CN216098954U - 一种轨道式带式输送机巡检机器人 - Google Patents

Abstract

一种轨道式带式输送机巡检机器人，由工字形导轨、机器人壳体、无线充电装置、双目摄像头、RFID阅读器、驱动机构、左右夹紧机构、导向机构、PLC控制器、粉尘传感器、无线发射器和中间连接板组成。通过左右夹紧机构，使驱动轮与轨道紧密的贴合在一起以防止打滑，导向机构负责保证巡检机器人运动方向的稳定性，中间连接板将两侧的机器人壳体连接在一起，双目摄像头用来获取光学图像以及红外图像，PLC控制器用来控制巡检机器人的运动和与上位机进行通讯，无线发射器用作PLC控制器和上位机之间通讯的桥梁，粉尘传感器负责检测周围环境中的粉尘浓度，RFID阅读器配合电子标签用来实现对巡检机器人的粗定位，无线充电装置用于巡检机器人的无线充电。

Description

一种轨道式带式输送机巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及巡检机器人领域，具体来说是一种轨道式带式输送机巡检机器人。

背景技术

由于矿山皮带机长期的负载运作，时间长了之后容易引发各种故障，如托辊损坏、皮带撕裂、皮带跑偏、堆煤等。除此以外，周围环境中粉尘浓度过高时也容易引起爆炸。这些安全隐患对人员和机械设备的安全造成了极大的威胁。所以对皮带机及其周围环境的巡检与监控是十分必要的，而在传统的人工巡检中，工人直接用肉眼观察皮带机的运行状态，用鼻子闻是否异味和用铁棒敲击托辊听声音来对皮带机进行检查，效率低、实时性差、存在大量的安全隐患，这种模式已经不再适合完成对皮带机的巡检任务。

因此，开发出一套自动化程度高、功能齐全、可靠性高的智能化巡检机器人已经成为了未来的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、巡检效率高、实时性强、安全可靠的轨道式带式输送机巡检机器人。

为实现上述目的，本实用新型的轨道式带式输送机巡检机器人，包括工字形导轨、无线充电板、双目摄像头、RFID阅读器、PLC控制器、粉尘传感器、无线发射器和无线充电控制器，还包括机器人壳体、驱动机构、左右夹紧机构、左右导向机构、中间连接板和上下导向机构(14)；所述的机器人壳体左右对称，中部设有扣合在工字形导轨上的凹槽，所述的RFID阅读器设在机器人壳体的前部，所述的双目摄像头设在RFID阅读器的下方，所述的无线充电板设在所述机器人壳体的外侧，所述驱动机构、左右夹紧机构、左右导向机构、PLC控制器和粉尘传感器、无线发射器和无线充电控制器设在机器人壳体内，其中，所述驱动机构、左右夹紧机构和左右导向机构成对分布在机器人壳体内的两侧，所述驱动机构设在中部，左右夹紧机构位于驱动机构的两侧，左右导向机构位于左右夹紧机构的下部；所述的PLC控制器和粉尘传感器分布在机器人壳体内的左侧，所述的无线发射器和无线充电控制器设在机器人壳体内的右侧，无线充电控制器与设在所述机器人壳体的外侧的无线充电板相连；所述的中间连接板和上下导向机构设在机器人壳体的凹槽内，其中，中间连接板位于上下导向机构之下，连接在机器人壳体凹槽的两侧，起固定作用，上下导向机构位于工字形导轨之下，可在机器人壳体凹槽内设置的纵向滑槽内上下移动。

所述左右对称的机器人壳体各自独立的两个箱体结构，两个箱体结构的下部设有将其连接为一体的连接板。

所述的驱动机构由伺服电机和自带行星减速器的驱动轮构成，伺服电机与驱动轮平键连接，键在电机输出轴上，键槽在驱动轮上。

所述的左右夹紧机构包括夹紧机构安装轴、卡槽、夹紧螺母和夹紧弹簧，所述夹紧机构安装轴和卡槽同轴连接，夹紧弹簧套装在夹紧机构安装轴上，夹紧螺母螺栓连接在夹紧机构安装轴上。

