CN113942590A - 煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，包括移动平台、回转装置、机身、左臂、右臂、夹持手爪、破碎剪和双目视觉系统。本发明的前驱动轮、支撑轮、后驱动轮通过浮动悬挂装置安装在车架上，可提高机器人对复杂地形环境的适应能力；左臂和右臂配合作业可实现对目标物的夹持、移动、搬运、破碎、剪切等作业。本发明能够实现煤矿井下日程巡检、救援和清障等功能，可在复杂地形环境下实现快速稳定移动，且越障能力强、稳定性好，符合井下防爆要求，降低了煤矿井下巡检人员的劳动强度和生产成本。本发明还具有结构紧凑、双臂运动自由度多、作业灵活、操作维护简便等优点，也可应用于地面隧道或其它环境下的巡检、救援或清障作业场合。

Description

煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人

技术领域

本发明属于煤矿机器人技术领域，特别涉及一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人。

背景技术

煤炭资源对我国经济发展发挥着举足轻重的作用，在未来相当长的一段时间内仍是我国的主要能源，对我国的经济发展起着重要作用。但与此同时，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、矿井火灾、矿井顶底板突水等矿井重大灾害导致的伤亡事故在我国煤矿生产中时有发生，因此煤矿安全刻不容缓。

为提高煤矿巡检作业的安全性，降低工作人员的劳动强度，巡检机器人越来越多的投入到煤矿井下作业中使用。为适应煤矿井下复杂的地形和环境，巡检机器人大多采用履带轮行走方式，以降低前进时颠簸、抖动的幅度，便于巡检拍摄，然而煤矿井下路面并不平坦，多存在上坡和下坡路段，而传统巡检机器人的履带轮结构，无法根据上下坡路段进行调节，导致传统巡检机器人攀爬上坡时较为困难，且在较陡峭下坡路段时易翻倒的问题，且履带式结构导致机器人移动速度大幅降低，无法满足煤矿井下日程巡检工作的需要。

轮式机器人越障效果良好，但当作业环境为潮湿泥泞，会发生侧滑倾覆现象；当地面坑洼不平或者需要爬坡等需求，轮式移动结构适应能力较低。腿式机器人越障性能强，但在越障过程中容易发生重心不稳等现象。这些机器人在主动越障时不能自动越障，需进行辨别、判断、决策，从而对机器人的控制系统要求较高，而且在复杂路况上，机器人的行走效率及越障性能较低。

针对巡检机器人的设计问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。如申请号为201510448366.X的中国发明专利公开了一种巡检机器人，将普通轮式与普通履带式行走机构二者结合起来,左右履带两边添加左右行走轮，可以实现完全独立的履带移动和轮式移动，缺点是对于井下坑洼等复杂路面不能实现平稳运行移动的目的。申请号为202010644940.X的中国专利，基于履带式智能机器人的井下信息采集系统及方法，其纯履带式移动底盘不能为其搭载的各种仪器创造良好作业环境。申请号为201910261562.4的中国专利公开了一种煤矿巡检机器人，其移动底盘采用轮式移动底盘，虽能在井下实现快速行走，缺点是对于跨沟、台阶等复杂路况越障性能较低。

