CN114852111A - 一种煤矿井下用的设备巡查机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种煤矿井下用的设备巡查机器人，包括无线监控摄像头、多节气缸、梁板、监控收放控制组件、驱动轮脱轨组件和移动协调缓冲组件。本申请结构合理，有利于将无线监控摄像头进入矿井内部，且运行的无线监控摄像头对位于矿井内两侧设备进行监测记录巡查，能够将巡检图像数据等传输至监控平台，方便工作人员获悉观察井下设备运行状态，降低煤矿管理人员的巡查工作量和下井危险系数，避免脱轨问题的出现，提高了井下巡查移动的安全性，且移动稳定，保证了无线监控摄像头图像采集状态的平稳性，有利于将无线监控摄像头下降至低于运煤车斗底部位置处，既保证其他设备生产正常进行，又能够灵活收展的进行设备巡查，提高了巡查效率。

Description

一种煤矿井下用的设备巡查机器人

技术领域

本申请涉及煤矿井下应用技术领域，具体是一种煤矿井下用的设备巡查机器人。

背景技术

煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等，煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。

煤矿井下设备多，井道深且分布区域广，增加了矿井管理人员巡查工作量，且井下情况复杂多变，行动也不方便，对人员生命造成的危险系数较大，同时也要躲避移动的运煤设备，这样以来巡查效率也就大大降低。因此，针对上述问题提出一种煤矿井下用的设备巡查机器人。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种煤矿井下用的设备巡查机器人。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种煤矿井下用的设备巡查机器人，包括无线监控摄像头、多节气缸、梁板、J型板、缓冲载块、监控收放控制组件、驱动轮脱轨组件和移动协调缓冲组件，所述无线监控摄像头安装在套筒顶端端面，且套筒内顶部与多节气缸顶端相互连接，所述多节气缸底部安装在梁板顶部中间位置，且梁板两端端面均安装有缓冲载块，所述缓冲载块上设置有移动协调缓冲组件，所述J型板的U型结构空间内安装有驱动轮组，且驱动轮组与位于同一侧的井下铁轨顶部相互滚动接触；

所述监控收放控制组件包括活塞杆和抽排气筒，活塞杆一端通过活塞与抽排气筒内部滑动连接，且抽排气筒通过导气管与多节气缸上对应端口连接，抽排气筒的封闭端与缓冲载块一侧顶部固定连接，活塞杆另一端与L型杆一端相互连接，L型杆中部通过牵动杆与位于丝杠上的螺孔滑块相互连接；

所述驱动轮脱轨组件包括J型板和导向框，J型板的长竖向板一侧侧壁连通安装有导向框，且导向框内与梁板相互滑动接触，导向框一侧框口两侧中部分别与同一侧的两个L型杆另一端相互连接；

所述移动协调缓冲组件包括第一钢珠、短柱、第二钢珠和复位弹簧，短柱外端端面开设有第一衔接槽，且第一衔接槽内滚动衔接有第一钢珠，短柱另一端滑动位于对应的柱槽内，且短柱另一端端面与柱槽槽底之间通过复位弹簧相互弹性连接，第二钢珠滚动衔接在第二衔接槽内，第一钢珠和第二钢珠均与井下铁轨对应结构面相互滚动接触。

进一步地，所述梁板前后面均开设有侧条槽，且侧条槽内均转动安装有丝杠，丝杠一端与位于梁板对应端内部的内置电机连接，梁板中间内部设有安放室。

进一步地，所述安放室内部设置有内置电源、气动控制器、无线传输模块和PLC远程控制模块，且位于安放室内底部的窗口处安装有窗口盖。

进一步地，所述梁板位于两个井下铁轨之间，且井下铁轨截面为工字型状结构，相互平行的两个井下铁轨铺放安装在矿井内，且位于井下铁轨上的运煤车斗等结构底部均始终高于J型板顶部和处于收起状态的无线监控摄像头顶部，

