煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)制造技術(shù)

煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，包括軌道平臺(tái)和軌道平臺(tái)上滑動(dòng)設(shè)置的行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)上設(shè)有信息探測(cè)機(jī)器人；軌道平臺(tái)上至少設(shè)有兩根支撐橫桿，一根支撐橫桿上設(shè)有固定支架，另一根支撐橫桿上設(shè)有伸縮支架。本發(fā)明專利技術(shù)構(gòu)建了以軌道平臺(tái)為框架的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)構(gòu)緊湊，靈活小巧，操作簡(jiǎn)單，智能化程度高，能夠使信息探測(cè)機(jī)器人快速準(zhǔn)確的到達(dá)距離災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)最近的地點(diǎn)，并使信息探測(cè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在軌道平臺(tái)上前進(jìn)、倒退和懸停，以進(jìn)行信息探測(cè)和進(jìn)行搜救措施；通過伸縮支架可調(diào)節(jié)軌道平臺(tái)的坡度，便于進(jìn)行信息探測(cè)機(jī)器人的爬坡能力實(shí)驗(yàn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于機(jī)器人
，特別涉及一種煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)。
技術(shù)介紹
我國是世界上主要產(chǎn)煤國之一，大多煤炭生產(chǎn)是采用地下作業(yè)，客觀上講，在煤炭生產(chǎn)實(shí)施過程中，受到頂板壓力、瓦斯、煤塵、水、火等自然災(zāi)害的安全威脅；另外，由于煤炭生產(chǎn)的作業(yè)條件復(fù)雜多變和管理失控等原因，還會(huì)發(fā)生機(jī)械電器、運(yùn)輸提升和爆破等其他安全事故。災(zāi)害發(fā)生后，在高溫高壓的環(huán)境中伴有大量有毒有害氣體，救援人員無法第一時(shí)間到達(dá)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)，無法了解事故現(xiàn)場(chǎng)的信息，嚴(yán)重影響救援的實(shí)施時(shí)效。這時(shí)，煤礦信息探測(cè)機(jī)器人就起到了十分重要的作用。但是，煤礦井下一旦發(fā)生災(zāi)害，現(xiàn)場(chǎng)路況較為惡劣，探測(cè)機(jī)器人要進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)完成信息探測(cè)與搜救任務(wù)就必須具備較強(qiáng)的行走和探測(cè)能力。由于煤礦救災(zāi)機(jī)器人和煤礦災(zāi)害探測(cè)機(jī)器人對(duì)煤礦災(zāi)害救援具有不可估量的現(xiàn)實(shí)意義，如果能第一時(shí)間掌握災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的信息將會(huì)對(duì)救援工作起到關(guān)鍵性的作用。因此，國內(nèi)外一直以來都在對(duì)其進(jìn)行著深入的研究和探討，例如:Transeth、Lil jeback、Cao、蔣湘軍和趙武等人通過研究自然界中蛇的形態(tài)特征與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研制了由蛇頭、蛇體和蛇尾組成的蛇形救援機(jī)器人，所有環(huán)境探測(cè)傳感器安裝在蛇頭部，蛇體中安裝變向、抬升和驅(qū)動(dòng)組件，可實(shí)現(xiàn)模擬生物蛇的多種真實(shí)運(yùn)動(dòng)形態(tài)；Kamegawa、Polverar1、Marques、Tunwannarux、宋小康和王勇等人研制了類似NASA火星探測(cè)車的多輪式救災(zāi)機(jī)器人和伸縮輪腿式仿生搜救機(jī)器人，環(huán)境探測(cè)傳感器安裝于移動(dòng)平臺(tái)的前部或機(jī)械臂上，其優(yōu)點(diǎn)是自由度較少、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)速度快、輪式滾動(dòng)摩擦阻力小和機(jī)械傳動(dòng)效率高；Thrun、Qi> Kamikawa> Deapp和郭麗峰等人開發(fā)了類似蜘蛛、人體結(jié)構(gòu)的多腿式救災(zāi)機(jī)器人，激光測(cè)距傳感器、夜視攝像機(jī)、氣體探測(cè)傳感器和陀螺儀分別安裝于機(jī)器人上部平臺(tái)的前端，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)起伏坡度大、多溝壕地形適應(yīng)能力強(qiáng)；Zhao、Megid, Li和葛世榮等人研制可仿蝎變形履帶搜救機(jī)器人和履帶式礦井搜救機(jī)器人，低照度攝像機(jī)固定在機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的前端，氣體傳感器和溫度傳感器固定在移動(dòng)平臺(tái)的左右兩側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)多種惡劣路況下的快速移動(dòng)，如濕地、沙石及松土路面。