所述的左右导向机构由左右导向轮和与左右导向轮同轴连接的左右导向机构安装块构成。

所述的上下导向机构由上下导向轮和与上下导向轮同轴连接的导向机构安装轴构成。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型主要由两个机器人壳体组成，一侧各一个，由所述中间连接板将两个所述机器人壳体连接在一起，当需要安装或者拆卸时只需要拧动所述中间连接板上的螺母即可在所述工字形导轨的任何位置将巡检机器人的两个所述机器人壳体从所述工字形导轨上取下来，而不需要将巡检机器人移动到所述工字形导轨的一端然后再取下来，而且巡检机器人出现无法行走的故障时也无法将巡检机器人移动到所述工字形导轨的一端然后再取下来，这种结构设计在应对巡检机器人出现这种情况需要维修时尤其方便。在两个机器人的壳体上设有两个水平的孔可以让所述左右夹紧机构的安装轴穿过，采用的左右夹紧机构上的两个水平的孔的中心距一样，能通过调整所述左右夹紧机构的夹紧螺母的位置改变所述左右夹紧机构的夹紧弹簧的变形量使所述左右夹紧机构带动所述驱动机构的驱动轮沿所述左右夹紧机构的安装轴方向移动使得所述驱动机构的驱动轮与所述工字形导轨紧密接触，当所述工字形导轨上没有异物时由所述左右夹紧机构的夹紧弹簧提供一个正向的压紧力用来保证所述驱动机构的驱动轮与所述工字形导轨不会打滑，当所述工字形导轨上有异物时，驱动机构的驱动轮碾过异物，驱动机构的驱动轮带动所述左右夹紧机构向外移动，左右夹紧机构的夹紧弹簧继续压缩，以保证巡检机器人在所述工字形导轨正常行走而不会卡死。采用两组导向机构，一组负责左右方向上的导向另外一组负责上下方向上的导向，左右导向机构安装在机器人壳体上，位于工字形导轨底部的最外侧，当巡检机器人正常运动时，左右导向机构用来保证机器人在左右方向上的运动不会有太大的变化，上下导向机构也安装在所述机器人壳体上，位于所述工字形导轨下方，用来保证机器人在上下方向上的运动不会有太大的变化。利用无线充电板和无线充电控制器用于巡检机器人的无线充电，通过无线发射器将上位机的控制信号传输到所述PLC控制器对巡检机器人进行控制，并将所述PLC控制器获取的巡检机器人的状态信息传输到上位机。采用双目摄像头获取光学图像和红外图像，再用上位机对光学图像进行处理，以此来检测传送带是否跑偏以及传送带上是否出现堆煤的情况；红外图像用于显示皮带以及托辊的温度，当温度过高时上位机会报警。同时采用的粉尘传感器用于检测周围环境中的粉尘浓度，PLC控制器将述粉尘传感器检测的粉尘浓度通过所述无线发射器传输到上位机，当粉尘浓度过高时上位机会报警。通过RFID阅读器可以读取布置在所述工字形导轨上的电子标签的编号，并通过PLC控制器将RFID阅读器读取的编号通过无线发射器传输到上位机，并在上位机上实时显示巡检机器人当前所在位置。其结构简单，巡检效率高，实时性强，安全可靠，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的轨道式带式输送机巡检机器人外部向视结构示意图。

图2为本实用新型的轨道式带式输送机巡检机器人右侧壳体内部结构示意图。

图3为本实用新型的轨道式带式输送机巡检机器人左侧壳体内部结构示意图。

图4为本实用新型的轨道式带式输送机巡检机器人后侧结构示意图。

图中：1-工字形导轨；2-机器人壳体；3-无线充电板；4-双目摄像头；5-RFID阅读器；6-驱动机构；7-左右夹紧机构；8-左右导向机构；9-PLC控制器；10-粉尘传感器；11-无线发射器；12-无线充电控制器；13-中间连接板；14-上下导向机构。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的说明：

