[发明专利]一种煤矿救灾机器人用履带驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人用的驱动结构，尤其是一种煤矿救灾机器人用，具有高低速转换、大小驱动力矩转换和坡道制动的履带驱动单元。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，或者说煤炭仍是我国的基础能源，煤炭是国家资源安全和经济安全的基础。纵观我国采煤技术发展历程可分为四个阶段：残柱式采煤法和炮采、普机采煤，实现了采煤机械化、综合机械化采煤、综采放顶煤开采技术。随着采煤技术不断地提升，除了煤矿产量的大幅提升，煤矿安全事故也在不断降低。然而，事故总数仍然偏高。据资料统计，2013年1-7月，全国煤矿发生全国煤矿瓦斯事故26起，死亡232人。在避免事故的同时，如何提高搜救成功率也是减轻人员伤亡的可行办法。因为煤矿井下发生瓦斯爆炸以后，其原有的巷道、通讯设备均被破坏，救灾队无法顺利的达到事发地点，且次生灾害也随时可能发生，严重威胁着救灾人员的生命安全。因此，研发一种可以煤矿用的灾后救灾机器人来代替救灾人员进行煤矿救灾十分必要。近十年来，已经有中国矿业大学、山东科技大学、唐山开诚电气设备有限公司等单位进行了煤矿救灾机器人的研制。但是到目前为止，各个单位所研制出来的煤矿救灾机器人样机均没有达到理想的效果。究其原因，主要是煤矿产品的特殊性限制了相关技术的使用，如对于煤矿机电产品的防爆性能要求。煤矿救灾机器人一旦防爆处理后，其质量就会大大的增加，质量的增加则会带来机器人动力的不足，机器人动力不足则会严重影响着机器人的机械性能的好坏。煤矿救灾机器人的机械性能则体现在动力方面，动力则又包含了速度与驱动力矩两个方面。为了解决驱动力矩问题，常常使用传动比很大的减速器，虽然这样确实增大了力矩，但是却降低了机器人的行驶速度，而机器人的行驶速度也是决定能够快速救灾的关键。此外在实际研发过程中发现，机器人过重，在其下坡的过程中容易溜坡。如若增加额而外的制动装置，则又会大大的增加煤矿救灾机器人的机械复杂度和重量。

因此，设计一种煤矿救灾机器人用的行走驱动单元，该行走驱动单元能够为煤矿救灾机器人提供足够的驱动力和一定的速度且具有坡道制动功能十分必要。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决煤矿救灾机器人因防爆问题引起的质量过大而导致的驱动力不足、行驶速度过低和下坡溜坡的问题，提供了一种煤矿救灾机器人用履带驱动单元。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种煤矿救灾机器人用履带驱动单元，包括角钢支撑梁、前驱动系统、后驱动系统、支撑轮系统、拖轮装置和履带；所述前驱动系统设置在角钢支撑梁前端，前驱动系统包括前驱动微型隔爆电机，前驱动微型隔爆电机通过蜗轮蜗杆减速机构连接前驱动轮，所述后驱动系统设置在角钢支撑梁后端，后驱动系统包括后驱动微型隔爆电机，后驱动微型隔爆电机通过锥齿轮减速机构连接后驱动轮，所述支撑轮系统设置在角钢支撑梁底部，支撑轮系统包括一排支撑轮，所述拖轮装置设置在角钢支撑梁顶部，拖轮装置包括摆杆，摆杆一端与角钢支撑梁转动连接，摆杆另一端设有托举轮，所述履带卷绕在前驱动轮、后驱动轮、支撑轮和托举轮上。

本发明中，优选的，所述前驱动微型隔爆电机包括防爆壳体、直流无刷电机、阻燃抗静电线缆和前驱动传动轴，所述蜗轮蜗杆减速机构包括微型蜗轮蜗杆减速器；防爆壳体内含有电器腔和接线腔，电器腔和接线腔之间设有穿墙端子，直流无刷电机设置在电器腔内，电器腔端部设有端盖，端盖的轴孔内设置前驱动传动轴，直流无刷电机的输出轴与前驱动传动轴一端的轴孔通过键配合，前驱动传动轴另一端的轴孔与微型蜗轮蜗杆减速器的输入轴通过键配合，微型蜗轮蜗杆减速器的输出轴与前驱动轮通过键配合，阻燃抗静电线缆设置在接线腔内，接线腔端部设电缆引入装置，阻燃抗静电线缆一端通过穿墙端子与直流无刷电机的接线端连接，阻燃抗静电线缆另一端通过电缆引入装置引至防爆壳体外部。

本发明中，优选的，所述微型蜗轮蜗杆减速器底部设有滑块，角钢支撑梁上设有与滑块相适配的滑槽，滑块可沿滑槽自由滑动并通过固定螺栓固定。