CN218478127U - 一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，属于煤矿皮带检测设备领域，包括机器人主体和发电机，机器人主体通过驱动机构滑动安装在导轨上，导轨设置在上皮带与下皮带之间，在机器人主体上转动设置有双光谱摄像头，机器人内固定设置有电池组，发电机通过连接支架转动安装在机器人主体上，且与电池组电连接，在发电机上通过减震机构连接有驱动辊轮，驱动辊轮与发电机的输入端转动连接。通过将检测机器人的移动导轨安装到上皮带与下皮带之间，不仅能够对皮带的情况进行检测，还能够对皮带机其他零件的运行情况进行检测，实现了一机多用，扩大了适用范围，能够有效确保皮带机的运行安全。

Description

一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人

技术领域

本实用新型属于煤矿皮带检测设备领域，尤其是涉及一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人。

背景技术

煤炭的皮带机,输送距离长,传输速度快,在传输过程中由于与煤料的摩擦皮带面会有损坏,撕裂,高温等各情况,皮带机的托辊在长时间转动过程中轴承也会出现损坏，导致设备托辊异常震动甚至严重发热，进而对皮带造成影响。目前的皮带机检测设备大多安装在皮带机上方，只能用来检测皮带上部分的输送煤料、皮带撕裂、皮带温度、烟雾检测等功能，并不能对皮带机托辊以及其他各部分零件的运行状态进行检测，同时现有的检测设备多采用蓄电池供电，由于皮带机的传输距离长，就需要检测设备沿导轨反复移动进行检测，在反复检测过程中电池电量消耗极快，续航能力差，不利于皮带机高效运行。

因此需要我们设计出一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，来解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，不仅能够对皮带的运行状态进行检测，还能够对皮带机其他零件的运行状态进行检测，并且延长了续航能力，同时通过减震机构能够减少发电机在与皮带接触发电时的震动，延长设备的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，包括机器人主体和发电机，所述机器人主体通过驱动机构滑动安装在导轨上，所述导轨设置在上皮带与下皮带之间，在所述机器人主体上转动设置有双光谱摄像头，所述机器人内固定设置有电池组，所述发电机通过连接支架转动安装在所述机器人主体上，且与所述电池组电连接，在所述发电机上通过减震机构连接有驱动辊轮，所述驱动辊轮与所述发电机的输入端转动连接，在所述机器人主体上还固定设置有电动推杆，所述电动推杆的输出端与所述连接支架相连，当所述电动推杆缩短时，所述驱动辊轮将与所述下皮带接触，当所述电动推杆伸长时所述驱动辊轮将与所述下皮带分离。

优选的，所述减震机构包括安装块，在所述安装块上铰接设置有两个长度相同连杆，两个所述连杆的自由端均与所述发电机铰接，在所述安装块上还转动设置有减震弹簧，所述减震弹簧的自由端与所述发电机转动连接，所述驱动辊轮通过连接轴转动设置在所述安装块上，且所述驱动辊轮通过传动装置与所述发电机的输入端相连。

如此设置，能够避免下皮带与驱动辊轮产生的震动直接传递到发电机上，导致发电机损坏，延长了发电机的使用寿命。

优选的，所述驱动机构包括固定设置在所述机器人主体上的原动机，在所述原动机的输出端固定设置有行走轮，在所述行走轮两侧的所述机器人主体上分别设置有压紧轮和若干导向轮，若干所述导向轮沿所述压紧轮对称分布。

如此设置，能够使机器人主体沿导轨进行移动，可以对皮带机进行全方位检测。

优选的，所述传动装置包括传动管、传动杆和球形连接器，在所述传动管内设置有传动弹簧，所述传动杆一端插入所述传动管内与所述传动弹簧接触，所述球形连接器分别设置在所述传动管与所述传动杆的自由端。

如此设置，确保了安装在传动管和传动杆上的滑块始终与相对的滑槽紧密贴合。

优选的，所述球形连接器包括限位壳，在所述限位壳内转动设置有传动球，所述传动球的表面开设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽为环形且相互垂直，在所述第一滑槽内滑动设置有第一滑块，所述第二滑槽内滑动设置有第二滑块；位于所述传动管与所述连接轴之间的所述球形连接器转动安装在所述安装块上，且所述第一滑块与所述连接轴固定连接，所述第二滑块与所述传动管固定连接；位于所述发电机输入端与所述传动杆之间的所述球形连接器转动安装在所述发电机上，且所述第一滑块与所述传动杆固定连接，所述第二滑块与所述发电机的输入端固定连接。