为此，发明人提出一种基于浮动悬挂装置的煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人来解决上述问题，适用于矿井巷道、隧道、城市地下巷道等复杂地形环境下安全巡检，危险环境、灾害现场的探测和清障救援。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于浮动悬挂装置的煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，不仅具有快速移动、越障能力强、运动平稳等特点，还具有双臂协同搬运和清障能力，解决煤矿井下日程巡检和清障救援等难题，降低了煤矿井下巡检人员的劳动强度和生产成本，可克服现有技术的缺陷。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，包括移动平台、回转装置、机身、左臂、右臂、夹持手爪、破碎剪和双目视觉系统。所述的移动平台包括车架、浮动悬挂装置、履带摆臂、前驱动轮系、支撑轮、后驱动轮系、电源、控制器和小型液压泵站，用于驱动巡检清障机器人实现移动行走功能。其中，电源和控制器固定安装在车架的前端；所述的小型液压泵站固定安装在车架的后端，分别为夹持手爪、破碎剪执行夹持或破碎剪切任务提供动力源；所述的回转装置通过螺钉固定安装在车架的中后端，用于驱动机身及安装在机身上的左臂、右臂和双目视觉系统实现回转功能；两组浮动悬挂装置通过螺栓对称固定安装在车架的下方两侧，用于支撑和安装前驱动轮系、支撑轮、后驱动轮系；在所述的车架的顶部设有防护罩，在所述的防护罩的前端顶部设有载物台，在所述的防护罩的前侧面、左侧面和右侧面均设有测距传感器；前驱动轮系、支撑轮、后驱动轮系通过浮动悬挂装置固定安装在车架的下方，且所述的支撑轮位于前驱动轮系和后驱动轮系之间，所述的履带摆臂固定安装在前驱动轮系的外侧，可实现上下摆动功能。所述的机身下端通过螺钉固定安装在回转装置的顶部，所述的双目视觉系统通过螺钉固定安装在机身的顶部，用于获取工作现场环境和目标物的图像。左臂和右臂的上端分别固定安装在机身肩部的左侧与右侧，分别用于驱动夹持手爪、破碎剪执行夹持或破碎剪切任务，且左臂和右臂均采用驱控一体式六自由度机械臂。所述的夹持手爪的顶部通过螺钉固定安装在左臂的下端，用于夹持目标物，并在左臂的驱动下移动目标物。所述的破碎剪的顶部通过螺钉固定安装在右臂的下端，用于对目标物破碎或剪切。双目视觉系统、测距传感器、回转装置、左臂和右臂分别通过线缆与电源、控制器相连接，夹持手爪和破碎剪通过管路与小型液压泵站相连接。

所述的浮动悬挂装置包括前连接座、前板簧、Y型摆杆、中板簧、V型摆杆、中间连接座、连杆、后板簧和后连接座。其中，在一个浮动悬挂装置中的中间连接座的数量为二，连杆的数量为三；前连接座、中间连接座和后连接座均通过螺栓固定安装在车架上，所述的前板簧的前端与前连接座通过铰链相连接，前板簧的后端通过连杆与Y型摆杆的前端相连接；所述的Y型摆杆的中部与位于前端的中间连接座通过铰链相连接，所述的Y型摆杆的后端与中板簧的前端通过铰链相连接，中板簧的后端与V型摆杆的前端通过连杆相连接；所述的V型摆杆的中部与位于后端的中间连接座通过铰链相连接，V型摆杆的后端通过连杆与后板簧的前端相连接；所述的后板簧的后端与后连接座通过铰链相连接。所述的支撑轮通过支撑轮架固定安装在浮动悬挂装置的中板簧上。

所述的前驱动轮系包括前驱动轮、前驱动装置、摆臂减速器和摆臂电机。其中，所述的前驱动轮和前驱动装置均通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置上；所述的摆臂减速器通过螺钉固定安装在车架的下方，且与前驱动轮通过可滑移式双万向节联轴器相连接；所述的摆臂电机用于驱动履带摆臂实现上下摆动，且摆臂电机通过螺钉固定安装在摆臂减速器的后端，所述的摆臂电机的输出轴与置于摆臂减速器的输入孔内且与摆臂减速器的输入孔通过平键相连接。所述的前驱动装置包括前驱动电机、主动带轮、传动带、从动带轮和前电机架。其中，所述的前电机架通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置的前板簧上，所述的前驱动电机通过螺钉固定安装在前电机架上，为主动带轮的旋转及前驱动轮的行走提供动力；所述的主动带轮固定安装在前驱动电机的传动轴上，且与前驱动电机的传动轴通过平键相连接；所述的从动带轮固定安装在前驱动轮传动轴上，且与前驱动轮传动轴通过销轴相连接；所述的主动带轮与从动带轮通过传动带相连接，所述的传动带与主动带轮、从动带轮同时保持啮合；所述的传动带采用同步齿形带，所述的主动带轮、从动带轮均采用同步齿形带轮。所述的后驱动轮系包括后驱动轮、后驱动电机和后电机架。其中，后驱动轮和后电机架均通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置的后板簧上；所述的后驱动电机通过螺钉固定安装在后电机架上，为后驱动轮的行走提供动力，且后驱动电机的输出轴与后驱动轮的输入轴孔通过平键相连接。所述的摆臂减速器采用双输出行星齿轮减速器。

