[发明专利]一种超深立井钢丝绳罐道垂直爬绳巡检机器人

说明书

技术领域

本发明属于特种机器人技术领域，具体涉及一种超深立井井筒中可沿钢丝绳罐道垂直爬行的巡检机器人。

背景技术

在煤矿领域，机器人研究主要集中在监测和救援方面，并且多应用于井下巷道和工作面。然而在超深立井提升系统中，复杂的地质条件、时变的运行环境等因素可能导致其井筒发生纵向、环向和径向形变。因此，在提升井筒中下放爬绳巡检机器人，及早发现超深立井提升系统中潜在的故障和缺陷，改变提升系统检修期间人力检修低效率的现状，并最终实现井筒健康状态实时监测，对提高矿井提升系统安全可靠性、保障生命财产安全，显得尤为重要和紧迫。

与现有技术不同的是，在井筒窄长空间中，爬绳机器人要满足煤矿防爆要求，搭载相应的检测设备，以较快的速度垂直爬绳，到指定位置巡检，这就对机器人的各机构运动的协调性和控制的精准度提出了更高的要求。

发明内容

发明目的：针对以上阐述的问题和现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可在超深立井钢丝绳罐道上悬停，并沿绳垂直上爬、下行，具有实时监测功能的滚轮式机器人，该机器人自身重量均匀分布，满足煤矿防爆要求，能够在提升系统检修期间到达指定位置，监测井筒壁应变情况、井筒井架结构情况，并将监测图像无线发送给地面控制中心，提高设备的检修效率，增强井筒提升系统运行的安全保障。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种超深立井钢丝绳罐道垂直爬绳巡检机器人，包括防爆外壳、驱动机构、滚轮机构、夹紧机构、搭载机构和电控装置；

所述隔爆外壳包括上驱动外壳、下驱动外壳、驱动器外壳、电控装置外壳和搭载机构外壳，上驱动外壳和下驱动外壳对称设置在驱动器外壳两端，电控装置外壳一端与下驱动外壳通过合页连接，电控装置外壳另一端与上驱动外壳通过封闭螺栓连接；

所述驱动机构包括上驱动部分、下驱动部分和驱动器部分，上驱动部分设置在上驱动外壳内，下驱动部分设置在下驱动外壳内，驱动器部分设置在驱动器外壳内，驱动器部分通过分别连接上驱动部分和下驱动部分；

所述滚轮机构包括上部主动轮部分、上部左侧从动轮部分、上部右侧从动轮部分、下部主动轮部分、下部左侧从动轮部分、下部右侧从动轮部分，上部主动轮部分和下部主动轮部分对称设置在驱动器外壳上下两侧，上部左侧从动轮部分和上部右侧从动轮部分对称设置在电控装置外壳顶部两侧，下部左侧从动轮部分和下部右侧从动轮部分对称设置在电控装置外壳底部两侧，上部主动轮部分连接上驱动部分，下部主动轮部分连接下驱动部分；

所述夹紧机构包括左侧夹紧部分和右侧夹紧部分，左侧夹紧部分连接上部左侧从动轮部分和下部左侧从动轮部分，右侧夹紧部分连接上部右侧从动轮部分和下部右侧从动轮部分；

所述搭载机构包括移动小车、本安摄像头和云台，云台呈带缺口的圆环状，云台两端设有限位开关，云台底面焊接短立柱和长立柱，短立柱与上驱动外壳和下驱动外壳顶面焊接，长立柱下端通过连接螺钉与电控装置外壳连接，移动小车设置在云台上，搭载机构外壳设置在移动小车上，本安摄像头设置在搭载机构外壳上；

所述电控装置设置在电控装置外壳内，电控装置分别连接上驱动部分、下驱动部分、驱动器部分、移动小车机构和本安摄像头。

进一步的，所述上驱动部分包括直流无刷电机、电机固定板、弹性套柱销联轴器和蜗轮蜗杆减速器，所述的蜗轮蜗杆减速器包括蜗杆、蜗轮、蜗杆轴第一轴承、蜗杆轴第一轴承座、蜗杆轴第二轴承和蜗杆轴第二轴承座，电机固定板上设置直流无刷电机，蜗杆轴第一轴承座上设置蜗杆轴第一轴承，蜗杆轴第二轴承座设置蜗杆轴第二轴承，直流无刷电机输出轴通过弹性套柱销联轴器与蜗杆连接，蜗杆设置在蜗杆轴第一轴承和蜗杆轴第二轴承上，蜗轮与蜗杆相啮合；下驱动部分结构与上驱动部分相同；驱动器部分包括电机驱动器，电机驱动器分别连接连接上驱动部分和下驱动部分的直流无刷电机。

进一步的，所述蜗轮蜗杆减速器还包括储油海绵支架，储油海绵支架上设有浸油海绵，浸油海绵与蜗杆接触。