CN208870588U - 一种采矿机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一种采矿机器人，包括下盘体，下盘体底部设有多个履带轮；所述下盘体的顶部连接有上盘体，上盘体的两端设有连杆机构，连杆机构连接有液压冲击机构，液压冲击机构的输出端连接有冲头；上盘体前部设有勾爪，上盘体的上面设有支撑杆，支撑杆上设有支撑架，支撑架上设有主动轴和从动轴，支撑架的侧方设有第二驱动电机，第二驱动电机的电机轴连接有减速器，减速器的输出端与主动轴相连，主动轴和从动轴上设有传送带，传送带的表面设有若干组连接板，每组连接板的内侧均设有运输斗；上盘体上还设有无线收发器。本实用新型能远程控制挖煤，保护了人的生命安全，并且本实用新型还能代替人在空间狭小和地面崎岖的地方工作，人力成本低且效率高。

Description

一种采矿机器人

技术领域

本实用新型涉及一种矿山机械，特别是一种针对煤矿的采矿机器人。

背景技术

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。虽然目前有很多采矿机械，但是地底煤矿施工区还是经常有事故发生。在很多地底煤矿开采区都存在危险，例如瓦斯和高密度灰尘等，都会直接或间接影响施工人员的生命安全。并且在许多地底施工区内，其环境时而空间狭小，时而隧道地面崎岖，十分不适合大型挖煤机的作业，因此很多时候都采用人工挖矿的方式，人力成本高且效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种采矿机器人。本实用新型能远程控制挖煤，保护了人的生命安全，并且本实用新型还能代替人在空间狭小和地面崎岖的地方工作，人力成本低且效率高。

本实用新型的技术方案：一种采矿机器人，包括下盘体，下盘体底部设有底盘，底盘的侧面设有若干固定块，每个固定块均连接有一个连接杆，每个连接杆的末端均设有固定架，每个固定架均连接有履带轮；所述的固定架上设有第一驱动电机，第一驱动电机的电机轴与履带轮相连；所述的下盘体的顶部连接有上盘体，上盘体的两端设有连杆机构，连杆机构连接有液压冲击机构，液压冲击机构的输出端连接有冲头；所述的上盘体前部设有勾爪；所述上盘体的上面设有支撑杆，支撑杆上设有支撑架，支撑架的两端分别设有第一连接件和第二连接件，第一连接件上设有主动轴，第二连接件上设有从动轴，支撑架的侧方设有第二驱动电机，第二驱动电机的电机轴连接有减速器，减速器的输出端与主动轴相连；所述的主动轴和从动轴上设有传送带，传送带的表面设有若干组连接板，每组连接板的内侧均设有运输斗；所述的上盘体上还设有无线收发器。

前述的一种采矿机器人中，所述的上面板上设有控制器，第一驱动电机、第二驱动电机和无线收发器与控制器相连。

前述的一种采矿机器人中，所述的固定块与固定架之间设有液压缓冲阻尼支撑杆。

前述的一种采矿机器人中，所述的底盘上设有电机座，电机座的顶部与下盘体的底部相连，电机座上设有第三驱动电机，第三驱动电机的电机轴贯穿下盘体与上盘体相连，第三驱动电机与控制器相连。

前述的一种采矿机器人中，所述的下盘体的顶部设有环状凹槽，上盘体的底部设有与环状凹槽相配合的支杆。

前述的一种采矿机器人中，所述的连杆机构包括设置在上盘体上的底座，底座连接有第一机械臂，第一机械臂的末端铰接有第二机械臂，第二机械臂的底部设有第一横杆，第一横杆上铰接有第一环套，第一机械臂的底部设有第一气缸，第一气缸的输出端固定在第一环套上；所述的第二机械臂的末端连接有第三机械臂，第三机械臂的底部设有第二横杆，第二横杆上铰接有第二环套，第二机械臂的顶部设有第二气缸，第二气缸的输出端固定在第二环套上；第一气缸和第二气缸与控制器相连。

