一种煤矿监测用轨道巡检机器人论文和设计-王张飞

全文摘要

一种煤矿监测用轨道巡检机器人，涉及一种巡检机器人，包括巡检机器人箱体、驱动装置、智能控制箱和电源，巡检机器人箱体的上面中部开设有开口，开口的两端分别与巡检机器人箱体左右两侧面板上的凹槽相连通，驱动装置安装在巡检机器人箱体前后面板的内面上部，巡检机器人箱体内分别设有智能控制箱和电源，驱动装置通过智能控制箱与电源连接；本实用新型代替了人工完成煤矿巡检工作，且安全可靠，大大降低了工人的劳动强度，且减少了人工巡检时面临的风险。

主设计要求

1.一种煤矿监测用轨道巡检机器人，包括巡检机器人箱体、驱动装置、智能控制箱和电源，其特征是：巡检机器人箱体的上面中部开设有开口，开口的两端分别与巡检机器人箱体左右两侧面板上的凹槽相连通，驱动装置安装在巡检机器人箱体前后面板的内面上部，巡检机器人箱体内分别设有智能控制箱和电源，驱动装置通过智能控制箱与电源连接，驱动装置包括分别对应安装在巡检机器人箱体前后面板内面上部的驱动轮支撑架、固定架和万向轮，相对应的两个驱动轮支撑架上分别安装有驱动轮，固定架设置在驱动轮支撑架的右侧，固定架上固定有减速箱，在减速箱与巡检机器人箱体的前后面板之间均设有安装驱动电机的间隙，驱动电机的输出轴与减速箱的输入轴固定连接，减速箱的输出轴与驱动轮的驱动轴连接，在驱动轮支撑架的下部均固定有舵机，在舵机的摆动手臂上均连接有夹紧轮。

设计方案

2.根据权利要求1所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，其特征是：巡检机器人箱体的前面板上设有信号指示灯，巡检机器人箱体右侧面板下部设有长孔，在长孔处设有通讯装置，巡检机器人箱体下部安装有双光吊舱，信号指示灯、通讯装置、双光吊舱均分别通过智能控制箱与电源连接。

3.根据权利要求1所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，其特征是：驱动轮支撑架、固定架分别通过螺钉固定在巡检机器人箱体前后面板上。

4.根据权利要求1所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，其特征是：还包括设置在巡检机器人箱体左右面板凹槽两相对内面上部的导向轮，导向轮均分别通过导向轮支架固定在凹槽两相对内面的上部，导向轮支架的外端均设置在凹槽的外部且与导向轮连接，导向轮支架的内端均设置在凹槽内面上的通孔内，且与通孔内的弹簧固定连接，导向轮的安装方向与万向轮的安装方向垂直设置。

5.根据权利要求1所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，其特征是：通讯装置包括天线和电机，电机通过底座固定在巡检机器人箱体内的右侧，电机的输出轴与固定在天线一端的连接杆垂直连接，天线设置在巡检机器人右侧面板下部的凹孔内，天线分别与地面工作站、智能控制盒子通过信号连接。

6.根据权利要求1所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，其特征是：双光吊舱的吊舱云台上分别安装有温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块，吊舱云台的下部安装有摄像头，摄像头设置有两个，分别为红外摄像头和可见光摄像头，均与图像采集模块通过信号线连接；温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块分别与智能控制箱通过信号或信号线连接。

7.根据权利要求1所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，其特征是：智能控制箱与地面工作站通过信号连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种巡检机器人，尤其是涉及一种煤矿监测用轨道巡检机器人。

背景技术

公知的，煤炭是我国重要的基础能源，我国煤炭储量1.3万亿吨，是世界最大的煤炭生产国，面对如此巨大的煤炭资源，我国目前主要采用的是传送带运输机进行运输煤炭，虽然传送带运输机具有自身的皮带保护措施，但是传送带运输机的维护等工作仍然需要人工完成，且由于地势、传送带运输机的安装等问题可能会造成煤炭在运输过程中的掉落，面对这些问题，传统模式下，采用人工巡检的方式，既费时费力、环境恶劣，还存在很大的安全风险。因此，开发一款能够代替人工完成煤矿巡检智能轨道机器人迫在眉睫，使其能够实现进行巡检工作，减少人工巡检时面临的风险，从而提升煤炭运输的智能机械化管理。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种煤矿监测用轨道巡检机器人。

