[發(fā)明專利]一種混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910548227.2
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110206562A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張新;徐正敏;彭玉興
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州秩潤礦山設(shè)備科技有限公司;中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;B62D57/024
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

1.一種混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人，其特征在于，包括：

車架，車架的上部設(shè)置立柱，立柱的頂部通過水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、以及俯仰角度調(diào)整機(jī)構(gòu)與噴頭連接；

電磁吸附系統(tǒng)，設(shè)置于爬壁機(jī)器人底盤下部，用于提供爬壁機(jī)器人工作時的吸附力，包括電磁吸盤、吸附力檢測傳感器、三維姿態(tài)傳感器和磁力控制單元，其中，所述吸附力檢測傳感器固定于機(jī)器人底盤與車架之間，用于檢測電磁吸盤吸附力；

所述三維姿態(tài)傳感器固定于車架上表面，用于獲取爬壁機(jī)器人不同車身姿態(tài)；

所述磁力控制單元的信號接收端與所述吸附力檢測傳感器、三維姿態(tài)傳感器連接，磁力控制單元的信號輸出端與電磁吸盤連接；

行走機(jī)構(gòu)，設(shè)置在車架的底部，用于帶動車架以及車架上部設(shè)備整體移動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、第一齒輪傳動組和水平旋轉(zhuǎn)臺，其中，所述立柱上固定所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸通過第一齒輪傳動組與水平旋轉(zhuǎn)臺驅(qū)動連接，水平旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)置所述俯仰角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述俯仰角度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括：俯仰驅(qū)動電機(jī)、第二齒輪傳動組和噴頭夾具，其中，水平旋轉(zhuǎn)臺上固定連接所述俯仰驅(qū)動電機(jī)，俯仰驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸通過所述第二齒輪傳動組與所述噴頭夾具連接，噴頭夾具上夾設(shè)所述噴頭。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人，其特征在于：所述的電磁吸盤包括多個、多個電磁吸盤均布于所述車架底部，每個電磁吸盤的上部均設(shè)置有電磁吸盤高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述電磁吸盤高度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括吸盤固定架、電磁吸盤調(diào)整螺栓和電磁吸盤調(diào)整螺母，其中所述忑固定架固定在車架底部，吸盤固定架上設(shè)有供所述電磁吸盤調(diào)整螺栓螺紋連接的螺紋孔，電磁吸盤調(diào)整螺栓的上端穿過吸盤固定架上的螺紋孔后與所述電磁吸盤調(diào)整螺母連接，電磁吸盤調(diào)整螺栓的下端與所述電磁吸盤固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括至少兩個驅(qū)動單元，每個驅(qū)動單元均包括行走驅(qū)動電機(jī)、主動輪、從動輪、履帶以及副車架，其中，車架底部一側(cè)固定所述副車架，副車架上固定所述行走驅(qū)動電機(jī)，所述行走驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸與主動輪驅(qū)動連接，所述主動輪和從動輪之間通過履帶連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人的工作方法，其特征在于，包括如下幾個步驟：

步驟1：三維姿態(tài)傳感器檢測爬壁機(jī)器人在礦井支護(hù)鋼絲網(wǎng)上三個方向的傾角，并將檢測的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱帕刂茊卧校?/p>

步驟2：磁力控制單元根據(jù)爬壁機(jī)器人傾角數(shù)據(jù)、爬壁機(jī)器人重量和噴頭流量計算爬壁機(jī)器人當(dāng)前安全工作所需的吸附力；

步驟3：磁力控制單元通過調(diào)整電磁吸盤工作電流來調(diào)整電磁吸盤吸附力；

步驟4：吸附力檢測傳感器檢測當(dāng)前電磁吸盤提供的吸附力并將數(shù)據(jù)傳輸至磁力控制單元與所需吸附力比較，并再次調(diào)整電磁吸盤所需電流直至吸附力檢測傳感器檢測電流與所需電流一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土濕噴機(jī)用自動噴射爬壁機(jī)器人的工作方法，其特征在于，所述小車安全工作所需吸附力根據(jù)下式計算：

F＝σ*(F₁+F₂+G)＝σ*(Sv²ρ+G·cosα₁·cosα₂+G)，其中，

σ為安全系數(shù)；

G為小車所受重力；

α₁、α₂為車身在X、Y方向的傾角；

S為噴頭橫截面積；

v為混凝土流速。