所述的履带摆臂包括摆臂架、主动履带轮、摆臂轴、履带、从动履带轮、张紧器、阶梯轴套和从动履带轮支撑轴。其中，所述的主动履带轮通过销轴固定安装在前驱动轮传动轴的外侧端，且与前驱动轮、摆臂轴保持同轴；所述的摆臂轴固定安装在前驱动轮传动轴内，且与前驱动轮传动轴通过轴承相连接；所述的摆臂架的后端通过阶梯轴套和螺钉固定安装在摆臂轴的外侧端，且与阶梯轴套通过螺钉相连接，所述的阶梯轴套与摆臂轴通过平键相连接；所述的从动履带轮固定安装在摆臂架的前端，且与从动带轮支撑轴通过轴承相连接，所述的从动履带轮支撑轴与摆臂架通过张紧器相连接；所述的履带套装在主动履带轮和从动履带轮上，且同时与主动履带轮、从动履带轮保持啮合；所述的张紧器固定安装在摆臂架上。所述的从动履带轮支撑轴的两端设有削扁平面，且置于摆臂架前端的长腰型孔内；所述的前驱动轮传动轴为空心轴。摆臂电机的转动动力通过摆臂减速器、可滑移式双万向节联轴器传递给摆臂轴，进而驱动摆臂架、履带和从动履带轮实现上下摆动。

所述的夹持手爪包括手爪体、驱动缸、过渡杆、外连杆、内连杆和夹爪。其中，所述的手爪体的上端通过螺钉固定安装在左臂的下端，所述的驱动缸置于手爪体内，用于驱动夹爪实现张开或闭合功能，且驱动缸的上端固定安装在手爪体的上端，驱动缸的下端与内连杆通过铰链相连接；所述的过渡杆的两端分别与手爪体、外连杆通过铰链相连接，所述的外连杆的下端与夹爪的上端通过铰链相连接，所述的内连杆的上端与手爪体通过铰链相连接，内连杆的下端与夹爪的中上部通过铰链相连；在所述的夹爪的内侧面上设有扩展夹板，且在所述的扩展夹板的内侧设有齿状防滑橡胶层，用于增加夹爪与目标物之间的摩擦力。

所述的破碎剪包括破碎架、破碎缸、传力杆和剪刀。其中，所述的破碎架的上端通过螺钉固定安装在右臂的下端；两个破碎缸对称布置在破碎架的两侧，用于驱动剪刀实现张开或闭合剪切；所述的破碎缸的上端与破碎架通过铰链相连接，破碎缸的下端与传力杆的上端通过铰链相连接；所述的剪刀数量为二，且两个剪刀的上端同轴固定安装在破碎架上，且与破碎架通过铰链相连接，所述的传力杆的下端与剪刀通过铰链相连接。

在所述的控制器内设有数据采集卡，所述的双目视觉系统与车架内的电源、控制器内的数据采集卡分别通过电源线和数据线相连接，所述的测距传感器与数据采集卡通过数据线相连接，所述的双目视觉系统设有LED照明光源。

所述的前驱动电机、后驱动电机和摆臂电机均采用防爆型伺服减速电机或伺服液压马达。所述的驱动缸和所述的破碎缸均采用液压缸。

所述的浮动悬挂装置可提高前驱动轮、支撑轮、后驱动轮对复杂地形环境的适应能力，确保前驱动轮、支撑轮、后驱动轮始终与地面保持接触，实现良好的支撑。

使用时，如果本发明在移动平台的驱动下实现在煤矿井下执行日程巡检和清障任务，执行对目标物的夹持、剪切、破碎、搬运等移动搬运或清障作业任务。双目视觉系统可将工作现场或目标物的图像传回地面控制中心。当本发明执行清障任务时，需要左臂和右臂协同配合完成。工作环境中的自主导航、防碰撞和图像识别等功能主要通过测距传感器、双目视觉系统及采集卡、控制器来实现。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明的煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人能够实现煤矿井下日程巡检、救援和清障等功能，可在复杂地形环境下实现快速稳定移动，且越障能力强、稳定性好，还具有双臂协同搬运和清障能力，符合井下防爆要求，解决煤矿井下日程巡检和清障救援等难题，降低了煤矿井下巡检人员的劳动强度和生产成本。本发明还具有结构紧凑、双臂运动自由度多、作业灵活、操作维护简便等优点，也可应用于地面隧道或其它环境下的巡检、救援或清障作业场合。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的移动平台的总体结构示意图；

