CN113873108B - 一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，包括轨道和设置于轨道上的巡检机器人，巡检机器人包括有机体，机体的底部沿竖直方向弹性连接有四个支撑杆，每个支撑杆的底端均转动连接有行走轮，机体的底部中心处还转动连接有限位滑轮，轨道的两侧向内凹陷形成有供行走轮滑动的滑槽，轨道的顶部沿巡检机器人滑动方向形成有与限位滑轮相适配的限位槽，机体通过四个行走轮以及限位滑轮滑动式嵌套至轨道上。本发明中的非接触式智能巡检装置，可保障巡检机器人能够始终在轨道上进行滑行，避免发生脱轨现象，并且当遇到障碍物时，巡检机器人也能够顺利的通过障碍物，避免机器人因碰到障碍物而频繁的停止运行。

Description

一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置。

背景技术

工业巡检机器人已经成熟的应用在各个行业中，特别适用于各种恶劣复杂环境，为企业的安全保驾护航。在煤炭行业中也能见到巡检机器人的使用，现有好多的企业通过应用巡检机器人实现了输煤栈桥全线路、全方位、全自主的智能化巡检管理，实现生产现场的无人化巡检、可视化管理，提高输煤系统运行的安全性，避免因人工巡检不全面、不量化、人员素质依赖性强引起的各种安全事故与损失。但是煤炭行业的环境又与其它行业有所区别，巡检机器人应用在煤炭皮带运输时，机器人的行进路线经常会受到影响，煤炭在运输的过程中经常会有煤块洒落的现象发生，而这些煤块一旦落入至机器人行进的滑轨上，则会对机器人的正常滑行造成影响，严重的甚至会造成机器人脱轨，进而损坏机器人，因此很有必要对巡检机器人进行改进使之能够顺利的在轨道上进行滑行完成巡检。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，可保障巡检机器人能够始终在轨道上进行滑行，避免发生脱轨现象，并且当遇到障碍物时，巡检机器人也能够顺利的通过障碍物，避免机器人因碰到障碍物而频繁的停止运行。

本发明提出一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，包括轨道和设置于轨道上的巡检机器人，巡检机器人包括有机体，机体的底部沿竖直方向弹性连接有四个支撑杆，每个支撑杆的底端均转动连接有行走轮，机体的底部中心处还转动连接有限位滑轮，轨道的两侧向内凹陷形成有供行走轮滑动的滑槽，轨道的顶部沿巡检机器人滑动方向形成有与限位滑轮相适配的限位槽，机体通过四个行走轮以及限位滑轮滑动式嵌套至轨道上。

优选的，机体的底部与支撑杆的连接处形成有插槽，支撑杆插接于该插槽内，并且支撑杆的顶部连接有限位挡板，位于插槽内部的支撑杆上套接有弹簧，弹簧的顶端与限位挡板相连，弹簧的底端与插槽的开口处相连，插槽开口处的截面与支撑杆的截面相适配。

优选的，机体的底部还设置有四个用于对滑槽进行清扫的清扫器，清扫器包括有弯折型连杆和转动套接于弯折型连杆上的毛刷辊，弯折型连杆的顶端与机体底部固定相连，弯折型连杆底部延伸至滑槽内部，毛刷辊共设置有三个，三个毛刷辊分别与滑槽的三个侧壁相接触。

优选的，机体的底部设置有用于清除限位槽内部杂物的铲板机构，铲板机构包括有沿竖直方向连接在机体上的竖向板，竖向板沿巡检机器人前进方向的一侧从上至下依次铰接有第一油缸和第二油缸，第一油缸和第二油缸的活塞端对称的铰接于铲板背部的两侧，第一油缸的缸座端与固定在竖向板上的第三电机驱动连接。

优选的，机体的顶部固定连接有安装筒，安装筒顶部呈开口结构并转动套接有转动体，转动体的顶部固定连接有防护框，防护框的内部设置有摄像头。

优选的，转动体的圆周面上连接有传动环板，安装筒的内部形成有与传动环板相对应的环板限位腔，机体的上端面位于安装筒的一侧通过安装板沿竖直方向安装有第二电机，第二电机的输出端驱动连接有齿轮，齿轮穿过安装筒后与环板限位腔内部的传动环板相啮合。