如此设置，能够实现不同角度下驱动辊轮与发电机之间的动力传递。

优选的，所述双光谱摄像头通过调节轴转动安装在所述机器人主体上。

如此设置，可以实现双光谱摄像机的转动调节，便于对皮带机上各个零件运行状态的检测。

优选的，所述第一滑块与所述第二滑块均为弧形，且所述第一滑块与所述第一滑槽相匹配，所述第二滑块与所述第二滑槽相匹配。

如此设置，确保了滑块与滑槽在不同角度都能够始终保持连接。

优选的，所述减震弹簧为气动弹簧，所述传动杆为花键轴，且与所述传动管相互滑动匹配。

如此设置，在不影响伸长与缩短的情况下确保了动力的传递。

优选的，在所述电动推杆的输出端铰接有支杆，所述支杆的自由端与所述连接支架铰接。

如此设置，可以在电动推杆移动较短距离的情况下增加发电机的提升高度，响应速度快。

优选的，在所述驱动机构外侧设置有防护罩，且所述防护罩为两个，分别位于所述导轨两侧，所述行走轮、所述导向轮和所述压紧轮均为橡胶材质。

如此设置，能够增加与导轨之间的摩擦力，避免打滑，还能够避免金属相互摩擦出现火花，安全性高；防护罩能有效对驱动装置进行防护，避免杂物卷入导致损坏。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型通过将检测机器人的移动导轨安装到上皮带与下皮带之间，不仅能够对皮带的情况进行检测，还能够对皮带机其他零件的运行情况进行检测，实现了一机多用，扩大了适用范围，能够有效确保皮带机的运行安全。

2、本实用新型通过驱动辊轮与皮带的接触来带动发电机发电，可以在检测过程中实现电能的回收，延长了设备的续航时间。

3、本实用新型通过减震机构将驱动辊轮与发电机进行连接，并通过传动装置进行动力传输，能够在确保动力传递的基础上减少因皮带高速运行产生的震动对发电机的影响，延长了设备的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型在皮带机上安装完成后的位置结构示意图；

图2是本实用新型的俯视示意图；

图3是沿图2中的A-A处截面示意图；

图4是本实用新型的减震机构的结构示意图；

图5是本实用新型传动装置轴测结构示意图；

图6是本实用新型的传动装置沿纵向纵截面轴测示意图。

附图标记说明如下：

1、连接支架；2、发电机；3、支杆；4、电动推杆；5、机器人主体；6、行走轮；7、导向轮；8、压紧轮；9、电池组；10、双光谱摄像头；11、驱动辊轮；12、原动机；13、上皮带；14、下皮带；15、导轨；16、安装块；17、传动球；18、第一滑槽；19、第二滑槽；20、第一滑块；21、第二滑块；22、连接轴；23、传动管；24、传动杆；25、减震弹簧；26、传动弹簧；27、调节轴； 28、防护罩；29、连杆；30、限位壳。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1

如图1-图6所示，一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，包括机器人主体5和发电机2，其特征在于：机器人主体5通过驱动机构滑动安装在导轨15上，导轨15设置在上皮带13与下皮带14之间，在机器人主体5上转动设置有型号为DS-2TD2628-3-7-10-QA的双光谱摄像头10，用来对皮带以及皮带机上的其他零件进行检测，机器人内固定设置有电池组9，发电机2通过连接支架1转动安装在机器人主体5上，且与电池组9电连接，在发电机2上通过减震机构连接有驱动辊轮11，驱动辊轮11与发电机2的输入端转动连接，在机器人主体5上还固定设置有电动推杆4，电动推杆4的输出端与连接支架1相连，当电动推杆4缩短时，驱动辊轮11将与下皮带14接触，当电动推杆4伸长时驱动辊轮11将与下皮带14分离。

具体的如图，减震机构包括安装块16，在安装块16上铰接设置有两个长度相同连杆29，两个连杆29的自由端均与发电机2铰接，在安装块16上还转动设置有减震弹簧25，减震弹簧25优选为气动弹簧，减震弹簧25的自由端与发电机2转动连接，驱动辊轮11通过连接轴22转动设置在安装块16上，且驱动辊轮11通过传动装置与发电机2的输入端相连，如此设置能够避免下皮带14 与驱动辊轮11产生的震动直接传递到发电机2上，导致发电机2损坏，延长了发电机2的使用寿命。

进一步的，传动装置包括传动管23、传动杆24和球形连接器，传动杆24 为花键轴，且与传动管23相互滑动匹配，如此设置在不影响伸长与缩短的情况下确保了动力的传递，在传动管23内设置有传动弹簧26，传动杆24一端插入传动管23内与传动弹簧26接触，球形连接器分别设置在传动管23与传动杆24 的自由端，如此设置确保了安装在传动管23和传动杆24上的滑块始终与相对的滑槽紧密贴合。