为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种煤矿监测用轨道巡检机器人，包括巡检机器人箱体、驱动装置、智能控制箱和电源，巡检机器人箱体的上面中部开设有开口，开口的两端分别与巡检机器人箱体左右两侧面板上的凹槽相连通，驱动装置安装在巡检机器人箱体前后面板的内面上部，巡检机器人箱体内分别设有智能控制箱和电源，驱动装置通过智能控制箱与电源连接，驱动装置包括分别对应安装在巡检机器人箱体前后面板内面上部的驱动轮支撑架、固定架和万向轮，相对应的两个驱动轮支撑架上分别安装有驱动轮，固定架设置在驱动轮支撑架的右侧，固定架上固定有减速箱，在减速箱与巡检机器人箱体的前后面板之间均设有安装驱动电机的间隙，驱动电机的输出轴与减速箱的输入轴固定连接，减速箱的输出轴与驱动轮的驱动轴连接，在驱动轮支撑架的下部均固定有舵机，在舵机的摆动手臂上均连接有夹紧轮。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，巡检机器人箱体的前面板上设有信号指示灯，巡检机器人箱体右侧面板下部设有长孔，在长孔处设有通讯装置，巡检机器人箱体下部安装有双光吊舱，信号指示灯、通讯装置、双光吊舱均分别通过智能控制箱与电源连接。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，驱动轮支撑架、固定架分别通过螺钉固定在巡检机器人箱体前后面板上。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，还包括设置在巡检机器人箱体左右面板凹槽两相对内面上部的导向轮，导向轮均分别通过导向轮支架固定在凹槽两相对内面的上部，导向轮支架的外端均设置在凹槽的外部且与导向轮连接，导向轮支架的内端均设置在凹槽内面上的通孔内，且与通孔内的弹簧固定连接，导向轮的安装方向与万向轮的安装方向垂直设置。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，通讯装置包括天线和电机，电机通过底座固定在巡检机器人箱体内的右侧，电机的输出轴与固定在天线一端的连接杆垂直连接，天线设置在巡检机器人右侧面板下部的凹孔内，天线分别与地面工作站、智能控制盒子通过信号连接。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，双光吊舱的吊舱云台上分别安装有温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块，吊舱云台的下部安装有摄像头，摄像头设置有两个，分别为红外摄像头和可见光摄像头，均与图像采集模块通过信号线连接；温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块分别与智能控制箱通过信号或信号线连接。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，智能控制箱与地面工作站通过信号连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，代替了人工完成煤矿巡检工作，且安全可靠，大大降低了工人的劳动强度，且减少了人工巡检时面临的风险；通过在导向轮支架上设置导向轮，导向轮支架的内端设置在凹槽内面的通孔内且连接有弹簧，导向轮在弹簧力的作用下，在转弯时，可消除一部分导向轮与轨道接触时产生的作用力，减少巡检机器人的震动；当需要爬坡时，舵机驱动夹紧轮转动，与L型轨道下部接触，增加驱动轮的摩擦力，使巡检机器人完成爬坡动作，平地行走时，夹紧轮通过与轨道分离，减小驱动轮与轨道的摩擦力从而减少能量消耗。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型天线伸出的结构示意图；

图3是本实用新型正视图；

图4是本实用新型吊舱云台的结构示意图；

图中：1、导向轮；2、驱动轮；3、驱动轮支撑架；4、减速箱；5、驱动电机；6、固定架；7、万向轮；8、散热孔；9、通讯装置；10、智能控制箱；11、双光吊舱；12、电源；13、吊舱云台；14、外摄像；15、夹紧轮；16、信号指示灯；17、导轨；18、连接杆；19、弹簧；20、天线。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