但是，在煤礦井下發(fā)生災(zāi)害時(shí)，由于礦井巷道繁多，地面環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，布滿障礙物，沿地面行走十分困難，上述機(jī)器人還不能完全滿足災(zāi)害信息收集與現(xiàn)場(chǎng)開展搜救任務(wù)的需求，機(jī)器人如何準(zhǔn)確的將現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害信息傳輸?shù)降孛妗⑷绾慰焖俚牡竭_(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)依然是國內(nèi)外專家學(xué)者的研究關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、靈活小巧和智能化程度高的煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是:煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，包括軌道平臺(tái)和軌道平臺(tái)上滑動(dòng)設(shè)置的行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)上設(shè)有信息探測(cè)機(jī)器人；軌道平臺(tái)上至少設(shè)有兩根支撐橫桿，一根支撐橫桿上設(shè)有固定支架，另一根支撐橫桿上設(shè)有伸縮支架。所述軌道平臺(tái)為方形環(huán)狀，其包括縱向連接板和縱向連接板上、下兩端垂直設(shè)置的上軌道板與下軌道板，上軌道板之間設(shè)有上弧形板、下軌道板之間設(shè)有下弧形板，上弧形板與下弧形板之間設(shè)有弧形連接板。所述上軌道板與下軌道板分別通過組裝螺栓固定在縱向連接板上，上弧形板與下弧形板分別通過組裝螺栓固定在弧形連接板上；上軌道板與上弧形板通過軌道連接片和固定螺栓相連，下軌道板與下弧形板通過軌道連接片和固定螺栓相連。所述行走機(jī)構(gòu)包括兩塊并列設(shè)置的行走支架，兩塊行走支架通過連接螺栓與固定螺母組裝為一體；行走支架上設(shè)有軸線豎直的行走輪和與行走輪相鄰的固定板，固定板上設(shè)有軸線水平的輪軸，輪軸端部設(shè)有支撐輪。所述行走輪包括外輪和外輪內(nèi)部的輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)通過其電機(jī)軸下端的電機(jī)固定螺母安裝在行走支架上；輪轂電機(jī)與行走支架之間設(shè)有制動(dòng)器，制動(dòng)器包括制動(dòng)器外殼、制動(dòng)轉(zhuǎn)子和制動(dòng)定子，制動(dòng)器外殼通過螺栓安裝在行走支架上，制動(dòng)定子通過定子固定螺釘安裝在行走支架上，制動(dòng)轉(zhuǎn)子與外輪下部鍵連接。所述信息探測(cè)機(jī)器人包括箱體和箱體支架，箱體支架與行走機(jī)構(gòu)相連；箱體一側(cè)設(shè)有信息探測(cè)傳感器，箱體底部設(shè)有機(jī)械手，機(jī)械手包括機(jī)械臂和其前端設(shè)置的機(jī)械臂末端執(zhí)行器、攝像頭和無線圖像發(fā)射器。所述固定支架和伸縮支架上分別設(shè)有障礙物放置支架，其包括定支撐桿和定支撐桿端部鉸連的動(dòng)支撐桿，定支撐桿另一端設(shè)有管箍，管箍通過緊固螺栓與螺母固定在固定支架或者伸縮支架上；動(dòng)支撐桿端部設(shè)有托盤。所述定支撐桿下部設(shè)有傾斜設(shè)置的加固桿，加固桿端部設(shè)有管箍，管箍通過緊固螺栓與螺母固定在固定支架或者伸縮支架上。所述固定支架和伸縮支架上端分別設(shè)有固定套塊，固定套塊套裝在支撐橫桿上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是: 1、本專利技術(shù)包括軌道平臺(tái)和軌道平臺(tái)上滑動(dòng)設(shè)置的行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)上設(shè)有信息探測(cè)機(jī)器人；軌道平臺(tái)上至少設(shè)有兩根支撐橫桿，一根支撐橫桿上設(shè)有固定支架，另一根支撐橫桿上設(shè)有伸縮支架，其構(gòu)建了以軌道平臺(tái)為框架的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)構(gòu)緊湊，靈活小巧，操作簡(jiǎn)單，智能化程度高，能夠使信息探測(cè)機(jī)器人快速準(zhǔn)確的到達(dá)距離災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)最近的地點(diǎn)，并使信息探測(cè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在軌道平臺(tái)上前進(jìn)、倒退和懸停，以進(jìn)行信息探測(cè)和進(jìn)行搜救措施；通過伸縮支架可調(diào)節(jié)軌道平臺(tái)的坡度，便于信息探測(cè)機(jī)器人爬坡作業(yè)。