CN114378842B - 一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，包括驱动装置、巡检装置和轨道，所述驱动装置设置在井筒外，所述轨道沿所述井筒的轴向铺设并固定在井筒内壁上，所述巡检装置滑动连接在所述轨道上，所述井筒的井壁上贯穿设置有穿墙管，所述轨道的上方设置有导向轮，所述轨道的下方设置有缓冲机构，所述巡检装置与所述缓冲机构的位置相对，所述驱动装置上卷绕有钢绳。本发明，通过设置驱动装置，且驱动装置位于井筒外，能够满足安全要求，并通过钢绳拉动巡检装置上下运行，从而实现立井的全面覆盖巡检，解决传统的巡检装置巡航能力较差和无法隔爆的问题；并配合轨道，能使巡检装置平稳、顺畅的进行运行。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿立井检测技术领域。具体地说是一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置。
背景技术
煤矿立井井筒是煤矿重要设施，煤矿立井的特点是井筒深、井筒直径小、井筒内环境复杂，煤矿井筒内往往存在煤尘、瓦斯等可燃易爆成分，遇见明火有爆炸危险，煤矿立井井筒较深，浅的五六百米，深的超千米，井筒往往穿越含水层、流沙层等复杂地质层，井筒在运行期间受复杂地质条件影响，往往会发生井筒出现裂隙、井筒渗水、井筒变形等不安全状态，形成井筒安全隐患，需要及时发现并处理。
目前煤矿立井井筒大都采用人工安全巡检，并且只能在停产检修等特定时间开展，由于井筒环境的特殊性，人工巡检劳动强度大，易发生巡检人员坠落等安全事故，直接威胁巡检人员的安全，况且人工巡检存在着巡检不能全覆盖、巡检不精准等问题；煤矿立井安全巡检也是困扰煤矿安全生产的难题，特别是通风井筒，由于存在甲烷等易爆气体，人工进入检测难度大，且检测设备必须满足本质安全要求。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种便于对井筒进行巡检，安全性高并且巡检覆盖度高的一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，包括驱动装置、巡检装置和轨道，所述驱动装置设置在井筒外，所述轨道沿所述井筒的轴向铺设并固定在井筒内壁上，所述巡检装置滑动连接在所述轨道上，所述井筒的井壁上贯穿设置有穿墙管，所述轨道的上方设置有导向轮，所述轨道的下方设置有缓冲机构，所述巡检装置与所述缓冲机构的位置相对，所述驱动装置上卷绕有钢绳，所述钢绳的一端穿过所述穿墙管并穿入所述井筒内，所述钢绳位于井筒内的一端绕过导向轮后与所述巡检装置的顶端固定连接，所述穿墙管的两端均设置有穿墙密封结构，所述钢绳依次穿过两个所述穿墙密封结构。
上述一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，所述驱动装置包括底座、卷筒、液压制动器和减速机，所述卷筒转动安装在所述底座上，所述液压制动器安装在所述底座的一侧，所述减速机安装在所述底座的另一侧，所述减速机的动力输出端与所述卷筒的第一端驱动连接，所述卷筒的第二端插入所述液压制动器的两个制动块之间，所述减速机的动力输入端上驱动连接有电机，所述液压制动器的进液端上流体导通有液压泵站，所述底座上设置有深度指示器，所述电机的输入端电连接有控制台，所述钢绳的一端卷绕在所述卷筒上。
上述一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，所述井筒的侧壁上固定连接有导向轮固定梁，所述导向轮的中心孔内穿有转轴，所述转轴的端部与所述导向轮固定梁固定连接。
上述一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，所述穿墙密封结构包括密封组件和导轮组件，所述密封组件靠近所述井筒，所述井筒的侧壁上位于所述钢绳的两侧分别固定连接有第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板相对设置；所述密封组件包括第一压板、第二压板、压紧螺栓和密封垫，所述密封垫设置在所述第一压板和所述第二压板之间，且所述密封垫的两侧壁分别与所述第一压板的侧壁和所述第二压板的侧壁贴合，所述第一压板的侧壁分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板固定连接，所述第一压板和所述第二压板的侧壁两端均开设有通孔，所述压紧螺栓穿入所述通孔内，所述第一压板和所述第二压板的两端通过所述压紧螺栓连接，所述第一压板、第二压板和所述密封垫的中部开设有贯通孔，所述钢绳穿过所述第一压板、所述第二压板和所述密封垫的中部的贯通孔，且所述密封垫中部的贯通孔孔壁与所述钢绳表面贴合，所述穿墙管的端部与所述第一压板的侧壁密封贴合。
