本發(fā)明涉及一種巡檢機(jī)器人，具體涉及一種對(duì)大型壁式綜合采煤裝置所在工作面進(jìn)行自動(dòng)巡檢的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

煤礦綜采工作面是壁式采煤法的一種大型采煤工作面。工作面一般由滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架三大設(shè)備組成。采煤工作面長度較長(一般為80～300米)，縱向推進(jìn)距離較深(幾千米～幾十千米)，工作面全長由多組可動(dòng)液壓支架支護(hù)，滾筒采煤機(jī)垂直于煤壁逐層割煤，刮板輸送機(jī)沿煤壁方向?qū)⒚狠斔偷焦ぷ髅嬉欢说南锏溃善л斔蜋C(jī)運(yùn)出。

由于壁式采煤設(shè)備數(shù)量較多，尺寸較長，且隨著采煤的進(jìn)行，配套的各設(shè)備需要跟隨采煤搖臂和滾筒做垂直煤壁的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。工作面內(nèi)部設(shè)備的多個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)可能會(huì)出現(xiàn)故障和危險(xiǎn)，而采煤設(shè)備內(nèi)部傳感器不能準(zhǔn)確反饋事故狀況，這樣就必須對(duì)采煤設(shè)備定期巡視檢查。但采煤運(yùn)輸巷道環(huán)境惡劣、危險(xiǎn)，目前都是通過人工進(jìn)入采煤巷道進(jìn)行巡視檢查，工人危險(xiǎn)系數(shù)高，工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，急需機(jī)器人替代人工進(jìn)行自動(dòng)巡檢。

但由于綜采工作面三大設(shè)備林立、工作空間狹窄、多種設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行，目前沒有任何一種煤礦綜采工作面巡檢機(jī)器人能夠代替人工進(jìn)行長距離重復(fù)的巡視檢測，并適應(yīng)煤礦綜采設(shè)備的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)有巡檢機(jī)器人專利大都集中在室內(nèi)、室外寬敞空間等環(huán)境，利用輪式或履帶式結(jié)構(gòu)作為移動(dòng)載體，將傳感器配置在移動(dòng)載體上，形成自動(dòng)巡檢的機(jī)器人系統(tǒng)。這種機(jī)器人系統(tǒng)行走區(qū)域地形簡單，沒有太多動(dòng)態(tài)變化，完全無法適應(yīng)煤礦綜采工作面的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決煤礦綜采工作面沒有長距離重復(fù)的巡視檢測設(shè)備的問題，而提出一種煤礦綜采工作面巡檢機(jī)器人。

本發(fā)明的一種煤礦綜采工作面巡檢機(jī)器人，所述機(jī)器人包括主動(dòng)摩擦輪、被動(dòng)摩擦輪、鋼絲纜繩、主動(dòng)摩擦輪支架、被動(dòng)摩擦輪支架、纜車轎廂、纜車轎廂鏈接件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、敏感氣體傳感器、視覺和激光傳感器、電池、防爆計(jì)算機(jī)和數(shù)個(gè)輔助支撐鋼絲繩裝置，主動(dòng)摩擦輪的軸線與被動(dòng)摩擦輪的軸線平行設(shè)置，鋼絲纜繩纏繞在主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪上，主動(dòng)摩擦輪上的輪軸通過軸承安裝在主動(dòng)摩擦輪支架上，被動(dòng)摩擦輪上的輪軸通過軸承安裝在被動(dòng)摩擦輪支架上，纜車轎廂通過纜車轎廂鏈接件安裝在鋼絲纜繩上，主動(dòng)摩擦輪固裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，敏感氣體傳感器、視覺和激光傳感器、電池和防爆計(jì)算機(jī)均安裝在纜車轎廂中，數(shù)個(gè)輔助支撐鋼絲繩裝置依次設(shè)置在封閉的鋼絲纜繩中，且輔助支撐鋼絲繩裝置的兩端分別支撐在鋼絲纜繩的上下端，主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪的直徑均為1m～2m，主動(dòng)摩擦輪1與被動(dòng)摩擦輪2的軸間距為80m～300m。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