图3为本发明的移动平台的底部结构示意图；

图4为本发明的履带摆臂与前驱动轮系之间装配关系示意图；

图5为本发明的前驱动轮系的结构示意图；

图6为本发明的前驱动轮、支撑轮、后驱动轮与浮动悬挂装置的连接关系示意图；

图7为本发明的浮动悬挂装置的结构示意图；

图8为本发明的夹持手爪的结构示意图；

图9为本发明的破碎剪的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图5、图6、图7、图8和图9所示，一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，包括移动平台1、回转装置2、机身3、左臂4、右臂5、夹持手爪6、破碎剪7和双目视觉系统8。所述的移动平台1包括车架11、浮动悬挂装置12、履带摆臂13、前驱动轮系14、支撑轮15、后驱动轮系16、电源17、控制器18和小型液压泵站19，用于驱动巡检清障机器人实现移动行走功能。其中，电源17和控制器18固定安装在车架11的前端；所述的小型液压泵站19固定安装在车架11的后端，分别为夹持手爪6、破碎剪7执行夹持或破碎剪切任务提供动力源；所述的回转装置2的下端通过螺钉固定安装在车架11的中后端，用于驱动机身3及安装在机身上的左臂4、右臂5和双目视觉系统8实现回转功能；两组浮动悬挂装置12通过螺栓对称固定安装在车架11的下方两侧，用于支撑和安装前驱动轮系14、支撑轮15、后驱动轮系16；在所述的车架11的顶部设有防护罩111，在所述的防护罩的前端顶部设有载物台1111，在所述的防护罩111的前侧面、左侧面和右侧面均设有测距传感器112；前驱动轮系14、支撑轮15、后驱动轮系16通过浮动悬挂装置12固定安装在车架11的下方，且所述的支撑轮15位于前驱动轮系14和后驱动轮系16之间，所述的履带摆臂13固定安装在前驱动轮系14的外侧，可实现上下摆动功能。所述的机身3下端通过螺钉固定安装在回转装置2的顶部，所述的双目视觉系统8通过螺钉固定安装在机身3的顶部，用于获取工作现场环境和目标物的图像。左臂4和右臂5的上端分别固定安装在机身3肩部的左侧与右侧，分别用于驱动夹持手爪6、破碎剪7执行夹持或破碎剪切任务，且左臂4和右臂5均采用驱控一体式六自由度机械臂。所述的夹持手爪6的顶部通过螺钉固定安装在左臂4的下端，用于夹持目标物，并在左臂4的驱动下移动目标物。所述的破碎剪7的顶部通过螺钉固定安装在右臂5的下端，用于对目标物破碎或剪切。双目视觉系统8、测距传感器112、回转装置2、左臂4和右臂5分别通过线缆与电源17、控制器18相连接，夹持手爪6和破碎剪7通过管路与小型液压泵站19相连接。

