全文摘要
本实用新型公开了一种煤矿井下发电装置，涉及煤矿井下发电技术领域，特别涉及煤矿井下巡查装置，可以解决井下防爆环境下蓄电池自动充电难的问题，包括巡检机器人主体、充电桩、轨道、充电控制系统、通讯系统和上位机，巡检机器人主体安装在轨道上，充电桩通过支架固定在轨道上悬于轨道一侧，可以和巡检机器人主体对接；通过伸缩气缸、气动马达、传动公头、传动母头、增速器、发电机、机器人充电控制系统、充电桩控制系统将气源的能量转化为电池的电能，实现了自动充电，运用了井下丰富而又廉价的气源作为动力，节能高效，并将非本安的器件装入机器人的隔爆腔体内，增加了安全性可靠性。
主设计要求
1.煤矿井下发电装置，其特征在于：包括巡检机器人主体、充电桩充电控制系统，充电控制系统包括机器人充电控制系统和充电桩控制系统；所述机器人主体包括机器人隔爆箱体、传动母头、增速器、发电机、发电控制器和蓄电池；增速器、发电机、发电控制器和蓄电池位于机器人隔爆箱体内部；所述传动母头位于机器人隔爆箱体侧表面，用于和充电桩连接，传动母头、增速器、发电机依次连接，机器人充电控制系统分别与蓄电池、增速器、发电机电连接；机器人充电控制系统具有监测蓄电池的电量并控制巡检机器人主体返回充电桩、控制增速器、发电机给蓄电池充电的功能；所述充电桩包括气动马达、伸缩气缸、滑轨和传动公头，充电桩控制系统分别与伸缩气缸、气动马达连接；所述伸缩气缸和滑轨水平设置且垂直于巡检机器人主体方向，气动马达安装于滑轨的滑块上，伸缩气缸的推杆与滑块固连，控制气动马达沿滑轨滑动；气动马达的转动轴上安装有传动轴，传动轴的端部安装有传动公头，用于与巡检机器人主体上的传动母头连接并联动，气动马达由井下的气源带动转动；所述充电桩控制系统控制伸缩气缸和气动马达工作；所述增速器和发电机在气动马达的带动下产生电能存储至蓄电池。
设计方案
1.煤矿井下发电装置，其特征在于：包括巡检机器人主体、充电桩充电控制系统，充电控制系统包括机器人充电控制系统和充电桩控制系统；
所述机器人主体包括机器人隔爆箱体、传动母头、增速器、发电机、发电控制器和蓄电池；增速器、发电机、发电控制器和蓄电池位于机器人隔爆箱体内部；所述传动母头位于机器人隔爆箱体侧表面，用于和充电桩连接，传动母头、增速器、发电机依次连接，机器人充电控制系统分别与蓄电池、增速器、发电机电连接；机器人充电控制系统具有监测蓄电池的电量并控制巡检机器人主体返回充电桩、控制增速器、发电机给蓄电池充电的功能；
所述充电桩包括气动马达、伸缩气缸、滑轨和传动公头，充电桩控制系统分别与伸缩气缸、气动马达连接；所述伸缩气缸和滑轨水平设置且垂直于巡检机器人主体方向，气动马达安装于滑轨的滑块上，伸缩气缸的推杆与滑块固连，控制气动马达沿滑轨滑动；气动马达的转动轴上安装有传动轴，传动轴的端部安装有传动公头，用于与巡检机器人主体上的传动母头连接并联动，气动马达由井下的气源带动转动；所述充电桩控制系统控制伸缩气缸和气动马达工作；
所述增速器和发电机在气动马达的带动下产生电能存储至蓄电池。
2.如权利要求1所述的煤矿井下发电装置，其特征在于：所述传动轴和传动公头外部设置有保护罩，所述传动轴上套设有缓冲弹簧连接传动公头。
3.如权利要求1所述的煤矿井下发电装置，其特征在于：还包括位置检测传感器和到位检测传感器，分别与充电桩控制系统电连接，所述位置检测传感器安装于充电桩的支架上用于检测巡检机器人主体运行至对接充电桩位置的情况；所述到位检测传感器有三个，第一到位检测传感器和第二到位检测传感器分别安装于支架上，指示气动马达能够达到滑块的最前和最后位置，第三到位检测传感器安装于气动马达上，用于检测充电桩的气动马达在滑轨上前进及后退的到位情况。
4.如权利要求1所述的煤矿井下发电装置，其特征在于：还包括轨道，巡检机器人主体安装在轨道上，充电桩通过支架固定在轨道上并悬于轨道一侧，与巡检机器人主体对接。
5.如权利要求1所述的煤矿井下发电装置，其特征在于：还包括通讯系统和上位机，分别与机器人充电控制系统、充电桩控制系统电连接，机器人充电控制系统和充电桩控制系统分别通过无线通信系统实现与上位机通信的功能。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下发电技术领域，特别涉及一种煤矿井下发电装置。