一、本發(fā)明采用三相電機(jī)和兩個(gè)大直徑摩擦輪，利用摩擦輪的摩擦力帶動(dòng)鋼絲纜繩和纜車轎廂運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中，鋼絲纜繩始終處于拉緊狀態(tài)。通過敏感氣體傳感器和視覺和激光傳感器可對(duì)采煤設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，通過防爆計(jì)算機(jī)及時(shí)反饋巡視信息。

二、本發(fā)明提供一種煤礦綜采工作面巡檢機(jī)器人，可適應(yīng)采煤設(shè)備的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)長距離自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并利用所攜帶的敏感氣體傳感器和視覺和激光傳感器檢測各采煤設(shè)備相對(duì)位置和狀態(tài)、煤壁狀態(tài)、危險(xiǎn)氣體指標(biāo)等，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)自動(dòng)報(bào)警。

三、本發(fā)明的主動(dòng)摩擦輪與被動(dòng)摩擦輪均采用大型摩擦滾輪，利用摩擦力帶動(dòng)鋼絲纜繩轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)在上下鋼絲纜繩之間增加多個(gè)輔助支撐鋼絲繩裝置，以調(diào)節(jié)鋼絲纜繩受重力影響的自然下垂。纜車轎廂與鋼絲纜繩緊固，由于鋼絲纜繩的運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)纜車轎廂運(yùn)動(dòng)，通過敏感氣體傳感器和視覺和激光傳感器實(shí)現(xiàn)跟蹤檢測。

四、本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造成本低和操作簡單的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2是主動(dòng)摩擦輪1與主動(dòng)摩擦輪支架4、纜車轎廂6與鋼絲纜繩3的位置關(guān)系立體圖；

圖3是輔助支撐鋼絲繩裝置13與鋼絲纜繩3的位置關(guān)系立體圖；

圖4是本發(fā)明機(jī)器人安裝在采煤液壓支架15的頂部的主視圖；

圖5是本發(fā)明機(jī)器人安裝在采煤液壓支架15的頂部的立體圖。

采煤設(shè)備通常由搖臂帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，將煤礦逐層滾落到下部刮板上，通過刮板機(jī)將采出的煤運(yùn)出巷道，隨著采煤搖臂不斷沿著煤層平行前進(jìn)的時(shí)候，后部采煤液壓支架15會(huì)及時(shí)向前平移，保證采煤液壓支架15始終貼靠煤層面上。利用若干個(gè)采煤支架支撐出運(yùn)煤巷道。本發(fā)明為方便表示僅繪出七件大型采煤液壓支架15。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1～圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括主動(dòng)摩擦輪1、被動(dòng)摩擦輪2、鋼絲纜繩3、主動(dòng)摩擦輪支架4、被動(dòng)摩擦輪支架5、纜車轎廂6、纜車轎廂鏈接件7、驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、敏感氣體傳感器9、視覺和激光傳感器10、電池11、防爆計(jì)算機(jī)12和數(shù)個(gè)輔助支撐鋼絲繩裝置13，主動(dòng)摩擦輪1的軸線與被動(dòng)摩擦輪2的軸線平行設(shè)置，鋼絲纜繩3纏繞在主動(dòng)摩擦輪1和被動(dòng)摩擦輪2上，主動(dòng)摩擦輪1上的輪軸通過軸承安裝在主動(dòng)摩擦輪支架4上，被動(dòng)摩擦輪2上的輪軸通過軸承安裝在被動(dòng)摩擦輪支架5上，纜車轎廂6通過纜車轎廂鏈接件7安裝在鋼絲纜繩3上，主動(dòng)摩擦輪1固裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的輸出軸上，敏感氣體傳感器9、視覺和激光傳感器10、電池11和防爆計(jì)算機(jī)12均安裝在纜車轎廂6中，數(shù)個(gè)輔助支撐鋼絲繩裝置13依次設(shè)置在封閉的鋼絲纜繩3中，且輔助支撐鋼絲繩裝置13的兩端分別支撐在鋼絲纜繩3的上下端，主動(dòng)摩擦輪1和被動(dòng)摩擦輪2的直徑均為1m～2m，主動(dòng)摩擦輪1與被動(dòng)摩擦輪2的軸間距為80m～300m。