2、行走機(jī)構(gòu)包括兩塊并列設(shè)置的行走支架，兩塊行走支架通過連接螺栓與固定螺母組裝為一體；行走支架上設(shè)有軸線豎直的行走輪和與行走輪相鄰的固定板，固定板上設(shè)有軸線水平的輪軸，輪軸端部設(shè)有支撐輪；行走輪包括外輪和外輪內(nèi)部的輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)通過其電機(jī)軸下端的電機(jī)固定螺母安裝在行走支架上；輪轂電機(jī)與行走支架之間設(shè)有制動(dòng)器，制動(dòng)器包括制動(dòng)器外殼、制動(dòng)轉(zhuǎn)子和制動(dòng)定子，制動(dòng)器外殼通過螺栓安裝在行走支架上，制動(dòng)定子通過定子固定螺釘安裝在行走支架上，制動(dòng)轉(zhuǎn)子與外輪下部鍵連接，使用時(shí)，兩側(cè)的行走輪夾持在縱向連接板側(cè)面上、支撐輪滾動(dòng)支撐在下軌道板上，行走輪為行走機(jī)構(gòu)提供有效的摩擦力，且為行走機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，以使行走機(jī)構(gòu)通過支撐輪在下軌道板上運(yùn)行；制動(dòng)器通過與外輪鍵連接對(duì)其實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)信息探測(cè)機(jī)器人沿軌道平臺(tái)前進(jìn)、倒退和懸停，便于控制。3、信息探測(cè)機(jī)器人包括箱體和箱體支架，箱體支架與行走機(jī)構(gòu)相連；箱體一側(cè)設(shè)有信息探測(cè)傳感器，箱體底部設(shè)有機(jī)械手，機(jī)械手包括機(jī)械臂和其前端設(shè)置的機(jī)械臂末端執(zhí)行器、攝像頭和無線圖像發(fā)射器，通過機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)與伸展來控制末端執(zhí)行器對(duì)障礙物的處理，通過攝像頭進(jìn)行環(huán)境圖像信息的采集，信息探測(cè)傳感器可以對(duì)環(huán)境中的氧氣、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、甲烷、溫度、濕度、壓差等信息進(jìn)行采集，并將上述采集到的信息上傳給上位機(jī)進(jìn)行信息融合與決策，智能化程度高。4、障礙物放置支架包括定支撐桿和定支撐桿端部通過鉸連螺栓與螺母鉸連的動(dòng)支撐桿，定支撐桿另一端設(shè)有管箍，管箍通過緊固螺栓與螺母固定在固定支架或者伸縮支架上，在動(dòng)支撐桿端部設(shè)有托盤，托盤用于機(jī)械手在行走路線上放置障礙物。5、在定支撐桿下部設(shè)有傾斜設(shè)置的加固桿，加固桿端部設(shè)有管箍，管箍通過緊固螺栓與螺母固定在固定支架或者伸縮支架上，可大大提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1中軌道平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖1中行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖3中行走輪的結(jié)構(gòu)示意 圖5為圖1中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，其特征在于，包括軌道平臺(tái)和軌道平臺(tái)上滑動(dòng)設(shè)置的行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)上設(shè)有信息探測(cè)機(jī)器人；軌道平臺(tái)上至少設(shè)有兩根支撐橫桿，一根支撐橫桿上設(shè)有固定支架，另一根支撐橫桿上設(shè)有伸縮支架。

【技術(shù)特征摘要】
1.礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，其特征在于，包括軌道平臺(tái)和軌道平臺(tái)上滑動(dòng)設(shè)置的行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)上設(shè)有信息探測(cè)機(jī)器人；軌道平臺(tái)上至少設(shè)有兩根支撐橫桿，一根支撐橫桿上設(shè)有固定支架，另一根支撐橫桿上設(shè)有伸縮支架。2.按權(quán)利要求1所述的煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，其特征在于，所述軌道平臺(tái)為方形環(huán)狀，其包括縱向連接板和縱向連接板上、下兩端垂直設(shè)置的上軌道板與下軌道板，上軌道板之間設(shè)有上弧形板、下軌道板之間設(shè)有下弧形板，上弧形板與下弧形板之間設(shè)有弧形連接板。3.按權(quán)利要求2所述的煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，其特征在于，所述上軌道板與下軌道板分別通過組裝螺栓固定在縱向連接板上，上弧形板與下弧形板分別通過組裝螺栓固定在弧形連接板上；上軌道板與上弧形板通過軌道連接片和固定螺栓相連，下軌道板與下弧形板通過軌道連接片和固定螺栓相連。4.按權(quán)利要求1所述的煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括兩塊并列設(shè)置的行走支架，兩塊行走支架通過連接螺栓與固定螺母組裝為一體；行走支架上設(shè)有軸線豎直的行走輪和與行走輪相鄰的固定板，固定板上設(shè)有軸線水平的輪軸，輪軸端部設(shè)有支撐輪。5.按權(quán)利要求4所述的煤礦井下災(zāi)害信息探測(cè)機(jī)器人平臺(tái)，其特征在于，所述行走輪包括外輪和外輪...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王裕清，秦玉鑫，陳曉靜，李智國，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：