如图2、图3、图6和图7所示，所述的浮动悬挂装置12包括前连接座121、前板簧122、Y型摆杆123、中板簧124、V型摆杆125、中间连接座126、连杆127、后板簧128和后连接座129。其中，在一个浮动悬挂装置12中的中间连接座126的数量为二，连杆127的数量为三；前连接座121、中间连接座126和后连接座129均通过螺栓固定安装在车架11上，所述的前板簧122的前端与前连接座121通过铰链相连接，前板簧122的后端通过连杆127与Y型摆杆123的前端相连接；所述的Y型摆杆123的中部与位于前端的中间连接座126通过铰链相连接，所述的Y型摆杆123的后端与中板簧124的前端通过铰链相连接，中板簧124的后端与V型摆杆125的前端通过连杆127相连接；所述的V型摆杆125的中部与位于后端的中间连接座126通过铰链相连接，V型摆杆125的后端通过连杆127与后板簧128的前端相连接；所述的后板簧128的后端与后连接座129通过铰链相连接。所述的支撑轮15通过支撑轮架151固定安装在浮动悬挂装置12的中板簧124上。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述的前驱动轮系14包括前驱动轮141、前驱动装置142、摆臂减速器143和摆臂电机144。其中，所述的前驱动轮141和前驱动装置142均通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置12上；所述的摆臂减速器143通过螺钉固定安装在车架11的下方，且与前驱动轮141通过可滑移式双万向节联轴器145相连接；所述的摆臂电机144用于驱动履带摆臂13实现上下摆动，且摆臂电机144通过螺钉固定安装在摆臂减速器143的后端，所述的摆臂电机144的输出轴与置于摆臂减速器143的输入孔内且与摆臂减速器143的输入孔通过平键相连接。所述的前驱动装置142包括前驱动电机1421、主动带轮1422、传动带1423、从动带轮1424和前电机架1425。其中，所述的前电机架1425通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置12的前板簧122上，所述的前驱动电机1421通过螺钉固定安装在前电机架1425上，为主动带轮1422的旋转及前驱动轮141的行走提供动力；所述的主动带轮1422固定安装在前驱动电机1421的传动轴上，且与前驱动电机1421的传动轴通过平键相连接；所述的从动带轮1424固定安装在前驱动轮传动轴1411上，且与前驱动轮传动轴1411通过销轴相连接；所述的主动带轮1422与从动带轮1424通过传动带1423相连接，所述的传动带1423与主动带轮1422、从动带轮1424同时保持啮合；所述的传动带1423采用同步齿形带，所述的主动带轮1422、从动带轮1424均采用同步齿形带轮。所述的后驱动轮系16包括后驱动轮161、后驱动电机162和后电机架163。其中，后驱动轮161和后电机架163均通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置12的后板簧128上；所述的后驱动电机162通过螺钉固定安装在后电机架163上，为后驱动轮161的行走提供动力，且后驱动电机162的输出轴与后驱动轮161的输入轴孔通过平键相连接。所述的摆臂减速器143采用双输出行星齿轮减速器。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述的履带摆臂13包括摆臂架131、主动履带轮132、摆臂轴133、履带134、从动履带轮135、张紧器136、阶梯轴套137和从动履带轮支撑轴138。其中，所述的主动履带轮132通过销轴固定安装在前驱动轮传动轴1411的外侧端，且与前驱动轮141、摆臂轴133保持同轴；所述的摆臂轴133固定安装在前驱动轮传动轴1411内，且与前驱动轮传动轴1411通过轴承相连接；所述的摆臂架131的后端通过阶梯轴套137和螺钉固定安装在摆臂轴133的外侧端，且与阶梯轴套137通过螺钉相连接，所述的阶梯轴套137与摆臂轴133通过平键相连接；所述的从动履带轮135固定安装在摆臂架131的前端，且与从动带轮支撑轴138通过轴承相连接，所述的从动履带轮支撑轴138与摆臂架131通过张紧器136相连接；所述的履带134套装在主动履带轮132和从动履带轮135上，且同时与主动履带轮132、从动履带轮135保持啮合；所述的张紧器136固定安装在摆臂架131上。所述的从动履带轮支撑轴138的两端设有削扁平面，且置于摆臂架131前端的长腰型孔1311内；所述的前驱动轮传动轴1411为空心轴。摆臂电机144的转动动力通过摆臂减速器143、可滑移式双万向节联轴器145传递给摆臂轴133，进而驱动摆臂架131、履带134和从动履带轮135实现上下摆动。

如图1和图8所示，所述的夹持手爪6包括手爪体61、驱动缸62、过渡杆63、外连杆64、内连杆65和夹爪66。其中，所述的手爪体61的上端通过螺钉固定安装在左臂4的下端，所述的驱动缸62置于手爪体61内，用于驱动夹爪66实现张开或闭合功能，且驱动缸62的上端固定安装在手爪体61的上端，驱动缸62的下端与内连杆65通过铰链相连接；所述的过渡杆63的两端分别与手爪体61、外连杆64通过铰链相连接，所述的外连杆64的下端与夹爪66的上端通过铰链相连接，所述的内连杆65的上端与手爪体61通过铰链相连接，内连杆65的下端与夹爪66的中上部通过铰链相连；在所述的夹爪66的内侧面上设有扩展夹板661，且在所述的扩展夹板661的内侧设有齿状防滑橡胶层，用于增加夹爪66与目标物之间的摩擦力。