上述一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，所述导轮组件包括沿所述钢绳的轴线对称设置的上滚轮和下滚轮，所述上滚轮和所述下滚轮的结构相同，所述上滚轮和所述下滚轮均压紧在所述钢绳的表面，所述上滚轮通过支架固定连接有固定板，所述固定板的两端均固定连接有连接杆，所述连接杆上套有第一弹簧，所述第一支撑板和第二支撑板的侧壁上均开设有滑孔，所述连接杆穿过所述滑孔，且所述连接杆远离所述钢绳的一端端部固定连接有限位块，所述第一弹簧的两端分别与固定板和第一支撑板搭接。
上述一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，所述轨道的侧面固定连接有轨道固定架，所述轨道固定架的另一端与所述井筒的侧壁固定连接；相邻两节轨道的端部侧壁上均固定连接有第三压板，相对的所述第三压板通过连接螺栓固定连接。
上述一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，所述缓冲机构包括固定梁和冲击压板，所述固定梁的两端均垂直固定连接有导向杆，所述冲击压板的表面两端均开设有通孔，所述导向杆的另一端穿过所述通孔并固定连接有挡块，所述导向杆上套有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述固定梁的顶部搭接，所述第二弹簧的另一端与所述冲击压板的底部搭接；所述固定梁固定连接在井筒的底部。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1、本发明，通过设置驱动装置，且驱动装置位于井筒外，能够满足安全要求，并通过钢绳拉动巡检装置上下运行，实现立井的全面覆盖巡检，解决传统的巡检装置巡航能力较差和无法隔爆的问题；配合轨道，能使巡检装置平稳、顺畅的运行。
2、本发明，通过密封组件，在实现钢绳能够正常运行的同时，保证井筒内的密封性，通过设置导轮组件，能够防止钢绳偏斜与井壁摩擦或与密封组件侧壁过度的摩擦，能够提高钢绳的寿命并保证密封组件的密封效果。
3、本发明，通过设置缓冲机构，能够对巡检装置起到一定的缓冲作用，从而避免其意外坠落发生事故。
附图说明
图1本发明的正视剖面结构示意图；
图2本发明的俯视结构示意图；
图3本发明中穿墙密封结构的剖面结构示意图；
图4a本发明轨道通过压板连接的正视图；
图4b本发明轨道通过压板连接的侧视图；
图5本发明轨道通过轨道固定架固定在井筒内的示意图；
图6本发明缓冲机构的剖面结构示意图。
图中附图标记表示为：1-电机；2-减速机；3-卷筒；4-钢绳；5-液压制动器；6-底座；7-深度指示器；8-井筒；9-控制台；10-液压泵站；11-穿墙管；12-密封组件；121-第一压板；122-第二压板；123-压紧螺栓；124-密封垫；13-导轮组件；131-上滚轮；132-下滚轮；133-固定板；134-连接杆；135-第一弹簧；14-导向轮；15-轨道；16-巡检装置；17-轨道固定架；18-连接件；19-缓冲机构；20-导向轮固定梁；21-第一支撑板；22-第二支撑板；23-第三压板；24-连接螺栓；25-固定梁；26-导向杆；27-第二弹簧；28-冲击压板。
具体实施方式
本实施例中的煤矿立井机器人绳轨驱动装置，请参阅图1-2，包括驱动装置、巡检装置16和轨道15，所述驱动装置设置在井筒8外，所述轨道15沿所述井筒8的轴向铺设并固定在井筒8内壁上，所述巡检装置16滑动连接在所述轨道15上，巡检装置16可以根据不同的检测需求进行替换，本实施例中选用常规的图像检测设备，所述井筒8的井壁上贯穿设置有穿墙管11，所述轨道15的上方设置有导向轮14，所述井筒8的侧壁上固定连接有导向轮固定梁20，所述导向轮14的中心孔内穿有转轴，所述转轴的端部与所述导向轮固定梁20固定连接，所述轨道15的下方设置有缓冲机构19，所述巡检装置16与所述缓冲机构19的位置相对，所述驱动装置上卷绕有钢绳4，所述钢绳4的一端穿过所述穿墙管11并穿入所述井筒8内，所述钢绳4位于井筒8内的一端绕过导向轮14后与所述巡检装置16的顶端固定连接，所述穿墙管11的两端均设置有穿墙密封结构，所述钢绳4依次穿过两个所述穿墙密封结构；所述驱动装置包括底座6、卷筒3、液压制动器5和减速机2，所述卷筒3转动安装在所述底座6上，所述液压制动器5安装在所述底座6的一侧，所述减速机2安装在所述底座6的另一侧，所述减速机2的动力输出端与所述卷筒3的第一端驱动连接，所述卷筒3的第二端插入所述液压制动器5的两个制动块之间，所述减速机2的动力输入端上驱动连接有电机1，所述液压制动器5的进液端上流体导通有液压泵站10，所述底座6上设置有深度指示器7，所述电机1的输入端电连接有控制台9，所述钢绳4的一端卷绕在所述卷筒3上，通过设置驱动装置，且驱动装置位于井筒8外，能够满足安全要求，并通过钢绳4拉动巡检装置16上下运行，实现立井的全面覆盖巡检，解决传统的巡检装置巡航能力较差和无法隔爆的问题；配合轨道15，能使巡检装置平稳、顺畅的运行。