前述的一种采矿机器人中，所述的液压冲击机构包括设置在第三机械臂上的液压缸，所述的液压缸包括缸体，缸体内部依次设有氮气室和油腔，缸体内部还设有推杆，推杆将油腔分隔成左腔和右腔，推杆的左端部伸入氮气室，推杆的右端部伸入冲击腔；所述的缸体的右侧设有导向孔，导向孔与冲击腔相连通；所述的冲头设置在导向孔内，冲头的左端部伸入冲击腔，冲头的侧面设有第一滑槽，导向孔的孔壁上设有与第一滑槽相配合的限位块；所述的液压缸连接有电磁换向阀，电磁换向阀的A口与液压缸的左腔相连，电磁换向阀的B口与液压缸的右腔相连，电磁换向阀的T口连接有油箱，电磁换向阀的P口连接有单向节流阀，单向节流阀连接有油泵，油泵连接油箱；所述的单向节流阀和油泵之间还设有安全阀，安全阀连接油箱；液压冲击机构与控制器相连。

前述的一种采矿机器人中，所述上盘体的前部铰接有第三气缸，第三气缸与控制器相连，第三气缸的输出端与勾爪的侧面相铰接；所述勾爪的开口处设有锯齿条。

前述的一种采矿机器人中，所述的上盘体上设有两个伸缩杆，两个伸缩杆的顶端与支撑架的底部相铰接，两个伸缩杆的中间设有横梁；所述的上盘体上还设有第四气缸，第四气缸与控制器相连，第四气缸的输出端设有球铰接头，球铰接头设置在支撑架的底部，支撑架的底面设有第二滑槽，球铰接头上设有与第二滑槽相配合的凸条。

前述的一种采矿机器人中，所述的支撑架上设有第三连接件，第三连接件的底部设有导向板。

前述的一种采矿机器人中，所述的上盘体上设有长杆，长杆的顶端设有摄像头，摄像头与无线收发器相连。

与现有技术相比，本实用新型的下盘体底部设有多个履带轮，能适应地面崎岖的环境。所述的下盘体的顶部连接有上盘体，上盘体的两端设有连杆机构，连杆机构连接有液压冲击机构，液压冲击机构的输出端连接有冲头，冲头能够冲击并破碎煤矿。所述的上盘体前部设有勾爪，勾爪用于承接打碎之后的煤矿。所述上盘体的上面设有支撑杆，支撑杆上设有支撑架，支撑架的两端分别设有第一连接件和第二连接件，第一连接件上设有主动轴，第二连接件上设有从动轴，支撑架的侧方设有第二驱动电机，第二驱动电机的电机轴连接有减速器，减速器的输出端与主动轴相连。所述的主动轴和从动轴上设有传送带，传送带的表面设有若干组连接板，每组连接板的内侧均设有运输斗，通过运输斗运输勾爪内的煤矿。上盘体上还设有无线收发器，无线收发器用于接收远程信号。本实用新型整体体积较小，因此，本实用新型能远程控制挖煤，保护了人的生命安全，并且本实用新型还能代替人在空间狭小和地面崎岖的地方工作，人力成本低且效率高。

本实用新型的固定块与固定架之间设有液压缓冲阻尼支撑杆，液压缓冲阻尼支撑杆用于在本实用新型崎岖路面上行驶时对底盘进行支撑和减震。

本实用新型的底盘上设有电机座，电机座的顶部与下盘体的底部相连，电机座上设有第三驱动电机，第三驱动电机的电机轴贯穿下盘体与上盘体相连，第三驱动电机与控制器相连。通过控制第三驱动电机能对上盘体进旋转，方便本实用新型换方向施工。

本实用新型的所述的下盘体的顶部设有环状凹槽，上盘体的底部设有与环状凹槽相配合的支杆。支杆能在环状凹槽内滑动，并且支杆具有辅助支撑上盘体的作用，能保持整体平衡，使本实用新型在工作时更加稳定。