结合附图1-4所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，包括巡检机器人箱体、驱动装置、智能控制箱10和电源12，巡检机器人箱体的上面中部开设有开口，开口的两端分别与巡检机器人箱体左右两侧面板上的凹槽相连通，驱动装置安装在巡检机器人箱体前后面板的内面上部，巡检机器人箱体内分别设有智能控制箱10和电源12，驱动装置通过智能控制箱10与电源12连接，驱动装置包括分别对应安装在巡检机器人箱体前后面板内面上部的驱动轮支撑架3、固定架6和万向轮7，相对应的两个驱动轮支撑架3上分别安装有驱动轮2，固定架6设置在驱动轮支撑架3的右侧，固定架6上固定有减速箱4，在减速箱4与巡检机器人箱体的前后面板之间均设有安装驱动电机5的间隙，驱动电机5的输出轴与减速箱4的输入轴固定连接，减速箱4的输出轴与驱动轮2的驱动轴连接，在驱动轮支撑架3的下部均固定有舵机，在舵机的摆动手臂上均连接有夹紧轮15。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，巡检机器人箱体的前面板上设有信号指示灯16，巡检机器人箱体右侧面板下部设有长孔，在长孔处设有通讯装置9，巡检机器人箱体下部安装有双光吊舱11，信号指示灯16、通讯装置9、双光吊舱11均分别通过智能控制箱10与电源12连接。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，驱动轮支撑架3、固定架6分别通过螺钉固定在巡检机器人箱体前后面板上。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，还包括设置在巡检机器人箱体左右面板凹槽两相对内面上部的导向轮1，导向轮1均分别通过导向轮支架固定在凹槽两相对内面的上部，导向轮支架的外端均设置在凹槽的外部且与导向轮1连接，导向轮支架的内端均设置在凹槽内面上的通孔内，且与通孔内的弹簧19固定连接，导向轮1的安装方向与万向轮7的安装方向垂直设置。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，通讯装置9包括天线20和电机，电机通过底座固定在巡检机器人箱体内的右侧，电机的输出轴与固定在天线20一端的连接杆18垂直连接，天线20设置在巡检机器人右侧面板下部的凹孔内，天线20分别与地面工作站、智能控制盒子10通过信号连接；

在轨道巡检机器人工作时，电机驱动天线20一端的连接杆转动，从而带动天线20转动，当天线20与导轨17平行时，巡检机器人开始巡检工作。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，双光吊舱11的吊舱云台13上分别安装有温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块，吊舱云台13的下部安装有摄像头14，温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块分别与智能控制箱10通过信号或信号线连接；摄像头14设置有两个，分别为红外摄像头和可见光摄像头，均与图像采集模块通过信号线连接。

所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，智能控制箱10与地面工作站通过信号连接。

实施本实用新型所述的煤矿监测用轨道巡检机器人，在使用时，驱动电机5分别带动与其连接的减速箱4输入轴转动，经过变速后由减速箱4的输出轴带动驱动轮2旋转，轨道巡检机器人沿导轨17前进，当轨道巡检机器人进行转弯时，导向轮1与导轨17接触，导向轮1在内部弹簧19力的作用下，可消除在接触时产生的作用力，减少轨道巡检机器人的震动；当轨道巡检机器人需要爬坡时，舵机的摆动手臂摆动，带动夹紧轮15转动，与L形导轨17下部接触，增加驱动轮2的摩擦力，使轨道巡检机器人完成爬坡动作；舵机的型号为TELESKYSG90；平地行走时，夹紧轮15与导轨17分离，减小驱动轮2与导轨17的摩擦力；双光吊舱11的吊舱云台13上分别安装有温度传感器模块、声音、图像采集模块、GPS定位模块，当煤炭周围环境温度过高时，轨道巡检机器人停止运动，向地面工作站发送警报，双光吊舱转动扫描周围环境，并将相应的数据、图像传送到工作站，声音采集模块具有定向性，主要检测传送带运输机是否发生故障，当检测到传送带运输机发生异响时，智能控制箱10驱动双光吊舱11旋转定位到故障发生位置，并通过GPS定位装置将轨道巡检机器人坐标位置发送到地面工作站，工作人员通过图像采集模块传回的图像可实时获取轨道巡检机器人采集的图像、声音的信息，综合煤炭运输常见问题，如皮带运输机发生故障或者煤炭大量从运输带上脱落等故障，最后确定故障发生原因，通过GPS定位模块对故障发生位置进行精确定位，并进行及时维护、处理；本申请中的智能控制箱10将所采集的数据进行保存、处理，为现有技术，故具体结构不再累述；轨道巡检机器人箱体上面开口上安装有保护板，保护板的一侧与开口的一侧内面铰接连接，能够防止煤炭碎块、灰尘等杂物掉落到轨道巡检机器人内部。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。

设计图

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