背景技术
随着煤矿井下自动化作业技术的发展，越来越多的智能化设备应用于煤矿井下，尤其是井下巡查装置，自行运动进行监控和巡查，巡查装置不方便拖拽电缆运行，只能使用蓄电池，这时供电技术成为关键技术，蓄电池的自动充电和自定位是难点。同时，由于煤矿井下的防爆环境限制，井下充电一直是行业内的难题，目前主要是在井下隔离硐室充电或者在电极的接触位置设置防爆隔离腔，这两种方式的危险性都比较大，而且应用起来非常不方便。
实用新型内容
本实用新型为了解决井下防爆环境下蓄电池自动充电难的问题，提供了一种煤矿井下发电装置。
根据本实用新型，所述的煤矿井下发电装置，包括巡检机器人主体、充电桩充电控制系统，充电控制系统包括机器人充电控制系统和充电桩控制系统；
所述机器人主体包括机器人隔爆箱体、传动母头、增速器、发电机、发电控制器和蓄电池；增速器、发电机、发电控制器和蓄电池位于机器人隔爆箱体内部；所述传动母头位于机器人隔爆箱体侧表面，用于和充电桩连接，传动母头、增速器、发电机依次连接，机器人充电控制系统分别与蓄电池、增速器、发电机电连接；机器人充电控制系统具有监测蓄电池的电量并控制巡检机器人主体返回充电桩、控制增速器、发电机给蓄电池充电的功能；
所述充电桩包括气动马达、伸缩气缸、滑轨和传动公头，充电桩控制系统分别与伸缩气缸、气动马达连接；所述伸缩气缸和滑轨水平设置且垂直于巡检机器人主体方向，气动马达安装于滑轨的滑块上，伸缩气缸的推杆与滑块固连，控制气动马达沿滑轨滑动；气动马达的转动轴上安装有传动轴，传动轴的端部安装有传动公头，用于与巡检机器人主体上的传动母头连接并联动，气动马达由井下的气源带动转动；所述充电桩控制系统控制伸缩气缸和气动马达工作；
所述增速器和发电机在气动马达的带动下产生电能存储至蓄电池。
进一步的，传动轴和传动公头外部设置有保护罩，传动轴上套设有缓冲弹簧连接传动公头。
优选地，煤矿井下发电装置还包括：位置检测传感器和到位检测传感器，分别与充电桩控制系统电连接，所述位置检测传感器安装于充电桩的支架上用于检测巡检机器人主体运行至对接充电桩位置的情况；所述到位检测传感器有三个，第一到位检测传感器和第二到位检测传感器分别安装于支架上，指示气动马达能够达到滑块的最前和最后位置，第三到位检测传感器安装于气动马达上，用于检测充电桩的气动马达在滑轨上前进及后退的到位情况。
优选地，煤矿井下发电装置还包括：轨道，巡检机器人主体安装在轨道上，充电桩通过支架固定在轨道上并悬于轨道一侧，与巡检机器人主体对接。
优选地，煤矿井下发电装置还包括：通讯系统和上位机，分别与机器人充电控制系统、充电桩控制系统电连接，机器人充电控制系统和充电桩控制系统分别通过无线通信系统实现与上位机通信的功能。
本实用新型技术方案使设备在煤矿井下的防爆环境也可以实现就地充电的，并能保证井下充电的安全性和可靠性，同时解除了设备拖拽线缆行进的复杂设计，减负的同时节约了成本。本实用新型技术方案将气源的能量转化为电池的电能，巧妙运用了井下丰富而又廉价的气源作为动力，将非本安的器件装入机器人的隔爆腔体内，保证整个充电的过程可靠性大大增强。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型煤矿井下发电装置的立体图；
图2为本实用新型煤矿井下发电装置的侧视图；
图3为本实用新型所述的充电桩系统结构示意图；
图4为本实用新型所述的机器人发电系统结构示意图；
图5为本实用新型煤矿井下发电装置充电状态示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提出了一种煤矿井下发电装置，如图1-4所示：包括巡检机器人主体1、充电桩2充电控制系统，充电控制系统包括机器人充电控制系统和充电桩控制系统4；
所述机器人主体1包括机器人隔爆箱体、传动母头14、增速器15、发电机16、发电控制器17和蓄电池18；增速器15、发电机16、发电控制器17和蓄电池18位于机器人隔爆箱体内部；所述传动母头14位于机器人隔爆箱体侧表面，用于和充电桩2连接，传动母头14、增速器15、发电机16依次连接，机器人充电控制系统分别与蓄电池18、增速器15、发电机16电连接；机器人充电控制系统具有监测蓄电池18的电量并控制巡检机器人主体1返回充电桩2、控制增速器15、发电机16给蓄电池18充电的功能；
