CN218751092U - 具有伸缩结构的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有伸缩结构的巡检机器人，包括运动部，伸缩部和扫描部，运动部包括运动履带、安装台和连接杆，运动履带对称设置在安装台和连接杆的两侧，安装台上设有所述伸缩部；安装台和连接杆之间存在间隔区域，间隔区域内所述扫描部，扫描部包括扫描台和运动电机，扫描台上安装有多个扫描传感器，运动电机包括第一运动电机和第二运动电机，第一运动电机和第二运动电机均与扫描台相连接，本实用新型通过利用扫描部能有效对巷道的样式进行扫描建模，从而可得到巷道的虚拟模型，从而可根据该模型来获得相关的检测数据，从而对瓦斯的检测更加准确。

Description

具有伸缩结构的巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及瓦斯检测技术领域，尤其涉及一种具有伸缩结构的巡检机器人。

背景技术

瓦斯又称煤层瓦斯、煤层气。从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5％～16％时，遇火会引起爆炸，造成事故。

目前，煤矿井下大部分是靠人工进行检查，部分有条件的矿井可能配备了巡检机器人。人工巡检过程中存在人员安全风险并且效率较低，且难以发现隐患点，巡检机器人对巷道的平整度要求较高，若地势不平坦，行进的道路有障碍时，巡检机器人将不能前进，需要井下工作人员清理障碍物，难以适应复杂的巷道地形，巡检效率较低。

所谓巷道是在地表与矿体之间钻凿出的各种通路，用来运矿、通风、排水、行人以及为冶金设备采出矿石新开凿的各种必要准备工程等，这些通路，统称为巷道。为了安全高效开采煤炭，煤矿巡检是消除事故隐患，预防事故，保证煤矿安全生产的重要手段和措施。现有技术中采用了两种方案进行解决上述问题；一是直接采用带有可视化图像的巡检机器人，由工作人员进行手动操作，控制巡检机器人进行检查，这种方式无疑没有达到真正的达到自动化和高安全性巡检；二是采用了飞控无人机进行巡航，以解决道路不平整的问题；但是这种方式对巷道内的空气扰动和干扰较大，容易出现巡检点位的误判，同时飞控系统在发生意外碰撞时更加容易迸发火星，安全隐患较大；利用巡检机器人在进行工作时，由于巷道内的环境复杂，具有不同的高度和形状，而不同的气体由于分子量的不同，其所堆积的位置也是不同的，因此如何对这些瓦斯进行准确监测，是我们急需解决的问题。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种具有伸缩结构的巡检机器人，通过利用扫描部能有效对巷道的样式进行扫描建模，从而可得到巷道的虚拟模型，从而可根据该模型来获得相关的检测数据，从而对瓦斯的检测更加准确。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有伸缩结构的巡检机器人，包括运动部，伸缩部和扫描部，所述运动部包括运动履带、安装台和连接杆，所述运动履带对称设置在所述安装台和连接杆的两侧，所述安装台上设有所述伸缩部；所述安装台和连接杆之间存在间隔区域，所述间隔区域内所述扫描部，所述扫描部包括扫描台和运动电机，所述扫描台上安装有多个扫描传感器，所述运动电机包括第一运动电机和第二运动电机，所述第一运动电机和第二运动电机均与所述扫描台相连接。

作为优选，所述运动部包括运动电机和转动轮，转动轮包括同轴设置的转动外轮和转动内轮，所述转动内轮的外表面套设有第一运动履带；所述转动外轮通过承接片与从动轮相连接，转动外轮和从动轮表面套设有第二运动履带。

作为优选，所述承接片的一端朝上倾斜设置，所述从动轮的尺径小于转动外轮，所述从动轮与转动外轮均设置在承接板上，所述从动轮一端与承接片相连接，另一端随着第二运动履带的运动而转动。

作为优选，所述伸缩部包括伸缩电机和旋转电机，所述旋转电机位于所述伸缩电机与安装台的中间位置，所述伸缩电机的顶端设有检测壳体，检测壳体表面开设有多个微孔，所述检测壳体内部设有检测器。

作为优选，所述第一运动电机和第二运动电机均设置在第一运动履带旁，通过驱动轴与所述扫描台相连接。

作为优选，所述运动部上还包括有控制装置，所述控制装置包括电性相连的主控板，显示件和天线；所述主控板设置在所述显示件内，所述显示件表面设有显示屏；所述天线设置在所述显示件旁，通过导线与安装在主控板上的通讯芯片相连接；