本实用新型的轨道式带式输送机巡检机器人，主要由工字形导轨1、机器人壳体2、无线充电板3、双目摄像头4、RFID阅读器5、驱动机构6、左右夹紧机构7、左右导向机构8、PLC控制器9、粉尘传感器10、无线发射器11、无线充电控制器12、中间连接板13和上下导向机构14构成。所述的机器人壳体2左右对称，中部设有扣合在工字形导轨1上的凹槽，所述的RFID阅读器5设在机器人壳体2的前部，所述左右对称的机器人壳体2为各自独立的两个箱体结构，两个箱体结构的下部设有将其连接为一体的连接板。所述的双目摄像头4设在RFID阅读器5的下方，所述的无线充电板3设在所述机器人壳体2的外侧，所述驱动机构6、左右夹紧机构7、左右导向机构8、PLC控制器9和粉尘传感器10、无线发射器11和无线充电控制器12设在机器人壳体2内，其中，所述驱动机构6、左右夹紧机构7和左右导向机构8成对分布在机器人壳体2内的两侧，所述驱动机构6设在中部，左右夹紧机构7位于驱动机构6的两侧，左右导向机构8位于左右夹紧机构7的下部；所述的驱动机构6由伺服电机和自带行星减速器的驱动轮构成，两者为平键连接，键在电机输出轴上，键槽在驱动轮上，最后与夹紧机构通过螺栓连接安装在一起。所述的左右夹紧机构7由夹紧机构安装轴，卡槽，夹紧螺母和夹紧弹簧构成，安装轴和卡槽为同轴连接，安装轴和夹紧螺母为螺栓连接。所述的左右导向机构8由左右导向轮和左右导向机构安装块构成，两者为同轴连接，最后左右导向机构安装块与机器人本体通过螺栓连接安装在一起。所述的PLC控制器9和粉尘传感器10分布在机器人壳体2内的左侧，所述的无线发射器11和无线充电控制器12设在机器人壳体2内的右侧，无线充电控制器12与设在所述机器人壳体2的外侧的无线充电板3相连；所述的中间连接板13和上下导向机构14设在机器人壳体2的凹槽内，其中，中间连接板13位于上下导向机构14之下，连接在机器人壳体2凹槽的两侧，起固定作用，上下导向机构14位于工字形导轨1之下，可在机器人壳体2凹槽内设置的纵向滑槽内上下移动。所述的上下导向机构14由上下导向轮和上下导向机构安装轴构成，两者为同轴连接，最后上下导向机构安装轴与机器人本体通过螺栓连接安装在一起。

如图1、3、4所示，双目摄像头和无线充电板安装在所述机器人壳体外部，RFID阅读器安装在双目摄像头顶部，中间连接板和上下导向机构安装在所述机器人壳体上。机器人壳体为各自独立的两个箱体结构，两个箱体结构的下部设有将其连接为一体的连接板,当需要安装或者拆卸时只需要拧动所述中间连接板上的螺母即可在所述工字形导轨的任何位置将巡检机器人的两个所述机器人壳体从所述工字形导轨上取下来，而不需要将巡检机器人移动到所述工字形导轨的一端然后在取下来，而且巡检机器人出现无法行走的故障时也无法将巡检机器人移动到所述工字形导轨的一端然后在取下来，这种结构设计在应对巡检机器人出现这种情况需要维修时尤其方便。

双目摄像头用于获取光学图像和红外图像，再用上位机对光学图像进行处理，以此来检测传送带是否跑偏以及传送带上是否出现堆煤的情况；红外图像用于显示皮带以及托辊的温度，当温度过高时上位机会报警。所述RFID阅读器可以读取布置在所述工字形导轨上的电子标签的编号，通过所述PLC控制器将所述RFID阅读器读取的编号通过所述无线发射器传输到上位机，并在上位机上实时显示巡检机器人当前所在位置。所述无线充电板和所述无线充电控制器用于巡检机器人的无线充电。所述上下导向机构安装在所述机器人壳体上，位于所述工字形导轨下方，用来保证机器人在上下方向上的运动不会有太大的变化。

如图2所示，驱动机构、左右夹紧机构和左右导向机构安装在所述机器人壳体上，PLC控制器和粉尘传感器安装在所述机器人壳体内部。机器人壳体上有两个水平的孔可以让所述左右夹紧机构的安装轴穿过，与所述左右夹紧机构上的两个水平的孔的中心距一样，可以通过调整所述左右夹紧机构的夹紧螺母的位置改变所述左右夹紧机构的夹紧弹簧的变形量使所述左右夹紧机构带动所述驱动机构的驱动轮沿所述左右夹紧机构的安装轴方向移动使得所述驱动机构的驱动轮与所述工字形导轨紧密接触，当工字形导轨上没有异物时由所述左右夹紧机构的夹紧弹簧提供一个正向的压紧力用来保证所述驱动机构的驱动轮与所述工字形导轨不会打滑，当所述工字形导轨上有异物时，驱动机构的驱动轮碾过异物，所述左右夹紧机构的夹紧弹簧继续压缩，驱动机构的驱动轮带动所述左右夹紧机构向外移动，以保证巡检机器人在所述工字形导轨正常行走而不会卡死。

