[实用新型]用于煤矿井下搜救作业的隔爆型机器人平台

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种机器人平台，特别是一种用于煤矿井下搜救作业的隔爆型机器人平台。

背景技术

目前国内外研制救灾机器人大都集中在地面火灾和地震等自然灾害的救灾，而对于煤矿井下救灾机器人的研制还刚刚起步。煤矿井下环境尤其是瓦斯或煤尘爆炸等灾难之后的环境具有两个显著的特点：(1)地形复杂，属于非结构地形环境；(2)空气充满爆炸性气体，属于具有爆炸性气体的空气环境。因此，必须要求机器人平台具有较好的越障、避障能力和严格的防爆性能。国外，美国智能系统和机器人中心开发的RATLER矿井探索机器人，用于灾难后的现场侦查工作；美国南佛罗里达大学研制的Simbot矿井搜索机器人；由Remotec公司制造的V2煤矿救援机器人，大约50英寸高，1200英磅重，使用防爆电动机驱动橡皮履带。安装有导航和监控摄像机、灯、气体传感器和一个机器臂，具有夜视能力和两路语音通讯功能。上述矿井搜救机器人代表了当前国外在该领域的研究现状和发展水平，然而，它们离实际应用的要求还有很大距离。仅从机械结构上讲，RATLER矿井探索机器人的机械结构方面，没有按照适合于矿井环境设计运动系统，底盘较低，越障性能一般，没有任何自主避障方面的设计。Simbot是一种体积非常小的机器人，这就决定了它不可能拥有较远的控制范围，只能在较近的范围内进行有线控制，携带的传感器数量也很有限，使用方式非常有限。土拨鼠机器人的自主性和移动性都非常强，但它是为了探测正常矿井地形而设计的试验平台，并不适合用作煤矿搜救。V2机器人进行了防爆设计，但体积略显巨大。而且，上述的机器人除V2机器人外，均没有进行防爆设计，是不允许在含有瓦斯、煤尘的具有爆炸性气体环境的煤矿井下使用的。国内，中国矿业大学可靠性工程与救灾机器人研究所研制的CUMT-I型矿井搜救机器人，是我国第一台用于煤矿救援的机器人。该机器人行走部为双履带式，机动灵活性不够，越障能力不强。目前，国内公告的两项专利申请文献涉及了煤矿搜救机器人，其中申请号为200510027369.2的文献中提供了一种公知的、没有具体实施例的、笼统的机器人方案。申请号为200610150840.1的专利文献中提供了一种适用于煤矿矿井搜索探测的履带式多关节铰接机器人，将机器人根据功能分为若干个模块，各单元模块的外表面都设有履带，通过铰链将各单元连接成为蛇形，这种蛇形机器人具有较高的越障能力，但是没有涉及防爆技术，如果把防爆问题考虑进来，这种方案很难实现。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有的机器人不适用于非结构地形环境和不具有防爆性能的不足，提供一种用于煤矿井下搜救作业的隔爆型机器人平台，适用于具有非结构地形环境和爆炸性气体环境的煤矿井下。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型由隔爆外壳、驱动轮单元、从动轮及摆臂单元、行走驱动电机单元和摆臂旋转驱动电机单元构成，驱动轮单元与从动轮及摆臂单元对称地设在隔爆外壳的两端，行走驱动电机单元设在隔爆外壳内，且连接驱动轮单元，摆臂旋转驱动电机单元设在隔爆外壳内，且连接从动轮及摆臂单元，驱动轮单元中的驱动轮与从动轮及摆臂单元中的从动轮之间设有主履带，从动轮及摆臂单元的摆臂上设有辅助履带。

本实用新型的隔爆外壳呈左右对称，在壳体的左右两侧壁上设有一对左右贯通的孔，每个孔的周圈都设有联接螺孔组，将孔的端面做成法兰面。在隔爆外壳左右两侧的开孔处，各安装了驱动轮单元和从动轮与摆臂单元，在驱动轮和从动轮上安装了主履带，联结在外壳中部的支撑轮处于驱动轮与从动轮之间并支撑主履带，其中摆臂单元安装于从动轮的外侧。

所述的隔爆外壳采用含镁量不大于6％(重量比)的轻合金整体浇铸、压铸或采用焊接方式加工后，进行精加工而成。隔爆外壳上口处设有由螺纹盲孔构成的联接法兰，且联接法兰加工成隔爆接合面，与隔爆壳盖联接，在隔爆外壳的左右两侧壁上设有一对左右贯通的孔，每个孔的周圈都设有螺纹盲孔组，将孔的端面做成法兰面，在两侧设有中空的凸台。隔爆腔内安装了机器人驱动电机单元、蓄电池单元、智能控制单元、数据采集单元、通讯单元等。