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的具有伸缩结构的巡检机器人，通过设有扫描台和运动电机，利用运动电机带动扫描台进行运动，从而可对整个巷道进行扫描，获得巷道的信息数据后进行建模处理，从而获得巷道的类型，然后根据巷道的类型从而获得相关的检测数据，利用伸缩部实现对巷道内瓦斯进行检测，从而使得测量的结果更准确。

附图说明

图1为本实用新型的主体结构图；

图2为本实用新型的部分结构放大图；

图3为本实用新型的部分结构示意图；

图4为本实用新型的另一装载图。

主要元件符号说明如下：

1.运动部 2.伸缩部 3.扫描部 4.显示件 11.第一运动履带 12.防护栏

13.安装台 14.连接杆 15.第二运动履带 16.承接板 17.转动外轮

18.转动内轮 21.旋转电机22.伸缩电机 23.检测壳体 31.扫描台

32.扫描传感器 33.第一运动电机 34.第二运动电机 41.天线。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述，当然本实用新型的保护范围不仅于此，在不付出创造性劳动的前提下，本领域技术人员能思之变化都属于本申请的保护范围。

请参阅图1至图3，本实用新型公开了一种具有伸缩结构的巡检机器人，包括运动部1，伸缩部2和扫描部3，运动部1包括运动履带、安装台13和连接杆14，运动履带对称设置在安装台13和连接杆14的两侧，安装台13上设有伸缩部2；安装台13和连接杆14之间存在间隔区域，间隔区域内扫描部3，扫描部3包括扫描台31和运动电机，扫描台31上安装有多个扫描传感器32，运动电机包括第一运动电机33和第二运动电机34，第一运动电机33和第二运动电机34均与扫描台31相连接。在本实施例中，设置有运动部从而驱动整个巡检机器人进行运动，满足在巷道内进行数据采集的需求；设置有第一运动电机和第二运动电机，第一运动电机和第二运动电机分别驱动扫描台前后和左右方向上的运动，即带动扫描台进行水平层面上任意位置的移动，从而方便扫描传感器进行数据收集，在实际的使用过程中，由于巷道在进行挖掘的过程中，会随着地理环境以及使用需求从而被设计成不同形状，例如矩形，三角形或者拱形（即上端为半圆，下端为矩形，两者组合在一起），而不同的形状的巷道，瓦斯气体所累积的位置是不同的，对于甲烷、一氧化碳等气体来说，当巷道为矩形时，甲烷等是位于上端，距离巷道边缘20-30厘米处，而对于拱形，是位于其顶部下端20-30厘米处；对于硫化氢，二氧化碳等密度较大的气体，一般是位于底部，距离地面高度20-30厘米处；针对不同形状的巷道，针对不同的气体，就需要采用不同的检测位置与检测高度，而本申请采用机器人对检测位置进行扫描，从而构建三维图，从而判断得到该检测位置的巷道是矩形还是拱形，从而更准确的实现对瓦斯气体的检测；当检测到巷道的结构后，利用伸缩部进行运动从而对不同高度的气体进行收集，从而监测其中所含有的瓦斯气体浓度。

为了实现上述目的，运动部1包括运动电机和转动轮，转动轮包括同轴设置的转动外轮17和转动内轮18，转动内轮18的外表面套设有第一运动履带11；转动外轮17通过承接片16与从动轮相连接，转动外轮17和从动轮表面套设有第二运动履带15。承接片16的一端朝上倾斜设置，从动轮的尺径小于转动外轮17，从动轮与转动外轮17均设置在承接板16上，从动轮一端与承接片16相连接，另一端随着第二运动履带15的运动而转动。在本实施例中，转动外轮和转动内轮为同轴转动，且转动外轮和转动内轮通过传动履带分别与运动电机的驱动轴和从动轮相连接，进而在运动电机的带动下，两个运动履带均发生转动，且承接片向上倾斜设置，在巷道内遇到高低不平的路况也能平稳通过。当然在实际使用过程中，为了避免金属履带与转动轮之间产生碰撞从而造成火花，可以将履带替换由橡胶等绝缘材料制备而成的，或者不采用履带传动，而与图4一样，将运动部设计为卡车的样式，将收缩部和采集部放置在卡车的后部位置，这也属于本申请的保护范围。