本实用新型的液压冲击机构包括设置在第三机械臂上的液压缸，所述的液压缸包括缸体，缸体内部依次设有氮气室和油腔，缸体内部还设有推杆，推杆将油腔分隔成左腔和右腔，推杆的左端部伸入氮气室，氮气室的作用是用于制造高压环境，加速推动推杆伸出。推杆的右端部伸入冲击腔。所述的缸体的右侧设有导向孔，导向孔与冲击腔相连通。所述的冲头设置在导向孔内，冲头的左端部伸入冲击腔，冲头的侧面设有第一滑槽，导向孔的孔壁上设有与第一滑槽相配合的限位块。第一滑槽和限位块的配合起到对冲头限位的作用。

本实用新型的上盘体的前部铰接有第三气缸，第三气缸与控制器相连，第三气缸的输出端与勾爪的侧面相铰接，通过控制第三气缸能实现勾爪的旋转动作。所述勾爪的开口处设有锯齿条，方便勾爪挖取底面上的碎屑。

本实用新型的上盘体上设有两个伸缩杆，两个伸缩杆的顶端与支撑架的底部相铰接，两个伸缩杆的中间设有横梁。所述的上盘体上还设有第四气缸，第四气缸与控制器相连，第四气缸的输出端设有球铰接头，球铰接头设置在支撑架的底部，支撑架的底面设有第二滑槽，球铰接头上设有与第二滑槽相配合的凸条。这种设计方便对支撑架的高度进行调节，以适应在具有坡度的底面工作。

本实用新型的支撑架上设有第三连接件，第三连接件的底部设有导向板。导向板用于将运输斗中的煤矿引导到矿车里。

本实用新型的上盘体上设有长杆，长杆的顶端设有摄像头，摄像头与无线收发器相连。摄像头将拍摄到的图像通过无线收发器传送给远程控制端，方面人查看施工地形。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的侧视图；