使用時(shí)，輔助支撐鋼絲繩裝置13的頂端與采煤液壓支架15固連。由于巡視面長度會(huì)由幾十米到幾百米，這樣主動(dòng)摩擦輪1與被動(dòng)摩擦輪2之間的鋼絲纜繩3會(huì)由于重力作用自然下垂，輔助支撐鋼絲繩裝置13可以抵消由于重力產(chǎn)生的鋼絲纜繩3彎曲變形。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為主動(dòng)摩擦輪1和被動(dòng)摩擦輪2的直徑均為1.5m。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為主動(dòng)摩擦輪1與被動(dòng)摩擦輪2的軸間距為150m。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為主動(dòng)摩擦輪1與被動(dòng)摩擦輪2的軸間距為200m。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式五：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為主動(dòng)摩擦輪1的直徑與被動(dòng)摩擦輪2的直徑相等。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三或四相同。

具體實(shí)施方式六：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為數(shù)個(gè)輔助支撐鋼絲繩裝置13均布設(shè)置在主動(dòng)摩擦輪1與被動(dòng)摩擦輪2之間。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式五相同。

具體實(shí)施方式七：結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為輔助支撐鋼絲繩裝置13包括槽型板13-1、立板13-2、立桿13-3和兩個(gè)支撐滾輪13-4，立板13-2和立桿13-3分別設(shè)置在槽型板13-1的上下端，且立板13-2和立桿13-3與槽型板13-1制成一體，兩個(gè)支撐滾輪13-4分別固裝在立板13-2和立桿13-3上，支撐滾輪13-4的圓周表面上設(shè)有環(huán)形凹槽13-4-1，每個(gè)支撐滾輪13-4位于鋼絲纜繩3的下面，用于支撐鋼絲纜繩3，鋼絲纜繩3沿環(huán)形凹槽13-4-1移動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式六相同。

具體實(shí)施方式八：結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為支撐滾輪13-4上設(shè)有助力面13-6。利用助力面13-6來推動(dòng)鋼絲纜繩3隨著采煤液壓支架15運(yùn)動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式七相同。

具體實(shí)施方式九：結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為輔助支撐鋼絲繩裝置13還包括四個(gè)限位輪13-5，兩個(gè)限位輪13-5對(duì)應(yīng)一個(gè)支撐滾輪13-4，該個(gè)限位輪13-5平行設(shè)置在支撐滾輪13-4的上方，限位輪13-5固裝在相應(yīng)的立板13-2或立桿13-3上。限位輪13-5可以保證鋼絲纜繩3不會(huì)在支撐點(diǎn)滾輪上脫落，并限制鋼絲繩運(yùn)動(dòng)軌跡。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式八相同。

具體實(shí)施方式十：結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為在限位輪13-5和支撐滾輪13-4的一側(cè)留有間隙T。間隙T用以保證纜車轎廂鏈接件7通過，進(jìn)而保證纜車轎廂6又可順暢通過。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式九相同。

本發(fā)明的工作原理：

使用時(shí)，將主動(dòng)摩擦輪支架4和被動(dòng)摩擦輪支架5吊掛在采煤液壓支架15的頂部位置，見圖4，驅(qū)動(dòng)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)主動(dòng)摩擦輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼絲纜繩3移動(dòng)，纜車轎廂6隨之移動(dòng)，纜車轎廂6運(yùn)動(dòng)到需要檢測的位置時(shí)，通過敏感氣體傳感器9、視覺和激光傳感器10對(duì)搖臂的工作狀態(tài)進(jìn)行巡視，通過視覺和激光傳感器10對(duì)采煤支架、內(nèi)部鏈接導(dǎo)線、刮板運(yùn)輸狀態(tài)，搖臂及采煤滾輪和煤塊體積等狀況進(jìn)行檢查，通過敏感氣體傳感器9對(duì)巷道內(nèi)部空氣進(jìn)行采集。采集回來結(jié)果通過防爆計(jì)算機(jī)12進(jìn)行分析，并將結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到遠(yuǎn)程控制室。