优选的，摄像头的两侧均水平连接有转轴，防护框的外壁上固定安装有第一电机，转轴穿过防护框延伸至其外部后与第一电机的输出轴固定套接。

优选的，摄像头的旋转角度为-90°～90°。

优选的，巡检机器人上还配备有用于实时上传视频和声音至监控后台的可见光摄像机和红外热成像仪。

本发明中的有益效果为：

（1）本发明中的机器人通过四个行走轮以及限位滑轮滑动式嵌套至轨道上，从而可保障巡检机器人能够始终在轨道上进行滑行，避免发生脱轨现象，本发明将支撑杆的顶部与机体采用弹性连接，当限位槽中有煤块时，行走轮始终处于滑槽内，而机体则可在一定的范围内沿竖直方向向上移动，待限位滑轮滑过煤块后，整个机体在弹性作用下又恢复至初始位置，保障巡检机器人能够顺利的通过障碍物，避免机器人因碰到障碍物而频繁的停止运行。

（2）在机体的底部还设置有四个用于对滑槽进行清扫的清扫器，机器人在轨道上进行滑行的过程中，位于前进方向的清扫器工作，其上分布的三个毛刷辊与轨道充分的接触，可对轨道上的灰尘有效进行清除。本发明在机体的底部设置有用于清除限位槽内部杂物的铲板机构，可以对限位槽中存在的障碍物进行预先清除，如果限位槽中的障碍物没有及时的清除掉，如果没有清除掉，机体也可以通过弹性设置的支撑杆顺利的通过障碍物。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明巡检装置的整体结构示意图；

图2为本发明巡检装置的正视结构示意图；

图3本发明巡检装置的侧视结构示意图；

图4为本发明中安装筒与转动体的示意图；

图5为本发明中安装筒与转动体装配后的剖面示意图；

图6为本发明中支撑杆与机体的装配剖面示意图；

图7为本发明中清扫器的结构示意图；

图8为本发明中铲板机构的结构示意图。

图中：1、机体；2、安装筒；3、防护框；4、摄像头；5、第一电机；6、支撑杆；7、行走轮；8、清扫器；81、弯折型连杆；82、毛刷辊；9、轨道；10、滑槽；11、限位槽；12、转动体；13、第二电机；14、齿轮；15、限位滑轮；16、铲板机构；161、竖向板；162、第一油缸；163、第二油缸；164、铲板；165、第三电机；17、转轴；18、传动环板；19、安装板；20、环板限位腔；21、插槽；22、限位挡板；23、弹簧。

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。

实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例中公开了一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，包括轨道9和设置于轨道9上的巡检机器人，其中的轨道9采用高强度铝合金材料，并进行硬质阳极氧化处理。巡检机器人包括有机体1，机体1的底部沿竖直方向弹性连接有四个支撑杆6，每个支撑杆6的底端均转动连接有行走轮7，本发明中的行走轮7自带刹车装置，巡检机器人可按照预先设定路线和巡检点自主行走和停靠，机体1的底部中心处还转动连接有限位滑轮15，轨道9的两侧向内凹陷形成有供行走轮7滑动的滑槽10，轨道9的顶部沿巡检机器人滑动方向形成有与限位滑轮15相适配的限位槽11，机体1通过四个行走轮7以及限位滑轮15滑动式嵌套至轨道9上，从而可保障巡检机器人能够始终在轨道9上进行滑行，避免发生脱轨现象，另外，由于本发明中的巡检机器人应用在输煤工作场所，煤炭在皮带上运输时，可能会因皮带的跑遍造成煤块的洒落，洒落的煤块一旦落入至限位槽11中，则会影响巡检机器人的正常滑行，因此本发明将支撑杆6的顶部与机体1采用弹性连接，当限位槽11中有煤块时，行走轮7始终处于滑槽10内，而机体1则可在一定的范围内沿竖直方向向上移动，待限位滑轮15滑过煤块后，整个机体1在弹性作用下又恢复至初始位置。

