[發(fā)明專利]一種鉆探機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110357022.3
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112983270B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧桂林;王冕;陳建;周明
• 申請（專利權(quán)）人: 宿州市金鼎安全技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B7/04;E21B3/02;E21B44/00;E21B10/60;B62D57/032;B08B5/00
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34160
• 代理人: 劉汪丹

本發(fā)明公開一種鉆探機器人，包括鉆頭和底盤，底盤上設(shè)置有多機械腿行走機構(gòu)，底盤頂部固定連接有殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn)的第一氣動馬達，第一氣動馬達的輸出軸伸出殼體與設(shè)置在殼體前端的鉆頭固定連接，殼體內(nèi)設(shè)置有集成單元模塊，殼體內(nèi)設(shè)置有集成單元模塊，第一氣動馬達輸出軸通過萬能轉(zhuǎn)向節(jié)與鉆頭連接，集成單元模塊包括采集環(huán)境信息的信息采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制鉆探機器人運動的控制模塊和與鉆探機器人外部終端進行數(shù)據(jù)通信的通信模塊，本發(fā)明鉆頭控制、鉆進角度控制使用氣動馬達和氣動推桿等氣動元件，在鉆頭鉆進過程中這些氣動元件的運轉(zhuǎn)不會產(chǎn)生電火花，使得煤礦的井下作業(yè)安全性大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山巷道鉆探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆探機器人。

背景技術(shù)

煤礦開采過程中，瓦斯、煤塵、水、火和頂板災(zāi)害五大自然災(zāi)害是煤礦安全生產(chǎn)最大的威脅和隱患，其中最為談虎色變是瓦斯；瓦斯爆炸、瓦斯突出等瓦斯事故層出不窮，瓦斯治理過程中鉆探抽采是最為重要的環(huán)節(jié)，目前鉆探技術(shù)效果雖然比較成功，但是鉆孔施工還是較為原始，還是以人為體力操作為主，體力的消耗導(dǎo)致操作偏差使治理效果達不到預(yù)期。

目前，最為先進的鉆機，是中煤科工院研制的自動全液壓鉆機，將人為操作操作模式改為遙控操作，由電機、液壓泵、液壓傳輸油管、操作臺、鉆機機械體組成，現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、在作業(yè)空間狹窄的地方難以展開，且人為遙控操作仍難以實現(xiàn)操作人員遠(yuǎn)離危險區(qū)域，而傳統(tǒng)的在小空間內(nèi)使用的氣動架柱式鉆機自動化程度低，也無法實現(xiàn)鉆機的自動化操作，因此需要一種體積較小、自動化程度高的鉆探設(shè)備解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鉆探機器人。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種鉆探機器人，包括鉆頭和底盤,所述底盤上設(shè)置有驅(qū)動機器人行動的多機械腿行走機構(gòu)，每支機械腿的關(guān)節(jié)處均設(shè)置有關(guān)節(jié)電機，所述底盤頂部固定連接有殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有第一氣動馬達和集成單元模塊，所述鉆頭與第一氣動馬達的伸出殼體端部的輸出軸固定連接，所述第一氣動馬達的進氣口處設(shè)置有電磁控制閥，所述集成單元模塊與電磁控制閥和機械腿的關(guān)節(jié)電機電連接，集成單元模塊通過控制電磁控制閥來控制第一氣動馬達的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)對鉆頭的控制，通過控制關(guān)節(jié)電機驅(qū)動機械腿實現(xiàn)機器人的自主移動；

所述集成單元模塊包括采集環(huán)境信息的信息采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制鉆探機器人運動的控制模塊和與鉆探機器人外部終端進行數(shù)據(jù)通信的通信模塊；

所述信息采集模塊與用于獲取鉆探情況的觀察攝像頭、用于獲取環(huán)境信息的激光雷達電連接，所述觀察攝像頭和激光雷達均設(shè)置在底盤頂部；

所述通信模塊用于將信息采集模塊獲取的信息數(shù)據(jù)以及接收外部終端的指令信息；

所述數(shù)據(jù)處理模塊處理信息采集模塊收集的環(huán)境信息、鉆探信息和外部終端的指令信息，并根據(jù)環(huán)境信息、鉆探信息和外部終端的指令信息制定機器人的鉆探方案，并將根據(jù)鉆探方案生成的動作指令傳遞至控制模塊；

所述控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊傳輸?shù)膭幼髦噶羁刂贫鄼C械腿行走機構(gòu)上的關(guān)節(jié)電機，驅(qū)動鉆探機器人進行移動，控制模塊依據(jù)動作指令控制鉆頭鉆進。

作為本發(fā)明的進一步的方案：所述底盤包括兩個相對設(shè)置的平臺板，其中一個所述平臺板頂面固定安裝有支架，兩個所述平臺板之間固定連接有一根連接桿，兩個所述平臺板相對的側(cè)面上對稱設(shè)置有兩個氣動推桿，所述支架頂端與激光雷達固定連接，所述氣動推桿的尾端轉(zhuǎn)動連接在平臺板的側(cè)面，所述連接桿上轉(zhuǎn)動連接有活動板，所述活動板兩側(cè)均固定連接有一個連接軸，所述連接軸與氣動推桿的桿端轉(zhuǎn)動連接，所述活動板的兩端分別轉(zhuǎn)動連接有一個鏈輪，所述活動板頂面兩端對稱設(shè)置有安裝座，兩個鏈輪之間設(shè)置有鏈條，其中一個鏈輪與設(shè)置在活動板端部的第二氣動馬達輸出軸固定連接，所述鏈條上固定連接有運動板，所述安裝座上固定安裝有滑桿，所述運動板頂部與殼體固定連接。