图4是下盘体的结构示意图；

图5是连杆机构的结构示意图；

图6是连杆机构的底部结构示意图；

图7是球铰接头与支撑架的配合结构示意图；

图8是液压冲击机构的液压系统油路示意图。

附图中的标记为：1-下盘体，2-上盘体，3-底盘，4-固定块，5-第一驱动电机，6-液压缓冲阻尼支撑杆，7-连接杆，8-固定架，9-履带轮，10-电机座，11-第三驱动电机，12-连杆机构，13-液压冲击机构，14-液压缸，15-冲头，16-支撑杆，17-支撑架，18-运输斗，19-传送带，20-连接板，21-主动轴，22-第一连接件，23-第三连接件，24-导向板，25-伸缩杆，26-第四气缸，27-横梁，28-长杆，29-摄像头，30-第二连接件，31-从动轴,32-勾爪，33-锯齿条，34-第二驱动电机，35-减速器，36-球铰接头，37-控制器，38-第三气缸，39-支杆，40-无线收发器，41-底座，42-第一机械臂，43-第二机械臂，44-第三机械臂，45-第二环套，46-第二横杆，47-第二气缸，48-第一环套，49-第一横杆，50-第一气缸，51-凸条，52-第二滑槽，53-油箱，54-油泵，55-安全阀，56-单向节流阀，57-电磁换向阀，58-缸体，59-氮气室，60-左腔，61-推杆，62-右腔，63-油腔，64-冲击腔,65-第一滑槽，66-限位块，67-导向孔，68-环状凹槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：一种采矿机器人，构成如附图1-8所示，包括下盘体1，下盘体1可采用不锈钢材料，下盘体1底部设有底盘3，底盘3的侧面设有四个固定块4，每个固定块4均连接有一个连接杆7，每个连接杆7的末端均设有固定架8，所述的固定块4与固定架8之间设有液压缓冲阻尼支撑杆6，液压缓冲阻尼支撑杆6用于在本实用新型崎岖路面上行驶时对底盘3进行支撑和减震。每个固定架8均连接有履带轮9，设计四个履带轮9有利于采矿机器人在崎岖的地面上移动，也有利于采矿机器人爬坡和下坡，在移动时的平衡度更好。所述的固定架8上设有第一驱动电机5，第一驱动电机5的电机轴与履带轮9相连。所述的下盘体1的顶部连接有上盘体2，底盘3上设有电机座10，电机座10的顶部与下盘体1的底部相连，电机座10上设有第三驱动电机11，第三驱动电机11的电机轴贯穿下盘体1与上盘体2相连，第三驱动电机11能使上盘体2旋转，方便变换方向施工。所述的下盘体1的顶部设有环状凹槽68，上盘体2的底部设有与环状凹槽68相配合的支杆39，支杆39能在环状凹槽68内滑动，并且支杆39具有辅助支撑上盘体2的作用，能保持整体平衡，使本实用新型在工作时更加稳定。上盘体2的两端设有连杆机构12，连杆机构12连接有液压冲击机构13，液压冲击机构13的输出端连接有冲头15，冲头15可采用高锰钢材料。所述的上盘体2前部铰接有勾爪32，勾爪32的开口处设有锯齿条33,方便勾爪32挖取底面上的碎屑。上盘体2的前部铰接有第三气缸38，第三气缸38的输出端与勾爪32的侧面相铰接，通过铰接第三气缸38能实现勾爪32的旋转动作。所述上盘体2的上面设有支撑杆16，支撑杆16上设有支撑架17，支撑架17的两端分别设有第一连接件22和第二连接件30，第一连接件22上设有主动轴21，第二连接件30上设有从动轴31，支撑架17的侧方设有第二驱动电机34，第二驱动电机34的电机轴连接有减速器35，减速器35的输出端与主动轴21相连，通过减速器35稳定第二驱动电机34的输出，增加转矩并减低速度。所述的主动轴21和从动轴31上设有传送带19，传送带19的表面设有若干组连接板20，每组连接板20的内侧均设有运输斗18，运输斗18的两侧经螺栓固定在连接板20上。所述的支撑架17上设有第三连接件23，第三连接件23的底部设有导向板24，导向板24用于将运输斗18中的煤矿引导到矿车里。所述的上盘体2上设有两个伸缩杆25，两个伸缩杆25的顶端与支撑架17的底部相铰接，两个伸缩杆25的中间设有横梁27。所述的上盘体2上还设有第四气缸26，第四气缸26的输出端设有球铰接头36，球铰接头36设置在支撑架17的底部，支撑架17的底面设有第二滑槽52，球铰接头36上设有与第二滑槽52相配合的凸条51。这种设计方便对支撑架17的高度进行调节，以适应在具有坡度的底面工作。所述上盘体2上还设有控制器37和无线收发器40。第一驱动电机5、第二驱动电机34、第三驱动电机11、第三气缸38、第四气缸26和无线收发器40均与控制器37相连。

所述的上盘体2上设有长杆28，长杆28的顶端设有摄像头29，摄像头29与无线收发器40相连。

如附图5和6所示，所述的连杆机构12包括设置在上盘体2上的底座41，底座41连接有第一机械臂42，第一机械臂42的末端铰接有第二机械臂43，第二机械臂43的底部设有第一横杆49，第一横杆49上铰接有第一环套48，第一机械臂42的底部设有第一气缸50，第一气缸50的输出端固定在第一环套48上。所述的第二机械臂43的末端连接有第三机械臂44，第三机械臂44的底部设有第二横杆46，第二横杆46上铰接有第二环套45，第二机械臂43的顶部设有第二气缸47，第二气缸47的输出端固定在第二环套45上。