如图3所示，所述穿墙密封结构包括密封组件12和导轮组件13，所述密封组件12靠近所述井筒8，所述井筒8的侧壁上位于所述钢绳4的两侧分别固定连接有第一支撑板21和第二支撑板22，所述第一支撑板21和所述第二支撑板22相对设置；所述密封组件12包括第一压板121、第二压板122、压紧螺栓123和密封垫124，所述密封垫124设置在所述第一压板121和所述第二压板122之间，且所述密封垫124的两侧壁分别与所述第一压板121的侧壁和所述第二压板122的侧壁贴合，所述第一压板121的侧壁分别与所述第一支撑板21和所述第二支撑板22固定连接，所述第一压板121和所述第二压板122的侧壁两端均开设有通孔，所述压紧螺栓123穿入所述通孔内，所述第一压板121和所述第二压板122的两端通过所述压紧螺栓连接，所述第一压板121、第二压板122和所述密封垫124的中部开设有贯通孔，所述钢绳4穿过所述第一压板121、所述第二压板122和所述密封垫124的中部的贯通孔，且所述密封垫124中部的贯通孔孔壁与所述钢绳4表面贴合，所述穿墙管11的端部与所述第一压板121的侧壁密封贴合，通过密封组件12，在实现钢绳4能够正常运行的同时，保证井筒内的密封性。
所述导轮组件13包括沿所述钢绳4的轴线对称设置的上滚轮131和下滚轮132，所述上滚轮131和所述下滚轮132的结构相同，所述上滚轮131和所述下滚轮132均压紧在所述钢绳4的表面，所述上滚轮131通过支架固定连接有固定板133，所述固定板133的两端均固定连接有连接杆134，所述连接杆134上套有第一弹簧135，所述第一支撑板21和第二支撑板22的侧壁上均开设有滑孔，所述连接杆134穿过所述滑孔，且所述连接杆134远离所述钢绳4的一端端部固定连接有限位块，所述第一弹簧135的两端分别与固定板133和第一支撑板21搭接，通过设置导轮组件13，能够防止钢绳4偏斜与井壁摩擦或与密封组件12侧壁过度的摩擦，能够提高钢绳4的寿命并保证密封组件12的密封效果。
如图5所示，所述轨道15的侧面固定连接有轨道固定架17，所述轨道固定架17的另一端与所述井筒8的侧壁固定连接；如图4a、4b所示，相邻两节轨道15的端部侧壁上均固定连接有第三压板23，相对的所述第三压板23通过连接螺栓24固定连接。
如图6所示，所述缓冲机构19包括固定梁25和冲击压板28，所述固定梁25的两端均垂直固定连接有导向杆26，所述冲击压板28的表面两端均开设有通孔，所述导向杆26的另一端穿过所述通孔并固定连接有挡块，所述导向杆26上套有第二弹簧27，所述第二弹簧27的一端与所述固定梁25的顶部搭接，所述第二弹簧27的另一端与所述冲击压板28的底部搭接；所述固定梁25固定连接在井筒8的底部，通过设置缓冲机构19，能够对巡检装置16起到一定的缓冲作用，从而避免其意外坠落发生事故。
工作原理：驱动装置中，电机1启动后为减速机2提供动力，使减速机2运行，并带动卷筒3的转动，对钢绳4收放，实现巡检装置16的升降；停止时，通过液压泵站10向液压制动器5内提供动力，使液压制动器5的制动块夹紧卷筒3的一端，从而实现停止；
钢绳4穿过导轮组件13时，上滚轮131和下滚轮132能够避免钢绳4过度的偏斜，从而起到限位的作用，避免钢绳4偏斜磨损密封组件12，密封组件12的密封垫124能够贴合钢绳4表面，从而起到密封井筒的作用；
当巡检装置16接触到冲击压板28时，第二弹簧27受到压力收缩，从而起到缓冲的作用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，其特征在于，包括驱动装置、巡检装置（16）和轨道（15），所述驱动装置设置在井筒（8）外，所述轨道（15）沿所述井筒（8）的轴向铺设并固定在井筒（8）内壁上，所述巡检装置（16）滑动连接在所述轨道（15）上，所述井筒（8）的井壁上贯穿设置有穿墙管（11），所述轨道（15）的上方设置有导向轮（14），所述轨道（15）的下方设置有缓冲机构（19），所述巡检装置（16）与所述缓冲机构（19）的位置相对，所述驱动装置上卷绕有钢绳（4），所述钢绳（4）的一端穿过所述穿墙管（11）并穿入所述井筒（8）内，所述钢绳（4）位于井筒（8）内的一端绕过导向轮（14）后与所述巡检装置（16）的顶端固定连接，所述穿墙管（11）的两端均设置有穿墙密封结构，所述钢绳（4）依次穿过两个所述穿墙密封结构；