如图1和图9所示，所述的破碎剪7包括破碎架71、破碎缸72、传力杆73和剪刀74。其中，所述的破碎架71的上端通过螺钉固定安装在右臂5的下端；两个破碎缸72对称布置在破碎架71的两侧，用于驱动剪刀74实现张开或闭合剪切；所述的破碎缸72的上端与破碎架71通过铰链相连接，破碎缸72的下端与传力杆73的上端通过铰链相连接；所述的剪刀74数量为二，且两个剪刀74的上端同轴固定安装在破碎架71上，且与破碎架71通过铰链相连接，所述的传力杆73的下端与剪刀74通过铰链相连接。

如图1和图2所示，在所述的控制器18内设有数据采集卡，所述的双目视觉系统8与车架11内的电源17、控制器18内的数据采集卡分别通过电源线和数据线相连接，所述的测距传感器112与数据采集卡通过数据线相连接，所述的双目视觉系统8设有LED照明光源。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述的前驱动电机1421、后驱动电机162和摆臂电机144均采用防爆型伺服减速电机或伺服液压马达。

如图1、图8和图9所示，所述的驱动缸62和所述的破碎缸72均采用液压缸。

如图1、图2、图3和图6所示，所述的浮动悬挂装置12可提高前驱动轮141、支撑轮15、后驱动轮161对复杂地形环境的适应能力，确保前驱动轮141、支撑轮15、后驱动轮161始终与地面保持接触，实现良好的支撑。

使用时，如果本发明在移动平台1的驱动下实现在煤矿井下执行日程巡检和清障任务，双目视觉系统8可将工作现场或目标物的图像传回地面控制中心。当本发明执行清障任务时，需要左臂4和右臂5协同配合完成。工作环境中的自主导航、防碰撞和图像识别等功能主要通过测距传感器112、双目视觉系统8及采集卡、控制器18来实现。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”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。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，包括移动平台、回转装置、机身、左臂、右臂、夹持手爪、破碎剪和双目视觉系统，其特征在于：所述的移动平台包括车架、浮动悬挂装置、履带摆臂、前驱动轮系、支撑轮、后驱动轮系、电源、控制器和小型液压泵站，电源和控制器固定安装在车架的前端，所述的小型液压泵站固定安装在车架的后端，所述的回转装置的下端通过螺钉固定安装在车架的中后端，两组浮动悬挂装置通过螺栓对称固定安装在车架的下方两侧，在所述的车架的顶部设有防护罩，在所述的防护罩的前端顶部设有载物台，在所述的防护罩的前侧面、左侧面和右侧面均设有测距传感器；前驱动轮系、支撑轮、后驱动轮系通过浮动悬挂装置固定安装在车架的下方，且所述的支撑轮位于前驱动轮系和后驱动轮系之间，所述的履带摆臂固定安装在前驱动轮系的外侧；所述的机身下端通过螺钉固定安装在回转装置的顶部，所述的双目视觉系统通过螺钉固定安装在机身的顶部；左臂和右臂的上端分别固定安装在机身肩部的左侧与右侧，所述的夹持手爪的顶部通过螺钉固定安装在左臂的下端，所述的破碎剪的顶部通过螺钉固定安装在右臂的下端；双目视觉系统、测距传感器、回转装置、左臂和右臂分别通过线缆与电源、控制器相连接，夹持手爪和破碎剪通过管路与小型液压泵站相连接；左臂和右臂均采用驱控一体式六自由度机械臂；

所述的浮动悬挂装置包括前连接座、前板簧、Y型摆杆、中板簧、V型摆杆、中间连接座、连杆、后板簧和后连接座，在一个浮动悬挂装置中的中间连接座的数量为二，连杆的数量为三；前连接座、中间连接座和后连接座均通过螺栓固定安装在车架上，所述的前板簧的前端与前连接座通过铰链相连接，前板簧的后端通过连杆与Y型摆杆的前端相连接；所述的Y型摆杆的中部与位于前端的中间连接座通过铰链相连接，所述的Y型摆杆的后端与中板簧的前端通过铰链相连接，中板簧的后端与V型摆杆的前端通过连杆相连接；所述的V型摆杆的中部与位于后端的中间连接座通过铰链相连接，V型摆杆的后端通过连杆与后板簧的前端相连接；所述的后板簧的后端与后连接座通过铰链相连接；

