[实用新型]煤矿救援探测机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，特别涉及一种煤矿救援探测机器人。

背景技术

目前全国煤矿各种矿难频繁发生，导致了重大人员伤亡和财产损失。在煤矿开采过程中，出现“火点”的巷道会产生大量的一氧化碳等有毒有害气体，必须将“火点”完全熄灭、气体完全排空、温度降至常温后方可打开封闭巷道继续开采。然而，“火点”何时完全熄灭、开采环境是否安全，很难准确知道。若派人员进入现场检测封闭巷道情况则是非常危险的，在这类检测作业中曾多次出现安检人员死亡的重大事故。煤炭开采企业迫切需要有一种替代人去现场检测的采掘特种安全自动化装备。

另外，目前煤矿瓦斯爆炸、透水、冒顶等事故频频发生，事故发生后，由于矿难原因和矿难现场情况不明，救援人员在抢险中遇难的情况时有发生，所以，预警煤矿事故发生和深入矿井探测矿难位置和探知事故现场不明情况，实时给救援指挥中心传送井下关键信息，在最短时间内、最大限度的减少人员和财产损失已成为当务之急。

针对我国煤矿安全事故频发的现状和救援探测技术水平落后的突出矛盾，迫切需要煤矿采掘安全配套救援探测机器人这类先进采掘特种安全自动化设备。从国内外文献、专利等数据库的检索结果以及各种传媒的报道中，还没有发现真正能用于煤矿救援探测的机器人产品。究其原因主要是国外煤矿企业的生产条件较好，与之相关的机器人研究主要集中在煤矿作业机器人及输送等方面。在我国，虽然在反恐防爆、消防救援等特种机器人研究领域取得了巨大成绩，但由于煤矿井下环境的特殊性，机器人的工作环境通常很恶劣，需要同时考虑防尘、防水、防爆、放火、防压等，另外井下路面崎岖不平，障碍物较多，通行空间非常有限且不规则，甚至呈现出非结构化的特点，这就对救援探测机器人的驱动系统、通行能力和结构设计提出了新的要求。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种通行能力强、越障性能好的煤矿救援探测机器人。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种煤矿救援探测机器人，包括移动机构、动力系统、通讯系统和人机界面，其中移动机构为履带-摆腿复合移动机构，包括左驱动履带、右驱动履带和摆腿机构，动力系统包括左驱动电机、右驱动电机和摆腿电机，左驱动电机与左驱动履带相连接，右驱动电机与右驱动履带相连接，摆腿电机与摆腿机构相连接，双履带提供运动动力，差速实现转弯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果采用履带驱动方式，对复杂地面的适应能力更强，越障性能也更好；所设摆腿机构，完全展开时，增加平台长度，可以跨越更宽的坑/沟；向上转动摆腿调整到适当角度，可以翻越过高于平台自身高度的石块、台阶等障碍；平台前部陷入坑内后，向下转动摆腿，支撑地面，可以将平台前部抬起，从坑中爬出；平台下台阶时，向下转动摆腿，支撑地面，降低平台对地面的冲击。所以通行能力更强。

附图说明

图1为本实用新型煤矿救援探测机器人系统机构示意图

具体实施方式

请参见图1所示，本实用新型煤矿救援探测机器人，包括移动机构、动力系统、通讯系统和人机界面。

对于移动机构，由于井下空间狭窄，机器人机动范围小，对于前方障碍，机器人只能以越障为主，另外废弃巷道及矿难后巷道复杂地面条件复杂，所以机器人采用履带-摆腿复合运动机构。双履带提供平台的运动动力，差速实现平台转弯。相对于轮式驱动，履带驱动方式对复杂地面的适应能力更强，越障性能也更好；为提高平台在巷道内的越障及通过能力，在履带驱动的基础上，在平台前部安装越障摆腿，其主要的作用：

(1)完全展开时，增加平台长度，可以跨越更宽的坑/沟。

(2)向上转动摆腿调整到适当角度，可以翻越过高于平台自身高度的石块、台阶等障碍。

(3)平台前部陷入坑内后，向下转动摆腿，支撑地面，可以将平台前部抬起，从坑中爬出。

(4)平台下台阶时，向下转动摆腿，支撑地面，降低平台对地面的冲击。

动力系统包括：主控计算机、驱动电机、通讯设备、电源等。为达到境下应用的要求，机器人的控制动力系统采用整体隔爆方式。机器人的控制及动力系统舱内部为铝合金主框架结构，外层为3毫米钢板外壳。

基于低成本，大负载的要求，机器人拟用两台200w直流力矩电机，分别驱动两侧履带，一台100w直流减速电机驱动摆腿。

机器人自带锂离子充电电池：24v，40/Ah(960瓦小时)，重量约10公斤，支持平台连续行走2小时。