伸缩部2包括伸缩电机22和旋转电机21，旋转电机21位于伸缩电机22与安装台13的中间位置，伸缩电机22的顶端设有检测壳体23，检测壳体23表面开设有多个微孔，检测壳体23内部设有检测器。第一运动电机33和第二运动电机34均设置在第一运动履带11旁，通过驱动轴与扫描台31相连接。在本实施例中，设置有旋转电机，从而可根据需求控制整个伸缩部的伸展角度，而伸缩电机内部设有伸缩杆，检测壳体固定在伸缩杆上，进而使得检测壳体可运动至不同的高度层上，满足对瓦斯的检测需求；在实际的应用过程中，在安装部的两端设有与之固定相连的防护栏12，防护栏12上设有与运动电机相适配的卡口，从而对运动电机进行固定，而设置在防护栏的运动电机分别驱动扫描台进行不同方向上的运动，从而方便进行对巷道进行扫描。

运动部上还包括有控制装置，控制装置包括电性相连的主控板，显示件4和天线41；主控板设置在显示件4内，显示件4表面设有显示屏；天线41设置在显示件4旁，通过导线与安装在主控板上的通讯芯片相连接。在本实施例中，设置有显示屏可对整个巡检机器人的运转情况进行显示，天线的存在能有效与外部的设备进行数据交换，接收或发送相关的指令信息；在具体的使用过程中，利用天线接收外部的信息，从而实现对整个巡检机器人进行定位，而定位的方式可以采用UWB定位，当确定巡检机器人的位置后，通过接收远程指令，利用检测部和旋转电机的相互配合，对当前位置下的气体进行检测，获得不同区域的参数信息，从而帮助专业人员进行相关研判，确保不会造成安全事故；更为具体的是，可根据不同的使用场景实现对巡检机器人进行定位，若对于信号良好的区域，可以采用GPS或者北斗进行定位，若针对信号不良的位置，例如矿洞内，可以事先在矿洞内布置相关的定位设备进行自组网，然后将巡检机器人接入该自组网内，从而实现对巡检机器人进行位置确定。

本实用新型的工作过程如下：首先天线接收外部的控制指令，然后运动至指定位置，主控板控制扫描部对指定位置进行扫描，获取相关的数据信息；然后利用天线将数据信息传输至外部设备进行建模处理，然后外部设备根据所得到的模型获取其检测参数发送至主控板，主控板控制伸缩部进行运动，使得检测壳体运动至指定的高度，从而实现对瓦斯的检测需求。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有伸缩结构的巡检机器人，其特征在于，包括运动部，伸缩部和扫描部，所述运动部包括运动履带、安装台和连接杆，所述运动履带对称设置在所述安装台和连接杆的两侧，所述安装台上设有所述伸缩部；所述安装台和连接杆之间存在间隔区域，所述间隔区域内所述扫描部，所述扫描部包括扫描台和运动电机，所述扫描台上安装有多个扫描传感器，所述运动电机包括第一运动电机和第二运动电机，所述第一运动电机和第二运动电机均与所述扫描台相连接。

2.根据权利要求1所述的具有伸缩结构的巡检机器人，其特征在于，所述运动部包括运动电机和转动轮，转动轮包括同轴设置的转动外轮和转动内轮，所述转动内轮的外表面套设有第一运动履带；所述转动外轮通过承接片与从动轮相连接，转动外轮和从动轮表面套设有第二运动履带。

3.根据权利要求2所述的具有伸缩结构的巡检机器人，其特征在于，所述承接片的一端朝上倾斜设置，所述从动轮的尺径小于转动外轮，所述从动轮与转动外轮均设置在承接板上，所述从动轮一端与承接片相连接，另一端随着第二运动履带的运动而转动。

4.根据权利要求1所述的具有伸缩结构的巡检机器人，其特征在于，所述伸缩部包括伸缩电机和旋转电机，所述旋转电机位于所述伸缩电机与安装台的中间位置，所述伸缩电机的顶端设有检测壳体，检测壳体表面开设有多个微孔，所述检测壳体内部设有检测器。

5.根据权利要求1所述的具有伸缩结构的巡检机器人，其特征在于，所述第一运动电机和第二运动电机均设置在第一运动履带旁，通过驱动轴与所述扫描台相连接。

6.根据权利要求1所述的具有伸缩结构的巡检机器人，其特征在于，所述运动部上还包括有控制装置，所述控制装置包括电性相连的主控板，显示件和天线；所述主控板设置在所述显示件内，所述显示件表面设有显示屏；所述天线设置在所述显示件旁，通过导线与安装在主控板上的通讯芯片相连接。

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