CN113733062A - 一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人，包括运行在两根轨道上的机器人本体，所述机器人本体的下方设置有监控模块，所述机器人本体的两侧设置有驱动组件，所述驱动组件在行进至斜坡路段时会自动改变其移动姿态，以增加其与所述轨道的摩擦力。本发明中，在保持原有驱动电机的输出功率前提下，该机器人本体在遇到上坡或下坡路段时，能够自适应地变更其行走姿态，使其能够平稳通过斜坡路段，在回到平行路段后，又能够变回其初始的行走姿态，不影响巡检速度，智能化程度高，一举解决多个已有问题，有较高的使用价值。

Description

一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人。

背景技术

矿区内部空间广阔，各种设施数量众多，各个设施均需要进行定时的监测，以便及时的发现意外出现的问题，人工检查费事费力，检测效率低，故为了方便检测，会利用无人巡检机器人进行检测，该种巡检机器人由导轨和相应的驱动组件组合而成，将高清摄像仪和高分辨率的红外热成像摄像仪合为一体，在控制中心进行控制，检测效率高。

现有的巡检机器人在沿着导轨进行移动检测时，因矿区地形复杂，在行进至上坡段的导轨时，对驱动电机的负担较大，容易打滑并丧失移动功能，虽然通过增大驱动电机的输出功率可在一定程度上解决此类问题，但由于现有的大多数巡检机器人均通过自身携带的电池为驱动电机供给能源，一旦增大功率，将会导致巡检机器人的巡检周期大幅降低，而且，频繁地为巡检机器人充电也会减慢巡检效率，影响同一导轨上的其余巡检机器人移动，进而导致矿道出现巡检盲区，为事故的发生埋下安全隐患。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人，本发明在遇到斜坡路段以及平行路段时，能够自适应地变更其行走姿态，使机器人本体能够沿轨道平稳行进，完成巡检任务，不影响巡检速度，智能化程度高，一举解决多个已有问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人，包括运行在两根轨道上的机器人本体，所述机器人本体的下方设置有监控模块，所述机器人本体的两侧设置有驱动组件，所述驱动组件在行进至斜坡路段时会自动改变其移动姿态，以增加其与所述轨道的摩擦力。

进一步在于，所述机器人本体运行在两根所述轨道的中间位置，所述机器人本体的两侧靠近其下方的位置开设有镜像对称的四个滑槽，所述滑槽内腔的两侧均设置有垂直延伸的滑轨，所述滑槽的底端设置有输出端朝上的氮气弹簧，所述氮气弹簧的输出端连接有滑块，所述滑块与其两侧的所述滑轨滑动套接，所述滑块的外壁连接有圆杆，所述圆杆水平朝外延伸并转动套接有涨紧轮。

进一步在于，所述涨紧轮位于所述轨道的正下方。

进一步在于，所述机器人本体的两侧靠近其上方的位置设置有镜像对称的四个安装架，所述安装架内转动套接有U型压轮，所述U型压轮位于所述轨道的正上方且二者的环壁紧贴。

进一步在于，所述U型压轮与所述涨紧轮均属于所述驱动组件的一部分，所述U型压轮通过其中部的圆轴与驱动电机连接。

进一步在于，所述圆杆与所述安装架之间连接有复位弹簧。

进一步在于，所述驱动组件还包括基板，所述基板内嵌于所述机器人本体的内部，且所述基板的两侧设置有镜像对称的六个电动推杆，其中，位于同一侧的三个所述电动推杆均水平朝向与其相近的一根所述轨道，所述电动推杆的输出端连接有轮毂电机，所述轮毂电机的环壁套设有尼龙套。

进一步在于，位于同一侧的三个所述轮毂电机与两个所述U型压轮的位置相互交叉。

进一步在于，所述机器人本体的侧壁对应多个所述轮毂电机的位置均开设有收纳槽，所述收纳槽与所述轮毂电机的尺寸相匹配。

本发明的有益效果：

1、在保持原有驱动电机的输出功率前提下，该机器人本体在遇到上坡或下坡路段时，能够自适应地变更其行走姿态，使其能够平稳通过斜坡路段，在回到平行路段后，又能够变回其初始的行走姿态，不影响巡检速度，智能化程度高，一举解决多个已有问题，有较高的使用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的底部结构示意图；

