成内，所述覆盖件总成安装在所述车架总成的后端顶部。

4.根据权利要求3所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述控制部分连接有视觉模块和通讯模块，所述控制部分通过所述视觉模块监控输送机构总成和前端挖掘装置的工作状态、及水仓工况，并通过通讯模块发送监控数据给远程操作端，所述远程操作端通过控制部分控制动力电气系统的动力输出。

5.根据权利要求3所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述控制部分连接有测距和定位模块，用于监测物料的挖掘情况，并反馈给控制部分，控制部分控制行走底盘总成的行走速度和方向。

6.根据权利要求1所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述升降结构包括输送机支架和输送机升降油缸，所述筒式输送机的两端分别通过输送机支架和输送机升降油缸安装在车架总成前端。

7.根据权利要求1所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述集料绞笼的中部安装有驱动件，所述驱动件同步带动集料绞笼两端设置的绞笼轴旋转。

8.根据权利要求1所述的矿用水仓清理机器人，其特征在于，所述筒式输送机和集料绞笼之间通过变径连接部接通。

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