所述穿墙密封结构包括密封组件（12）和导轮组件（13），所述密封组件（12）靠近所述井筒（8），所述井筒（8）的侧壁上位于所述钢绳（4）的两侧分别固定连接有第一支撑板（21）和第二支撑板（22），所述第一支撑板（21）和所述第二支撑板（22）相对设置；所述密封组件（12）包括第一压板（121）、第二压板（122）、压紧螺栓（123）和密封垫（124），所述密封垫（124）设置在所述第一压板（121）和所述第二压板（122）之间，且所述密封垫（124）的两侧壁分别与所述第一压板（121）的侧壁和所述第二压板（122）的侧壁贴合，所述第一压板（121）的侧壁分别与所述第一支撑板（21）和所述第二支撑板（22）固定连接，所述第一压板（121）和所述第二压板（122）的侧壁两端均开设有通孔，所述压紧螺栓（123）穿入所述通孔内，所述第一压板（121）和所述第二压板（122）的两端通过所述压紧螺栓连接，所述第一压板（121）、第二压板（122）和所述密封垫（124）的中部开设有贯通孔，所述钢绳（4）穿过所述第一压板（121）、所述第二压板（122）和所述密封垫（124）的中部的贯通孔，且所述密封垫（124）中部的贯通孔孔壁与所述钢绳（4）表面贴合，所述穿墙管（11）的端部与所述第一压板（121）的侧壁密封贴合；
所述导轮组件（13）包括沿所述钢绳（4）的轴线对称设置的上滚轮（131）和下滚轮（132），所述上滚轮（131）和所述下滚轮（132）的结构相同，所述上滚轮（131）和所述下滚轮（132）均压紧在所述钢绳（4）的表面；所述上滚轮（131）通过支架固定连接有固定板（133），所述固定板（133）的两端均固定连接有连接杆（134），所述连接杆（134）上套有第一弹簧（135），所述第一支撑板（21）和第二支撑板（22）的侧壁上均开设有滑孔，所述连接杆（134）穿过所述滑孔，且所述连接杆（134）远离所述钢绳（4）的一端端部固定连接有限位块，所述第一弹簧（135）的两端分别与固定板（133）和第一支撑板（21）搭接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括底座（6）、卷筒（3）、液压制动器（5）和减速机（2），所述卷筒（3）转动安装在所述底座（6）上，所述液压制动器（5）安装在所述底座（6）的一侧，所述减速机（2）安装在所述底座（6）的另一侧，所述减速机（2）的动力输出端与所述卷筒（3）的第一端驱动连接，所述卷筒（3）的第二端插入所述液压制动器（5）的两个制动块之间，所述减速机（2）的动力输入端上驱动连接有电机（1），所述液压制动器（5）的进液端上流体导通有液压泵站（10），所述底座（6）上设置有深度指示器（7），所述电机（1）的输入端电连接有控制台（9），所述钢绳（4）的另一端卷绕在所述卷筒（3）上。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，其特征在于，所述井筒（8）的侧壁上固定连接有导向轮固定梁（20），所述导向轮（14）的中心孔内穿有转轴，所述转轴的端部与所述导向轮固定梁（20）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，其特征在于，所述轨道（15）的侧面固定连接有轨道固定架（17），所述轨道固定架（17）的另一端与所述井筒（8）的侧壁固定连接；相邻两节轨道（15）的端部侧壁上均固定连接有第三压板（23），相对的所述第三压板（23）通过连接螺栓（24）固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿立井机器人绳轨驱动装置，其特征在于，所述缓冲机构（19）包括固定梁（25）和冲击压板（28），所述固定梁（25）的两端均垂直固定连接有导向杆（26），所述冲击压板（28）的表面两端均开设有通孔，所述导向杆（26）的另一端穿过所述通孔并固定连接有挡块，所述导向杆（26）上套有第二弹簧（27），所述第二弹簧（27）的一端与所述固定梁（25）的顶部搭接，所述第二弹簧（27）的另一端与所述冲击压板（28）的底部搭接；所述固定梁（25）固定连接在井筒（8）的底部。
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