图3是本发明的侧面结构示意图；

图4是本发明中基板的结构示意图；

图5是本发明中收纳槽的结构示意图；

图6是图5中A处的局部放大图。

图中：1、机器人本体；11、收纳槽；12、滑槽；13、滑轨；14、氮气弹簧；15、安装架；16、U型压轮；2、轨道；3、监控模块；4、基板；41、电动推杆；42、轮毂电机；43、尼龙套；5、滑块；51、圆杆；52、涨紧轮；53、复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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和图2所示为本发明中一种一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人的整体结构示意图，巡检机器人应用于煤矿领域虽然已经较为广泛，但由于矿道曲折不平，依矿道所建设的轨道也因此不时会出现高低斜坡，传统的巡检机器人在遇到此类问题时，要么设置多个与轨道2紧贴的驱动轮，以较为缓慢的移动速度换取其与轨道2较大的摩擦力，从而平稳驶过斜坡路段，要么增大驱动电机的输出功率，但这并不能稳定地解决此类问题，还会造成其巡检周期的明显降低，基于对上述问题的反复考量，本领域技术人员经过长期的摸索以及试验，创设性地将不同的行走姿态集成于同一套驱动组件中，在平稳路段时，以正常的姿态移动，巡检速度较快，在遇到斜坡路段时，变更其移动姿态，以较慢的移动速度换取其与轨道2之间较大的摩擦力，针对不同情况，采用不同的行动模式予以面对，适应性强，有较高的使用价值。

如图3所示，一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人，包括运行在两根轨道2上的机器人本体1，机器人本体1的下方设置有监控模块3，机器人本体1的两侧设置有驱动组件，驱动组件在遇到上坡或下坡路段时，能够自适应地变更其行走姿态，以增加其与轨道2的摩擦力，使其能够平稳通过斜坡路段，在回到平行路段后，又能够变回其初始的行走姿态，不影响巡检速度，智能化程度高，本发明中驱动组件其姿态的自适应变化其实现方式较多，可以料想的诸如：可根据轨道2的总体图纸，将机器人本体1移动至不同坡度轨道2的时间写入机器人本体1的控制系统，在预定的时间到达时，机器人本体1自动变更形态，也可为机器人本体1装上水平传感器，当水平传感器检测到机器人本体1的整体发生较大倾斜时，水平传感器将信号传递给机器人本体1自身的控制系统，从而改变其行走姿态，殊途同归，本发明的核心即在降低整体功耗的同时，保证机器人本体1沿不同坡度的轨道2的平稳运行。

如图3所示，机器人本体1的两侧靠近其上方的位置设置有镜像对称的四个安装架15，安装架15内转动套接有U型压轮16，U型压轮16位于轨道2的正上方且二者的环壁紧贴，这里由于U型压轮16的环壁为U型槽，即轨道2位于U型槽内，其环壁与U型槽的内壁紧贴，在提供摩擦力的同时也在一定程度上保证U型压轮16不会与轨道2发生偏移，在本发明中，U型压轮16通过其中部的圆轴与驱动电机连接，从而为机器人本体1提供沿轨道2行驶的基础动力。

如图5和图6所示，机器人本体1运行在两根轨道2的中间位置，机器人本体1的两侧靠近其下方的位置开设有镜像对称的四个滑槽12，滑槽12内腔的两侧均设置有垂直延伸的滑轨13，滑槽12的底端设置有输出端朝上的氮气弹簧14，氮气弹簧14的输出端连接有滑块5，滑块5与其两侧的滑轨13滑动套接，滑块5的外壁连接有圆杆51，圆杆51水平朝外延伸并转动套接有涨紧轮52，如图3所示，涨紧轮52位于轨道2的正下方，在机器人本体1运行时，滑块5在氮气弹簧14的作用下始终沿着滑轨13朝上移动，进而带动圆杆51以及涨紧轮52朝上移动，从而使涨紧轮52始终与轨道2抵接，保证U型压轮16与轨道2接触的紧密程度，在其他实施例中，圆杆51与安装架15之间还连接有复位弹簧53，通过复位弹簧53提供的拉力，可以进一步提高U型压轮16与轨道2之间的摩擦力，保证机器人本体1在移动过程中的稳定性。