如附图1和附图8所示，所述的液压冲击机构13包括设置在第三机械臂44上的液压缸14，所述的液压缸14包括缸体58，缸体58内部依次设有氮气室59和油腔63，氮气室59的作用是用于制造高压环境，加速推动推杆61伸出。缸体58内部还设有推杆61，推杆61将油腔63分隔成左腔60和右腔62，推杆61的左端部伸入氮气室59，推杆61的右端部伸入冲击腔64。所述的缸体58的右侧设有导向孔67，导向孔67与冲击腔64相连通。所述的冲头15设置在导向孔67内，冲头15的左端部伸入冲击腔64，冲头15的侧面设有第一滑槽65，导向孔67的孔壁上设有与第一滑槽65相配合的限位块66，第一滑槽65和限位块66的配合起到对冲头15限位的作用。所述的液压缸14连接有电磁换向阀57，电磁换向阀57的A口与液压缸14的左腔60相连，电磁换向阀57的B口与液压缸14的右腔62相连，电磁换向阀57的T口连接有油箱53，电磁换向阀57的P口连接有单向节流阀56，单向节流阀56连接有油泵54，油泵54连接油箱53。所述的单向节流阀56和油泵54之间还设有安全阀55，安全阀55连接油箱53，安全阀55能控制压力不超过规定值，对人身安全和液压系统的运行起重要保护作用。

工作原理：本实用新型设有四个履带轮9，履带轮9连接第一驱动电机5，通过控制第一驱动电机5即可实现对采矿机器人的前后移动。再通过控制第三驱动电机11将上盘体2旋转到一个合适的位置，控制连杆机构12上的第一气缸50和第二气缸47将液压冲击机构13移动到矿体前，开启油泵54和单向节流阀56，电磁换向阀57的S1线圈通电，电磁换向阀57的P口与B口连通，电磁换向阀57的T口与A口连通，油液进入液压缸14的右腔62，油液将推杆61往左推，这时推杆61的左端部往氮气室59内推进，直至推杆61到达临界位置，氮气室59内的氮气处于绝热高压状态。电磁换向阀57的S2线圈通电，电磁换向阀57的P口与A口连通，电磁换向阀57的T口与B口连通，油液进入液压缸14的左腔60，油液将推杆61往左推，并且此时氮气室59内的高压氮气将推杆61向右压出，使得推杆61有很大的加速度，推杆61高速撞击处于导向孔67内的冲头15，使冲头15撞击矿体，使矿体粉碎，同时冲头15由于撞击又弹回初始位置，以此重复过程来对矿体进行粉碎工作。通过控制第三气缸38控制勾爪32，抓取粉碎的矿体，再控制第二驱动电机34使传送带19开始工作，传送带19上设有运输斗18，传送带19带动运输斗18移动，运输斗18挖取勾爪32内的粉碎矿体，当运输斗18移动到导向板24上方时，运输斗18将粉碎矿体倾倒在导向板24上，粉碎矿体经导向板24滚落至矿车内。

Claims (10)

1.一种采矿机器人，其特征在于：包括下盘体（1），下盘体（1）底部设有底盘（3），底盘（3）的侧面设有若干固定块（4），每个固定块（4）均连接有一个连接杆（7），每个连接杆（7）的末端均设有固定架（8），每个固定架（8）均连接有履带轮（9）；所述的固定架（8）上设有第一驱动电机（5），第一驱动电机（5）的电机轴与履带轮（9）相连；所述的下盘体（1）的顶部连接有上盘体（2），上盘体（2）的两端设有连杆机构（12），连杆机构（12）连接有液压冲击机构（13），液压冲击机构（13）的输出端连接有冲头（15）；所述的上盘体（2）前部设有勾爪（32）；所述上盘体（2）的上面设有支撑杆（16），支撑杆（16）上设有支撑架（17），支撑架（17）的两端分别设有第一连接件（22）和第二连接件（30），第一连接件（22）上设有主动轴（21），第二连接件（30）上设有从动轴（31），支撑架（17）的侧方设有第二驱动电机（34），第二驱动电机（34）的电机轴连接有减速器（35），减速器（35）的输出端与主动轴（21）相连；所述的主动轴（21）和从动轴（31）上设有传送带（19），传送带（19）的表面设有若干组连接板（20），每组连接板（20）的内侧均设有运输斗（18）；所述上盘体（2）上还设有无线收发器（40）。

