[發明專利]一種采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統及工作方法

在審

• 申請號: 202110208284.3
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112947456A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 胡而已;汪上玉;劉芳;盧精文
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：它包括單個工字鋼軌道(1)，單個工字鋼軌道(1)，工字鋼軌道(1)設有上下兩個軌道，其中上軌道頂部設有用以懸掛在液壓支架頂梁上的吊裝組件，上軌道兩側分別設有用于與其他工字鋼軌道(1)連接的電磁鐵(2)工字鋼軌道(1)的下軌道上設有可在下軌道上來回移動的巡檢機器人，巡檢機器人底部設有用以安裝攝像頭等設備的防爆云臺(14)。

所述巡檢機器人包括巡檢機器人主體(6)，巡檢機器人主體(6)為矩形結構，巡檢機器人主體(6)上方設有多個支架，每個支架內側設有用以在工字鋼軌道(1)的下軌道上滑動的驅動輪單元(12)，巡檢機器人主體(6)一側設有與內部驅動電機連接的皮帶主動輪(8)，多個支架中的一個支架外側設有與驅動輪單元(12)共軸的皮帶從動輪(11)，一個支架上設有用以檢測驅動輪(12)旋轉圈數最終推導出移動距離的編碼器(13)，驅動輪單元(12)與皮帶從動輪(11)之間通過皮帶(10)連接。

2.根據權利要求1所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：所述上軌道兩側的電磁鐵(2)分為電磁鐵a(2-1)和電磁鐵b(2-2)，中電磁鐵a(2-1)和電磁鐵b(2-2)上設有相互匹配的凸起和凹槽結構且通電后產生的電磁極性相對，用以快速與其它工字鋼軌道(1)的電磁鐵a(2-1)或電磁鐵b(2-2)的平整吸合連接，電磁鐵(2)外部設有磁導率高的材料制成的磁場屏蔽外殼。

3.根據權利要求1所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：工字鋼軌道(1)兩側分別設有作為巡檢機器人移動限位裝置的限位擋板(7)，當兩節工字鋼軌道(1)相連時，限位擋板(7)位于下軌道的上端，巡檢機器人可以在相互通過電磁鐵(2)連接的工字鋼軌道(1)上正常移動；當兩節工字鋼軌道(1)分離時，限位擋板(7)自動降下并阻擋巡檢機器人移動通過斷開電磁鐵(2)連接的工字鋼軌道(1)邊緣，此時機器人停車或返回巡檢。

4.根據權利要求3所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：限位擋板(7)包括橫向設置的直齒錐齒輪(7-2)和豎向設置的直齒錐齒輪(7-3)，其中直齒錐齒輪(7-2)連接有驅動電機(7-1)，直齒錐齒輪(7-3)下方連接有滾珠絲杠(7-4)，滾珠絲杠(7-4)上設有滑塊擋板(7-5)，當兩工字鋼軌道(1)分離時，電機(7-1)驅動滾珠絲杠(7-4)轉動，滑塊擋板(7-5)移動到最下端，立于工字鋼軌道(1)下軌道上。

5.根據權利要求3所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：限位擋板(7)為永磁體構成，靠近電磁鐵(2)端的磁極與通電后的電磁鐵(2)相反，當靠近的電磁鐵(2)通電后限位擋板(7)在磁極斥力的作用下上移，從而使巡檢機器人通過，當電磁鐵(2)斷電后，限位擋板(7)在自身重力作用下回落下來從而阻擋巡檢機器人通過。

6.根據權利要求1所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：所述吊裝組件包括與液壓支架連接的吊裝角鐵(3)和與工字鋼軌道(1)上軌道頂部連接的吊裝底座(5)，吊裝角鐵(3)與吊裝底座(5)之間設有吊裝鐵鏈(4)。

7.根據權利要求1所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：所述巡檢機器人主體(6)上還設有壓緊皮帶(10)防止其松弛打滑的張緊輪(9)。

8.根據權利要求1所述的采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統，其特征在于：所述防爆云臺(14)上根據需要設置不同的檢測儀器，包括紅外攝像儀、三維激光掃描儀、防爆攝像機。

9.一種使用上述任一權利要求所述采煤工作面可重構巡檢機器人軌道系統的工作方法，其特征在于步驟為：

a在液壓支架的頂板上通過吊裝組件橫向設置工字鋼軌道(1)，然后對液壓支架和工字鋼軌道(1)進行編號；

b當工作面整排液壓支架的控制系統檢測到液壓支架本體未發生移架整體成一條直線時，控制懸掛的工字鋼軌道(1)兩端上的電磁鐵(2)通電并與兩側液壓支架上設置的工字鋼軌道(1)相互吸合；

c通過電磁鐵(2)相互吸合的工字鋼軌道(1)上的限位檔板(7)此時移動到工字鋼軌道(1)下軌道的上方，兩條工字鋼軌道(1)的下軌道連通，巡檢機器人在連通的下軌道上往復移動并根據設定的方案進行巡檢；

d當控制系統檢測到整排液壓支架中某一液壓支架移架時，便斷開當前液壓支架的工字鋼軌道(1)兩端電磁鐵(2)的電，電磁鐵(2)斷電后限位檔板(7)回落至下軌道兩側，從而防止巡檢機器人移動到下軌道斷開的位置，檢測到前方工字鋼軌道斷開便會停車等待時間，若超過等待預設等待時間后限位檔板(7)仍然阻擋軌道通路的話，則巡檢機器人反向巡檢；

e當控制系統檢測到兩個液壓支架再次移動到同一水平線時，重復步驟b和步驟c將兩工字鋼軌道(1)上的電磁鐵(2)通電相互吸合，巡檢機器人式中保持在工字鋼軌道(1)的下軌道上往返巡檢，當遇到移動前方出現限位檔板(7)即停機等待，若超過等待時間后限位檔板(7)仍然沒有上移則繼續反向巡檢。