本发明中，U型压轮16与涨紧轮52均属于驱动组件的一部分，其余还包括驱动电机以及为驱动电机他提供电力的电池。

如图4所示，驱动组件还包括基板4，基板4内嵌于机器人本体1的内部，且基板4的两侧设置有镜像对称的六个电动推杆41，其中，位于同一侧的三个电动推杆41均水平朝向与其相近的一根轨道2，电动推杆41的输出端连接有轮毂电机42，轮毂电机42的环壁套设有尼龙套43，尼龙套43起到增大摩擦力的作用，还可使用橡胶作为替代品，当机器人本体1行进至轨道2的坡度路段时，电动推杆41自动伸出，待六个轮毂电机42分别与其两侧的轨道2抵接后，轮毂电机42转动，此时轨道2受到上方U型压轮16、下方涨紧轮52以及侧面的轮毂电机42的同时挤压，三者与轨道2之间的摩擦力增大，避免轨道2在斜坡路段打滑，虽然移动速度在一定程度上减慢，但可以稳定地在多种斜度的轨道2上行驶，在通过该斜坡路段后，电动推杆41收缩，从而使机器人本体1维持其正常的行进速度，不影响同一轨道2的其他机器人巡检，同时也不会大幅降低该机器人本体1的续航时间。

为了进一步提高机器人本体1行驶的稳定性，还可将位于同一侧的三个轮毂电机42与两个U型压轮16的位置相互交叉，即相邻的两个轮毂电机42之间的间隙设置有U型压轮16以及涨紧轮52，在这种情况下当三个轮毂电机42与轨道2抵接后，若轨道2为硬性材料，三个轮毂电机42会降低轨道2的晃动程度，使U型压轮16与轨道2接触的更加紧密，若轨道2为尼龙绳等偏软材料，三个轮毂电机42则可以增加这段位置内的尼龙绳的张紧程度，避免U型压轮16在移动的时候接触不够紧密，发生打滑现象。

如图4和图5所示，机器人本体1的侧壁对应多个轮毂电机42的位置均开设有收纳槽11，收纳槽11与轮毂电机42的尺寸相匹配，在行驶至平稳路段时，轮毂电机42则收纳在收纳槽11内，避免矿道内的灰尘漂浮进入轮毂电机42内部，延长轮毂电机42的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人，包括运行在两根轨道(2)上的机器人本体(1)，所述机器人本体(1)的下方设置有监控模块(3)，其特征在于，所述机器人本体(1)的两侧设置有驱动组件，所述驱动组件在行进至斜坡路段时会自动改变其移动姿态，以增加其与所述轨道(2)的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述机器人本体(1)运行在两根所述轨道(2)的中间位置，所述机器人本体(1)的两侧靠近其下方的位置开设有镜像对称的四个滑槽(12)，所述滑槽(12)内腔的两侧均设置有垂直延伸的滑轨(13)，所述滑槽(12)的底端设置有输出端朝上的氮气弹簧(14)，所述氮气弹簧(14)的输出端连接有滑块(5)，所述滑块(5)与其两侧的所述滑轨(13)滑动套接，所述滑块(5)的外壁连接有圆杆(51)，所述圆杆(51)水平朝外延伸并转动套接有涨紧轮(52)。

3.根据权利要求2所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述涨紧轮(52)位于所述轨道(2)的正下方。

4.根据权利要求3所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述机器人本体(1)的两侧靠近其上方的位置设置有镜像对称的四个安装架(15)，所述安装架(15)内转动套接有U型压轮(16)，所述U型压轮(16)位于所述轨道(2)的正上方且二者的环壁紧贴。

5.根据权利要求4所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述U型压轮(16)与所述涨紧轮(52)均属于所述驱动组件的一部分，所述U型压轮(16)通过其中部的圆轴与驱动电机连接。

6.根据权利要求4所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述圆杆(51)与所述安装架(15)之间连接有复位弹簧(53)。

7.根据权利要求5所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述驱动组件还包括基板(4)，所述基板(4)内嵌于所述机器人本体(1)的内部，且所述基板(4)的两侧设置有镜像对称的六个电动推杆(41)，其中，位于同一侧的三个所述电动推杆(41)均水平朝向与其相近的一根所述轨道(2)，所述电动推杆(41)的输出端连接有轮毂电机(42)，所述轮毂电机(42)的环壁套设有尼龙套(43)。

8.根据权利要求7所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，位于同一侧的三个所述轮毂电机(42)与两个所述U型压轮(16)的位置相互交叉。

9.根据权利要求7或8所述的一种行走姿态可调节的矿道巡检机器人,其特征在于，所述机器人本体(1)的侧壁对应多个所述轮毂电机(42)的位置均开设有收纳槽(11)，所述收纳槽(11)与所述轮毂电机(42)的尺寸相匹配。

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