进一步地，所述丝杠中部两侧螺纹面为等长方向螺纹结构，丝杠与对称分布的两个螺孔滑块相互螺纹连接，同一侧的两个螺孔滑块与同一个侧条槽相互滑动连接。

进一步地，所述J型板的长竖向板一侧顶部安装有减速电机，且减速电机的轴杆端与其中一个驱动轮组的轴杆连接，J型板的长竖向板一侧中部开设有条形穿孔。

进一步地，所述抽排气筒为两个一组，且同一侧的两个抽排气筒同向封闭端均穿过同一个条形穿孔。

进一步地，所述第一衔接槽设有六个，且六个第一衔接槽矩阵开设在缓冲载块一侧侧壁上，缓冲载块上下面均等距开设有五个第二衔接槽。

本发明的有益效果是：有利于将无线监控摄像头进入矿井内部，且运行的无线监控摄像头对位于矿井内两侧设备进行监测记录巡查，在无线传输模块下，能够将巡检图像数据等传输至监控平台，方便工作人员获悉观察井下设备运行状态，降低煤矿管理人员的巡查工作量和下井危险系数；

避免脱轨问题的出现，提高了井下巡查移动的安全性，且移动稳定，保证了无线监控摄像头图像采集状态的平稳性，有利于将无线监控摄像头下降至低于运煤车斗底部位置处，为运煤车斗腾出井下铁轨，既保证其他设备生产正常进行，又能够灵活收展的进行设备巡查，提高了巡查效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一种实施例的整体结构的正视图；

图2为本申请一种实施例的整体局部结构的立体图；

图3为本申请一种实施例的移动协调缓冲组件结构示意图；

图4为本申请一种实施例的第一钢珠和复位弹簧连接结构示意图。

图中：1、无线监控摄像头；2、套筒；3、多节气缸；4、梁板；401、侧条槽；402、安放室；5、活塞杆；6、抽排气筒；7、减速电机；8、J型板；801、条形穿孔；9、驱动轮组；10、缓冲载块；10a、第一钢珠；10b、第一衔接槽；10c、短柱；10d、第二钢珠；10e、第二衔接槽；10f、柱槽；10g、复位弹簧；11、导向框；12、牵动杆；13、螺孔滑块；14、L型杆；15、丝杠；16、窗口盖；17、井下铁轨。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1-4所示，一种煤矿井下用的设备巡查机器人，包括无线监控摄像头1、多节气缸3、梁板4、J型板8、缓冲载块10、监控收放控制组件、驱动轮脱轨组件和移动协调缓冲组件，所述无线监控摄像头1安装在套筒2顶端端面，且套筒2内顶部与多节气缸3顶端相互连接，所述多节气缸3底部安装在梁板4顶部中间位置，且梁板4两端端面均安装有缓冲载块10，所述缓冲载块10上设置有移动协调缓冲组件，所述J型板8的U型结构空间内安装有驱动轮组9，且驱动轮组9与位于同一侧的井下铁轨17顶部相互滚动接触；

所述监控收放控制组件包括活塞杆5和抽排气筒6，活塞杆5一端通过活塞与抽排气筒6内部滑动连接，且抽排气筒6通过导气管与多节气缸3上对应端口连接，抽排气筒6的封闭端与缓冲载块10一侧顶部固定连接，活塞杆5另一端与L型杆14一端相互连接，L型杆14中部通过牵动杆12与位于丝杠15上的螺孔滑块13相互连接；

所述驱动轮脱轨组件包括J型板8和导向框11，J型板8的长竖向板一侧侧壁连通安装有导向框11，且导向框11内与梁板4相互滑动接触，导向框11一侧框口两侧中部分别与同一侧的两个L型杆14另一端相互连接；

所述移动协调缓冲组件包括第一钢珠10a、短柱10c、第二钢珠10d和复位弹簧10g，短柱10c外端端面开设有第一衔接槽10b，且第一衔接槽10b内滚动衔接有第一钢珠10a，短柱10c另一端滑动位于对应的柱槽10f内，且短柱10c另一端端面与柱槽10f槽底之间通过复位弹簧10g相互弹性连接，第二钢珠10d滚动衔接在第二衔接槽10e内，第一钢珠10a和第二钢珠10d均与井下铁轨17对应结构面相互滚动接触。

如图2所示，所述梁板4前后面均开设有侧条槽401，且侧条槽401内均转动安装有丝杠15，丝杠15一端与位于梁板4对应端内部的内置电机连接，梁板4中间内部设有安放室402，所述安放室402内部设置有内置电源、气动控制器、无线传输模块和PLC远程控制模块，且位于安放室402内底部的窗口处安装有窗口盖16，能够使整体设备具备远程控制及图像数据传输的功能。