具体的，如图6所示，本实施例中机体1的底部与支撑杆6的连接处形成有插槽21，支撑杆6插接于该插槽21内，并且支撑杆6的顶部连接有限位挡板22，位于插槽21内部的支撑杆6上套接有弹簧23，弹簧23的顶端与限位挡板22相连，弹簧23的底端与插槽21的开口处相连，插槽21开口处的截面与支撑杆6的截面相适配，当限位槽11中洒落有煤块等异物时，限位滑轮15从煤块上滑动，进而带动机体1向上移动，支撑杆6与机体1产生相对运动压缩弹簧23，当限位滑轮15滑过煤块后，机体1在弹簧23的作用下又恢复至初始位置，上述结构的设置可使巡检机器人能够顺利的通过障碍物，避免机器人因碰到障碍物而频繁的停止运行。

如图1、2、7所示，为了使本发明中巡检机器人具有清灰功能，在机体1的底部还设置有四个用于对滑槽10进行清扫的清扫器8，清扫器8包括有弯折型连杆81和转动套接于弯折型连杆81上的毛刷辊82，弯折型连杆81的顶端与机体1底部固定相连，弯折型连杆81底部延伸至滑槽10内部，毛刷辊82共设置有三个，三个毛刷辊82分别与滑槽10的三个侧壁相接触，机器人在轨道9上进行滑行的过程中，位于前进方向的清扫器8工作，其上分布的三个毛刷辊82与轨道9充分的接触，可对轨道9上的灰尘有效进行清除。

另外，轨道9两侧的滑槽10与其顶部的限位槽11不同，两侧的滑槽10仅能附着一些灰尘，而限位槽11则不仅能够附着灰尘，还会有一些碎渣或煤块能够洒落至限位槽11中，为了能够最大程度上的减小机器人在巡检过程中碰到障碍物，本发明在机体1的底部设置有用于清除限位槽11内部杂物的铲板机构16，如图8所示，铲板机构16包括有沿竖直方向连接在机体1上的竖向板161，竖向板161沿巡检机器人前进方向的一侧从上至下依次铰接有第一油缸162和第二油缸163，第一油缸162和第二油缸163的活塞端对称的铰接于铲板164背部的两侧，第一油缸162的缸座端与固定在竖向板161上的第三电机165驱动连接，两个油缸配合可实现铲板164的翻转以及抬升，当巡检机器人向前滑行巡检时，第三电机165驱动第一油缸162顺时针旋转，第二油缸163与之同步进行旋转，并且旋转的同时第一油缸162和第二油缸163的活塞杆都伸出，铲板164落入至限位槽11中进行推铲作业，保障了巡检机器人的顺利前进。

另外，本发明中在机体1的顶部固定连接有安装筒2，安装筒2顶部呈开口结构并转动套接有转动体12，转动体12的顶部固定连接有防护框3，防护框3的内部设置有摄像头4，摄像头4支持遥控拍照、摄像功能，可实现该巡检机器人定时、定点自动拍照、摄像功能。

具体的，如图4、5所示，转动体12的圆周面上连接有传动环板18，安装筒2的内部形成有与传动环板18相对应的环板限位腔20，机体1的上端面位于安装筒2的一侧通过安装板19沿竖直方向安装有第二电机13，第二电机13的输出端驱动连接有齿轮14，齿轮14穿过安装筒2后与环板限位腔20内部的传动环板18相啮合，通过第二电机13驱动齿轮14进行旋转，进而带动转动体12可进行三百六十度的旋转，最终使巡检机器人在水平方向上视野达到-180°～180°。摄像头4的两侧均水平连接有转轴17，防护框3的外壁上固定安装有第一电机5，转轴17穿过防护框3延伸至其外部后与第一电机5的输出轴固定套接，第一电机5驱动转轴17旋转，进而使摄像头4的旋转角度为-90°～90°。

优选的，巡检机器人上还配备有用于实时上传视频和声音至监控后台的可见光摄像机和红外热成像仪，可见光摄像机上传视频分辨率不小于1920*1080，最小光学变焦倍数30倍，具备遥控手动或自动对焦功能，可见光摄像机上传的影像可直接上传至监控后台进行存储。