将左右导向机构安装在机器人壳体上，位于所述工字形导轨底部的最外侧，当巡检机器人正常运动时所述左右导向机构用来保证机器人在左右方向上的运动不会有太大的变化。粉尘传感器用于检测周围环境中的粉尘浓度，PLC控制器将所述粉尘传感器检测的粉尘浓度通过无线发射器传输到上位机，当粉尘浓度过高时上位机会报警。

如图3所示，无线发射器和无线充电控制器安装板在机器人壳体内部。通过无线发射器将上位机的控制信号传输到所述PLC控制器对巡检机器人进行控制，并将所述PLC控制器获取的巡检机器人的状态信息传输到上位机。

Claims (6)

1.一种轨道式带式输送机巡检机器人，包括工字形导轨(1)、无线充电板(3)、双目摄像头(4)、RFID阅读器(5)、PLC控制器(9)、粉尘传感器(10)、无线发射器(11)和无线充电控制器(12)，其特征在于：还包括机器人壳体(2)、驱动机构(6)、左右夹紧机构(7)、左右导向机构(8)、中间连接板(13)和上下导向机构(14)；所述的机器人壳体(2)左右对称，中部设有扣合在工字形导轨(1)上的凹槽，所述的RFID阅读器(5)设在机器人壳体(2)的前部，所述的双目摄像头(4)设在RFID阅读器(5)的下方，所述的无线充电板(3)设在所述机器人壳体(2)的外侧，所述驱动机构(6)、左右夹紧机构(7)、左右导向机构(8)、PLC控制器(9)和粉尘传感器(10)、无线发射器(11)和无线充电控制器(12)设在机器人壳体(2)内，其中，所述驱动机构(6)、左右夹紧机构(7)和左右导向机构(8)成对分布在机器人壳体(2)内的两侧，所述驱动机构(6)设在中部，左右夹紧机构(7)位于驱动机构(6)的两侧，通过螺栓连接安装在一起，左右导向机构(8)位于左右夹紧机构(7)的下部；所述的PLC控制器(9)和粉尘传感器(10)分布在机器人壳体(2)内的左侧，所述的无线发射器(11)和无线充电控制器(12)设在机器人壳体(2)内的右侧，无线充电控制器(12)与设在所述机器人壳体(2)的外侧的无线充电板(3)相连；所述的中间连接板(13)和上下导向机构(14)设在机器人壳体(2)的凹槽内，其中，中间连接板(13)位于上下导向机构(14)之下，连接在机器人壳体(2)凹槽的两侧，起固定作用，上下导向机构(14)位于工字形导轨(1)之下，可在机器人壳体(2)凹槽内设置的纵向滑槽内上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式带式输送机巡检机器人，其特征在于：所述左右对称的机器人壳体(2)为各自独立的两个箱体结构，两个箱体结构的下部设有将其连接为一体的连接板。

3.根据权利要求1所述的一种轨道式带式输送机巡检机器人，其特征在于：所述的驱动机构(6)由伺服电机和自带行星减速器的驱动轮构成，伺服电机与驱动轮平键连接，键在电机输出轴上，键槽在驱动轮上。

4.根据权利要求1所述的一种轨道式带式输送机巡检机器人，其特征在于：所述的左右夹紧机构(7)包括夹紧机构安装轴、卡槽、夹紧螺母和夹紧弹簧，所述夹紧机构安装轴和卡槽同轴连接，夹紧弹簧套装在夹紧机构安装轴上，夹紧螺母螺栓连接在夹紧机构安装轴上。

5.根据权利要求1所述的一种轨道式带式输送机巡检机器人，其特征在于：所述的左右导向机构(8)由左右导向轮和与左右导向轮同轴连接的左右导向机构安装块构成。

6.根据权利要求1所述的一种轨道式带式输送机巡检机器人，其特征在于：所述的上下导向机构(14)由上下导向轮和与上下导向轮同轴连接的导向机构安装轴构成。

Images