具体的，驱动机构包括固定设置在机器人主体5上的原动机12，在原动机 12的输出端固定设置有行走轮6，在行走轮6两侧的机器人主体5上分别设置有压紧轮8和若干导向轮7，若干导向轮7沿压紧轮8对称分布，如此设置能够使机器人主体5沿导轨15进行移动，可以对皮带机进行全方位检测。

其中，球形连接器包括限位壳30，在限位壳30内转动设置有传动球17，传动球17的表面开设有第一滑槽18和第二滑槽19，第一滑槽18和第二滑槽 19为环形且相互垂直，在第一滑槽18内滑动设置有第一滑块20，第二滑槽19 内滑动设置有第二滑块21；第一滑块20与第二滑块21均为弧形，且第一滑块20与第一滑槽18相匹配，第二滑块21与第二滑槽19相匹配，如此设置确保了滑块与滑槽在不同角度都能够始终保持连接；位于传动管23与连接轴22之间的球形连接器转动安装在安装块16上，且第一滑块20与连接轴22固定连接，第二滑块21与传动管23固定连接；位于发电机2输入端与传动杆24之间的球形连接器转动安装在发电机2上，且第一滑块20与传动杆24固定连接，第二滑块21与发电机2的输入端固定连接，如此设置能够实现不同角度下驱动辊轮 11与发电机2之间的动力传递。

本实施例中，在电动推杆4的输出端铰接有支杆3，支杆3的自由端与连接支架1铰接，如此设置可以在电动推杆4移动较短距离的情况下增加发电机2 的提升高度，响应速度快；在驱动机构外侧设置有防护罩28，且防护罩28为两个，分别位于导轨15两侧，行走轮6、导向轮7和压紧轮8均为橡胶材质，如此设置能够增加与导轨15之间的摩擦力，避免打滑，还能够避免金属相互摩擦出现火花，安全性高；防护罩28能有效对驱动装置进行防护，避免杂物卷入导致损坏。

本实施例的工作过程：首先工作人员将导轨15安装到上皮带13与下皮带 14之间，然后在通过驱动机构将机器人主体5安装到导轨15上，安装时通过位于压紧轮8两侧的导向轮7将机器人主体5先定在导轨15上，然后通过压紧轮 8将行走轮6压紧，是行走轮6与导轨15贴合，并且在此时电动推杆4处于伸长的状态，通过支杆3将连接支架1与发电机2托起，当皮带机运行时上皮带 13和下皮带14会在开始移动，此时就需要巡检机器人对皮带机进行巡检，在巡检时原动机12会控制行走轮6转动，带动机器人主体5沿着导轨15移动，在移动过程中双光谱摄像头10会对上皮带13和下皮带14以及皮带机的托辊及其他零件的运行情况进行检查，当发现异常情况时机器人内的控制系统会通过天线将情况发送到值班人员的电脑上，便于值班人员通知检修人员尽快处理。

由于机器人主体5在沿导轨15移动的过程中会不断消耗电池组9中的电能，为了延长续航能力，机器人主体5上的电动推杆4会缩短，在电动推杆4缩短后连接支架1和发电机2会向下移动，直至电动推杆4停止收缩后连接支架1 和发电机2会停止下移并保持在现有位置处，而在此过程中驱动辊轮11会先与下皮带14接触，并且随着发电机2的不断下移安装块16会开始压缩减震弹簧 25，并且驱动辊轮11会在下皮带14的带动下开始转动，并通过传动装置将动力传递到发电机2中，带动发电机2的转子转动，发电机2转子转动后会开始发电，当驱动辊轮11在与下皮带14的带动下发生震动时，减震弹簧25会通过伸长与缩短来抵消震动时产生的冲击力，能够避震动对通过驱动辊轮11直接传递到发电机2上造成发电机2损坏。