2.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的固定块（4）与固定架（8）之间设有液压缓冲阻尼支撑杆（6）。

3.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的底盘（3）上设有电机座（10），电机座（10）的顶部与下盘体（1）的底部相连，电机座（10）上设有第三驱动电机（11），第三驱动电机（11）的电机轴贯穿下盘体（1）与上盘体（2）相连。

4.根据权利要求3所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的下盘体（1）的顶部设有环状凹槽（68），上盘体（2）的底部设有与环状凹槽（68）相配合的支杆（39）。

5.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的连杆机构（12）包括设置在上盘体（2）上的底座（41），底座（41）连接有第一机械臂（42），第一机械臂（42）的末端铰接有第二机械臂（43），第二机械臂（43）的底部设有第一横杆（49），第一横杆（49）上铰接有第一环套（48），第一机械臂（42）的底部设有第一气缸（50），第一气缸（50）的输出端固定在第一环套（48）上；所述的第二机械臂（43）的末端连接有第三机械臂（44），第三机械臂（44）的底部设有第二横杆（46），第二横杆（46）上铰接有第二环套（45），第二机械臂（43）的顶部设有第二气缸（47），第二气缸（47）的输出端固定在第二环套（45）上。

6.根据权利要求5所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的液压冲击机构（13）包括设置在第三机械臂（44）上的液压缸（14），所述的液压缸（14）包括缸体（58），缸体（58）内部依次设有氮气室（59）和油腔（63），缸体（58）内部还设有推杆（61），推杆（61）将油腔（63）分隔成左腔（60）和右腔（62），推杆（61）的左端部伸入氮气室（59），推杆（61）的右端部伸入冲击腔（64）；所述的缸体（58）的右侧设有导向孔（67），导向孔（67）与冲击腔（64）相连通；所述的冲头（15）设置在导向孔（67）内，冲头（15）的左端部伸入冲击腔（64），冲头（15）的侧面设有第一滑槽（65），导向孔（67）的孔壁上设有与第一滑槽（65）相配合的限位块（66）；所述的液压缸（14）连接有电磁换向阀（57），电磁换向阀（57）的A口与液压缸（14）的左腔（60）相连，电磁换向阀（57）的B口与液压缸（14）的右腔（62）相连，电磁换向阀（57）的T口连接有油箱（53），电磁换向阀（57）的P口连接有单向节流阀（56），单向节流阀（56）连接有油泵（54），油泵（54）连接油箱（53）；所述的单向节流阀（56）和油泵（54）之间还设有安全阀（55），安全阀（55）连接油箱（53）。

7.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述上盘体（2）的前部铰接有第三气缸（38），第三气缸（38）的输出端与勾爪（32）的侧面相铰接；所述勾爪（32）的开口处设有锯齿条（33）。

8.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的上盘体（2）上设有两个伸缩杆（25），两个伸缩杆（25）的顶端与支撑架（17）的底部相铰接，两个伸缩杆（25）的中间设有横梁（27）；所述的上盘体（2）上还设有第四气缸（26），第四气缸（26）的输出端设有球铰接头（36），球铰接头（36）设置在支撑架（17）的底部，支撑架（17）的底面设有第二滑槽（52），球铰接头（36）上设有与第二滑槽（52）相配合的凸条（51）。

9.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的支撑架（17）上设有第三连接件（23），第三连接件（23）的底部设有导向板（24）。

10.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述的上盘体（2）上设有长杆（28），长杆（28）的顶端设有摄像头（29），摄像头（29）与无线收发器（40）相连。