本发明提出一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，其工作原理如下：将该巡检机器人安装在轨道9上并检查连接是否牢靠，检查完毕后，通过控制器控制机体1开启巡检模式，机体1沿轨道9向前滑行，滑行过程中，清扫器8由于设置在行走轮7前进方向，因此清扫器8上的毛刷辊82与滑槽10充分的接触进而将滑槽10上的灰尘清除掉，同时行走轮7在滑槽10经过的地方，由于行走轮7后方也设置有清扫器8，因此又能对行走轮7滑行过后的滑槽10进行清扫，机体1在滑行的过程中，限位滑轮15始终在限位槽11中滚动，而铲板机构16则可以对限位槽11中存在的障碍物进行预先清除，如果限位槽11中的障碍物没有及时的清除掉，限位滑轮15与障碍物相接触，机体1相对于支撑杆6向上移动进而压缩弹簧23，当限位滑轮15滑过障碍物后，机体1在弹簧23的反作用下又恢复至初始位置，巡检机器人按照预先设定的行走路线达到各个巡检点，并将个巡检点拍照或停留在巡检点，人员通过监控后台来查看巡检点是否有故障，巡检完毕后，机器人返回至线路的起点。

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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，其特征在于，包括轨道（9）和设置于轨道（9）上的巡检机器人，巡检机器人包括有机体（1），机体（1）的底部沿竖直方向弹性连接有四个支撑杆（6），每个支撑杆（6）的底端均转动连接有行走轮（7），机体（1）的底部中心处还转动连接有限位滑轮（15），轨道（9）的两侧向内凹陷形成有供行走轮（7）滑动的滑槽（10），轨道（9）的顶部沿巡检机器人滑动方向形成有与限位滑轮（15）相适配的限位槽（11），机体（1）通过四个行走轮（7）以及限位滑轮（15）滑动式嵌套至轨道（9）上；

机体（1）的底部与支撑杆（6）的连接处形成有插槽（21），支撑杆（6）插接于该插槽（21）内，并且支撑杆（6）的顶部连接有限位挡板（22），位于插槽（21）内部的支撑杆（6）上套接有弹簧（23），弹簧（23）的顶端与限位挡板（22）相连，弹簧（23）的底端与插槽（21）的开口处相连，插槽（21）开口处的截面与支撑杆（6）的截面相适配；

机体（1）的底部还设置有四个用于对滑槽（10）进行清扫的清扫器（8），清扫器（8）包括有弯折型连杆（81）和转动套接于弯折型连杆（81）上的毛刷辊（82），弯折型连杆（81）的顶端与机体（1）底部固定相连，弯折型连杆（81）底部延伸至滑槽（10）内部，毛刷辊（82）共设置有三个，三个毛刷辊（82）分别与滑槽（10）的三个侧壁相接触；

机体（1）的底部设置有用于清除限位槽（11）内部杂物的铲板机构（16），铲板机构（16）包括有沿竖直方向连接在机体（1）上的竖向板（161），竖向板（161）沿巡检机器人前进方向的一侧从上至下依次铰接有第一油缸（162）和第二油缸（163），第一油缸（162）和第二油缸（163）的活塞端对称的铰接于铲板（164）背部的两侧，第一油缸（162）的缸座端与固定在竖向板（161）上的第三电机（165）驱动连接；

机体（1）的顶部固定连接有安装筒（2），安装筒（2）顶部呈开口结构并转动套接有转动体（12），转动体（12）的顶部固定连接有防护框（3），防护框（3）的内部设置有摄像头（4）；

转动体（12）的圆周面上连接有传动环板（18），安装筒（2）的内部形成有与传动环板（18）相对应的环板限位腔（20），机体（1）的上端面位于安装筒（2）的一侧通过安装板（19）沿竖直方向安装有第二电机（13），第二电机（13）的输出端驱动连接有齿轮（14），齿轮（14）穿过安装筒（2）后与环板限位腔（20）内部的传动环板（18）相啮合；

摄像头（4）的两侧均水平连接有转轴（17），防护框（3）的外壁上固定安装有第一电机（5），转轴（17）穿过防护框（3）延伸至其外部后与第一电机（5）的输出轴固定套接。

2.根据权利要求1所述的一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，其特征在于，摄像头（4）的旋转角度为-90°～90°。

3.根据权利要求1所述的一种输煤皮带的非接触式智能巡检装置，其特征在于，巡检机器人上还配备有用于实时上传视频和声音至监控后台的可见光摄像机和红外热成像仪。