在驱动辊轮11相对发电机2移动时传动装置会通过设置在传动管23和传动杆24上的球形连接器进行调整，首先要通过防护壳球形连接器安装到发电机 2和安装块16上，并将球形连接器对应与发电机2和驱动辊轮11进行连接，当进行调整时第一滑块20会在第一滑槽18内滑动，第二滑块21会在第二滑槽19 内滑动，由于第一滑槽18和第二滑槽19均为圆环状，第一滑块20和第一位快均为圆弧状，并且第一滑块20和第一滑槽18相匹配，第二滑块21和第二滑槽 19相匹配，同时传动球17上的第一滑槽18和第二滑槽19相互垂直，所以能实现驱动辊轮11与发电机2之间的万向连接，传动管23内的传动弹簧26能够为传动杆24提供推力，使传动管23和传动杆24上固定的滑块始终能够与滑槽紧密贴合，可以将随着移动位置不断变化的驱动辊轮11上的动力传递到发电机2 中，带动发电机2的转子转动，当转子转动后发电机2会开始发电；而当不需要发电时电动推杆4会伸长，再次通过支杆3将连接支架1和发电机2托起，使驱动辊轮11与下皮带14分离，发电机2的转子在失去驱动辊轮11传递的动力后会停止转动，同时也会停止发电。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，包括机器人主体(5)和发电机(2)，其特征在于：所述机器人主体(5)通过驱动机构滑动安装在导轨(15)上，所述导轨(15)设置在上皮带(13)与下皮带(14)之间，在所述机器人主体(5)上转动设置有双光谱摄像头(10)，所述机器人内固定设置有电池组(9)，所述发电机(2)通过连接支架(1)转动安装在所述机器人主体(5)上，且与所述电池组(9)电连接，在所述发电机(2)上通过减震机构连接有驱动辊轮(11)，所述驱动辊轮(11)与所述发电机(2)的输入端转动连接，在所述机器人主体(5)上还固定设置有电动推杆(4)，所述电动推杆(4)的输出端与所述连接支架(1)相连，当所述电动推杆(4)缩短时，所述驱动辊轮(11)将与所述下皮带(14)接触，当所述电动推杆(4)伸长时所述驱动辊轮(11)将与所述下皮带(14)分离。

2.根据权利要求1所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述减震机构包括安装块(16)，在所述安装块(16)上铰接设置有两个长度相同连杆(29)，两个所述连杆(29)的自由端均与所述发电机(2)铰接，在所述安装块(16)上还转动设置有减震弹簧(25)，所述减震弹簧(25)的自由端与所述发电机(2)转动连接，所述驱动辊轮(11)通过连接轴(22)转动设置在所述安装块(16)上，且所述驱动辊轮(11)通过传动装置与所述发电机(2)的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述驱动机构包括固定设置在所述机器人主体(5)上的原动机(12)，在所述原动机(12)的输出端固定设置有行走轮(6)，在所述行走轮(6)两侧的所述机器人主体(5)上分别设置有压紧轮(8)和若干导向轮(7)，若干所述导向轮(7)沿所述压紧轮(8)对称分布。

4.根据权利要求2所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述传动装置包括传动管(23)、传动杆(24)和球形连接器，在所述传动管(23)内设置有传动弹簧(26)，所述传动杆(24)一端插入所述传动管(23)内与所述传动弹簧(26)接触，所述球形连接器分别设置在所述传动管(23)与所述传动杆(24)的自由端。

5.根据权利要求4所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述球形连接器包括限位壳(30)，在所述限位壳(30)内转动设置有传动球(17)，所述传动球(17)的表面开设有第一滑槽(18)和第二滑槽(19)，所述第一滑槽(18)和所述第二滑槽(19)为环形且相互垂直，在所述第一滑槽(18)内滑动设置有第一滑块(20)，所述第二滑槽(19)内滑动设置有第二滑块(21)；位于所述传动管(23)与所述连接轴(22)之间的所述球形连接器转动安装在所述安装块(16)上，且所述第一滑块(20)与所述连接轴(22)固定连接，所述第二滑块(21)与所述传动管(23)固定连接；位于所述发电机(2)输入端与所述传动杆(24)之间的所述球形连接器转动安装在所述发电机(2)上，且所述第一滑块(20)与所述传动杆(24)固定连接，所述第二滑块(21)与所述发电机(2)的输入端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述双光谱摄像头(10)通过调节轴(27)转动安装在所述机器人主体(5)上。

7.根据权利要求5所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述第一滑块(20)与所述第二滑块(21)均为弧形，且所述第一滑块(20)与所述第一滑槽(18)相匹配，所述第二滑块(21)与所述第二滑槽(19)相匹配。

8.根据权利要求5所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：所述减震弹簧(25)为气动弹簧，所述传动杆(24)为花键轴，且与所述传动管(23)相互滑动匹配。

9.根据权利要求1所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：在所述电动推杆(4)的输出端铰接有支杆(3)，所述支杆(3)的自由端与所述连接支架(1)铰接。

10.根据权利要求3所述的一种应用于皮带机内部的自充电的巡检机器人，其特征在于：在所述驱动机构外侧设置有防护罩(28)，且所述防护罩(28)为两个，分别位于所述导轨(15)两侧，所述行走轮(6)、所述导向轮(7)和所述压紧轮(8)均为橡胶材质。

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