如图1和2所示，所述梁板4位于两个井下铁轨17之间，且井下铁轨17截面为工字型状结构，相互平行的两个井下铁轨17铺放安装在矿井内，且位于井下铁轨17上的运煤车斗等结构底部均始终高于J型板8顶部和处于收起状态的无线监控摄像头1顶部，能够保证缓冲载块10经过与井下铁轨17一侧匹配衔接，同时对J型板8及下降的无线监控摄像头1的最低位置高度限制，为了避免对运煤车斗等移动造成障碍。

如图1所示，所述丝杠15中部两侧螺纹面为等长方向螺纹结构，丝杠15与对称分布的两个螺孔滑块13相互螺纹连接，同一侧的两个螺孔滑块13与同一个侧条槽401相互滑动连接，能够将丝杠15上的两个螺孔滑块13在不同螺纹结构面上进行对向移动或背向移动。

如图2所示，所述J型板8的长竖向板一侧顶部安装有减速电机7，且减速电机7的轴杆端与其中一个驱动轮组9的轴杆连接，J型板8的长竖向板一侧中部开设有条形穿孔801，所述抽排气筒6为两个一组，且同一侧的两个抽排气筒6同向封闭端均穿过同一个条形穿孔801，能够保证与缓冲载块10连接的抽排气筒6静止不动，且不影响J型板8的移动。

如图3和4所示，所述第一衔接槽10b设有六个，且六个第一衔接槽10b矩阵开设在缓冲载块10一侧侧壁上，缓冲载块10上下面均等距开设有五个第二衔接槽10e，有助于滚动衔接安装相应的钢珠。

本申请在使用时，首先将无线监控摄像头1通过导线分别与内置电源电性连接、无线传输模块电性连接及PLC远程控制模块电性连接，同时将无线传输模块及PLC远程控制模块通过5G网络与外置监控平台联网，起到远程观察操作的作用，无线监控摄像头1自备现有技术中的观察方向调整转动结构，再将梁板4两端的缓冲载块10经第一钢珠10a及第二钢珠10d与对应一侧的井下铁轨17一侧的U型内侧壁滚动接触，再将驱动轮组9与井下铁轨17顶部表面接触，最后在PLC远程控制模块控制下进行多次调试，待相应数据调试正常后下井使用；

如下运行均在PLC远程控制模块控制进行：

通过减速电机7带动J型板8上的驱动轮组9在井下铁轨17上匀速移动，有利于将无线监控摄像头1进入矿井内部，且运行的无线监控摄像头1对位于矿井内两侧设备进行监测记录巡查，在5G网络及无线传输模块下，能够将巡检图像数据等传输至监控平台，方便工作人员获悉观察井下设备运行状态；

当下井移动至转弯处时，首先减速电机7低速运动，保证缓速经过转弯处，若右转弯时，则在离心力及同侧的复位弹簧10g作用下位于右侧缓冲载块10上的第一钢珠10a始终与右侧井下铁轨17对应部位滚动接触，而左侧的短柱10c从对应的柱槽10f伸出，使得左侧的第一钢珠10a与左侧井下铁轨17对应部位始终滚动接触，避免脱轨问题的出现，提高了井下巡查移动的安全性，且移动稳定，保证了无线监控摄像头1图像采集状态的平稳性，降低煤矿管理人员的巡查工作量和下井危险系数；

当井下铁轨17上的运煤车斗向无线监控摄像头1迎来且梁板4静止不动时，位于梁板4一端内部的两个内置电机运行带动对应的丝杠15转动，使得同一组对称分布的两个螺孔滑块13对向移动，达到带动经牵动杆12连接的L型杆14向内侧一端移动的效果，能够将分别与L型杆14两端的导向框11和活塞杆5同步向内侧移动；

在移动的导向框11作用下，将相连的J型板8向内侧移动，使得驱动轮组9与对应的井下铁轨17顶部脱离并移至梁板4中部一侧，在移动的活塞杆5作用下，将对抽排气筒6内部进行抽气，在内置气动控制器作用下，能够将多节气缸3中的气体抽排至抽排气筒6内，达到将多节气缸3进行收缩的效果，有利于将无线监控摄像头1下降至低于运煤车斗底部位置处，为运煤车斗腾出井下铁轨，既保证其他设备生产正常进行，又能够灵活收展的进行设备巡查，提高了巡查效率；