所述的前驱动轮系包括前驱动轮、前驱动装置、摆臂减速器和摆臂电机，所述的前驱动轮和前驱动装置均通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置上；所述的摆臂减速器通过螺钉固定安装在车架的下方，且与前驱动轮通过可滑移式双万向节联轴器相连接；所述的摆臂电机通过螺钉固定安装在摆臂减速器的后端，所述的摆臂电机的输出轴与置于摆臂减速器的输入孔内且与摆臂减速器的输入孔通过平键相连接；

所述的前驱动装置包括前驱动电机、主动带轮、传动带、从动带轮和前电机架，所述的前电机架通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置的前板簧上，所述的前驱动电机通过螺钉固定安装在前电机架上；所述的主动带轮固定安装在前驱动电机的传动轴上，且与前驱动电机的传动轴通过平键相连接；所述的从动带轮固定安装在前驱动轮传动轴上，且与前驱动轮传动轴通过销轴相连接；所述的主动带轮与从动带轮通过传动带相连接，所述的传动带与主动带轮、从动带轮同时保持啮合；所述的传动带采用同步齿形带，所述的主动带轮、从动带轮均采用同步齿形带轮；

所述的后驱动轮系包括后驱动轮、后驱动电机和后电机架，后驱动轮和后电机架均通过螺钉固定安装在浮动悬挂装置的后板簧上，所述的后驱动电机通过螺钉固定安装在后电机架上，且后驱动电机的输出轴与后驱动轮的输入轴孔通过平键相连接；

所述的履带摆臂包括摆臂架、主动履带轮、摆臂轴、履带、从动履带轮、张紧器、阶梯轴套和从动带轮支撑轴，所述的主动履带轮通过销轴固定安装在前驱动轮传动轴的外侧端，且与前驱动轮、摆臂轴保持同轴；所述的摆臂轴固定安装在前驱动轮传动轴内，且与前驱动轮传动轴通过轴承相连接；所述的摆臂架的后端通过阶梯轴套和螺钉固定安装在摆臂轴的外侧端，且与阶梯轴套通过螺钉相连接，所述的阶梯轴套与摆臂轴通过平键相连接；所述的从动履带轮固定安装在摆臂架的前端，且与从动带轮支撑轴通过轴承相连接，所述的从动履带轮支撑轴与摆臂架通过张紧器相连接；所述的履带套装在主动履带轮和从动履带轮上，且同时与主动履带轮、从动履带轮保持啮合；所述的张紧器固定安装在摆臂架上，所述的从动履带轮支撑轴的两端设有削扁平面，且置于摆臂架前端的长腰型孔内；

所述的夹持手爪包括手爪体、驱动缸、过渡杆、外连杆、内连杆和夹爪，所述的手爪体的上端通过螺钉固定安装在左臂的下端，所述的驱动缸置于手爪体内，且驱动缸的上端固定安装在手爪体的上端，驱动缸的下端与内连杆通过铰链相连接；所述的过渡杆的两端分别与手爪体、外连杆通过铰链相连接，所述的外连杆的下端与夹爪的上端通过铰链相连接，所述的内连杆的上端与手爪体通过铰链相连接，内连杆的下端与夹爪的中上部通过铰链相连；在所述的夹爪的内侧面上设有扩展夹板，且在所述的扩展夹板的内侧设有齿状防滑橡胶层；

所述的破碎剪包括破碎架、破碎缸、传力杆和剪刀，所述的破碎架的上端通过螺钉固定安装在右臂的下端；两个破碎缸对称布置在破碎架的两侧，所述的破碎缸的上端与破碎架通过铰链相连接，破碎缸的下端与传力杆的上端通过铰链相连接；所述的剪刀数量为二，且两个剪刀的上端同轴固定安装在破碎架上，且与破碎架通过铰链相连接，所述的传力杆的下端与剪刀通过铰链相连接；

在所述的控制器内设有数据采集卡，所述的双目视觉系统与车架内的电源、控制器内的数据采集卡分别通过电源线和数据线相连接，所述的测距传感器与数据采集卡通过数据线相连接，所述的双目视觉系统设有LED照明光源。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，其特征在于：所述的前驱动电机、后驱动电机和摆臂电机均采用防爆型伺服减速电机或伺服液压马达；所述的驱动缸采用气缸或液压缸，所述的破碎缸采用液压缸或防爆电动推杆。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，其特征在于：所述的前驱动轮传动轴为空心轴。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下轮履复合式巡检清障机器人，其特征在于：所述的摆臂减速器采用双输出行星齿轮减速器。

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