所述充电桩2包括气动马达7、伸缩气缸6、滑轨12和传动公头9，充电桩控制系统4分别与伸缩气缸6、气动马达7连接；所述伸缩气缸6和滑轨12水平设置且垂直于巡检机器人主体1方向，气动马达7安装于滑轨12的滑块上，伸缩气缸6的推杆与滑块固连，控制气动马达7沿滑轨12滑动；气动马达7的转动轴上安装有传动轴11，传动轴11的端部安装有传动公头9，用于与巡检机器人主体1上的传动母头14连接并联动，气动马达7由井下的气源带动转动；所述充电桩控制系统4控制伸缩气缸6和气动马达7工作；上述实施例中，所述充电桩2的气动马达7和传动公头9在伸缩气缸6的推动下可以在滑轨12上移动，得以实现充电桩2上的传动公头9和巡检机器人主体1上传动母头14的连接和断开；
所述增速器15和发电机16在气动马达7的带动下产生电能存储至蓄电池18。
优选地，传动轴11和传动公头9外部设置有保护罩10，传动轴11上套设有缓冲弹簧8连接传动公头9。
实施例中的充电桩系统，还包括：位置检测传感器和到位检测传感器13，分别与充电桩控制系统4电连接，所述位置检测传感器安装于充电桩的支架5上用于检测巡检机器人主体1运行至对接充电桩2位置的情况；所述到位检测传感器13有三个，第一到位检测传感器和第二到位检测传感器分别安装于支架上，第一到位检测传感器位于气动马达7离巡检机器人主体1最远的位置，第二位检测传感器位于气动马达7离巡检机器人主体1最近的位置，第三到位检测传感器安装于气动马达7上，用于检测充电桩2的气动马达7在滑轨上前进及后退的到位情况。
实施例中的煤矿井下发电装置，还包括：轨道3，巡检机器人主体1安装在轨道3上，充电桩2通过支架5固定在轨道3上并悬于轨道3一侧，与巡检机器人主体1对接。
实施例中的煤矿井下发电装置，还包括：通讯系统和上位机，分别与机器人充电控制系统、充电桩控制系统4电连接，机器人充电控制系统和充电桩控制系统4分别通过无线通信系统实现与上位机通信的功能。
当蓄电池18内电量充足时，巡检机器人主体1在轨道3上正常行驶，对既定路线内的环境进行巡检；当蓄电池18内电量不足时，巡检机器人主体1在机器人充电控制系统的控制下，自动返回充电桩2的位置处，当充电桩2的位置检测传感器发出到位信号时，充电桩控制系统4控制伸缩气缸6动作，推动气动马达7向巡检机器人本体1移动直至传动公头9和传动母头14连接(如图5所示)，第三到位检测传感器运行至第二到位检测传感器位置后，第二到位检测传感器发出连接到位信号至充电桩控制系统4，充电桩控制系统4控制伸缩气缸6停止动作。此时，充电桩控制系统4控制气动马达7开始工作，带动巡检机器人主体1内部的增速器15转动，传给发电机16进行发电，发电机16再通过发电控制器17的控制给蓄电池18进行充电，当蓄电池18检测到充满后，充电桩控制系统4接收到机器人充电控制系统发出的信息，控制气动马达7停止工作，伸缩气缸6带动气动马达7缩回，充电桩2与巡检机器人主体1断开连接，当气动马达7缩回至第一到位检测传感器位置时气动马达7完全归位，第一到位检测传感器发出到位信号至充电桩控制系统4，充电桩控制系统4控制伸缩气缸6停止动作，巡检机器人主体1可重新在轨道3上运行进行巡检作业。
以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920803407.6
申请日:2019-05-30
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:14(山西)
授权编号:CN209748353U
授权时间:20191206
主分类号:H02K7/18
专利分类号:H02K7/18;H02J7/00
范畴分类:37B;
申请人:山西联安矿用设备有限公司
第一申请人:山西联安矿用设备有限公司
申请人地址:045499 山西省晋中市寿阳县安定街61号
发明人:李卫锋;王宝恒
第一发明人:李卫锋
当前权利人:山西联安矿用设备有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计