待上述运煤车斗驶过后，驱动轮组9和无线监控摄像头1恢复初始状态，继续移动巡查。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：包括无线监控摄像头(1)、多节气缸(3)、梁板(4)、J型板(8)、缓冲载块(10)、监控收放控制组件、驱动轮脱轨组件和移动协调缓冲组件，所述无线监控摄像头(1)安装在套筒(2)顶端端面，且套筒(2)内顶部与多节气缸(3)顶端相互连接，所述多节气缸(3)底部安装在梁板(4)顶部中间位置，且梁板(4)两端端面均安装有缓冲载块(10)，所述缓冲载块(10)上设置有移动协调缓冲组件，所述J型板(8)的U型结构空间内安装有驱动轮组(9)，且驱动轮组(9)与位于同一侧的井下铁轨(17)顶部相互滚动接触；

所述监控收放控制组件包括活塞杆(5)和抽排气筒(6)，活塞杆(5)一端通过活塞与抽排气筒(6)内部滑动连接，且抽排气筒(6)通过导气管与多节气缸(3)上对应端口连接，抽排气筒(6)的封闭端与缓冲载块(10)一侧顶部固定连接，活塞杆(5)另一端与L型杆(14)一端相互连接，L型杆(14)中部通过牵动杆(12)与位于丝杠(15)上的螺孔滑块(13)相互连接；

所述驱动轮脱轨组件包括J型板(8)和导向框(11)，J型板(8)的长竖向板一侧侧壁连通安装有导向框(11)，且导向框(11)内与梁板(4)相互滑动接触，导向框(11)一侧框口两侧中部分别与同一侧的两个L型杆(14)另一端相互连接；

所述移动协调缓冲组件包括第一钢珠(10a)、短柱(10c)、第二钢珠(10d)和复位弹簧(10g)，短柱(10c)外端端面开设有第一衔接槽(10b)，且第一衔接槽(10b)内滚动衔接有第一钢珠(10a)，短柱(10c)另一端滑动位于对应的柱槽(10f)内，且短柱(10c)另一端端面与柱槽(10f)槽底之间通过复位弹簧(10g)相互弹性连接，第二钢珠(10d)滚动衔接在第二衔接槽(10e)内，第一钢珠(10a)和第二钢珠(10d)均与井下铁轨(17)对应结构面相互滚动接触。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述梁板(4)前后面均开设有侧条槽(401)，且侧条槽(401)内均转动安装有丝杠(15)，丝杠(15)一端与位于梁板(4)对应端内部的内置电机连接，梁板(4)中间内部设有安放室(402)。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述安放室(402)内部设置有内置电源、气动控制器、无线传输模块和PLC远程控制模块，且位于安放室(402)内底部的窗口处安装有窗口盖(16)。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述梁板(4)位于两个井下铁轨(17)之间，且井下铁轨(17)截面为工字型状结构，相互平行的两个井下铁轨(17)铺放安装在矿井内，且位于井下铁轨(17)上的运煤车斗等结构底部均始终高于J型板(8)顶部和处于收起状态的无线监控摄像头(1)顶部。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述丝杠(15)中部两侧螺纹面为等长方向螺纹结构，丝杠(15)与对称分布的两个螺孔滑块(13)相互螺纹连接，同一侧的两个螺孔滑块(13)与同一个侧条槽(401)相互滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述J型板(8)的长竖向板一侧顶部安装有减速电机(7)，且减速电机(7)的轴杆端与其中一个驱动轮组(9)的轴杆连接，J型板(8)的长竖向板一侧中部开设有条形穿孔(801)。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述抽排气筒(6)为两个一组，且同一侧的两个抽排气筒(6)同向封闭端均穿过同一个条形穿孔(801)。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用的设备巡查机器人，其特征在于：所述第一衔接槽(10b)设有六个，且六个第一衔接槽(10b)矩阵开设在缓冲载块(10)一侧侧壁上，缓冲载块(10)上下面均等距开设有五个第二衔接槽(10e)。

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