[发明专利]一种超长作业半径的井下探测式特种机器人及作业方法

权利要求书

1.一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块，基站存储模块固定于摆臂式机器人的移动平台本体的后部，基站存储模块内设置有多个信标基站，基站存储模块的后端出口处设有基站释放模块，基站存储模块的前端设有压簧，用以将信标基站压至基站存储模块后端的基站释放模块处。

2.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述摆臂式机器人包括移动平台本体、摆臂越障模块、履带行走模块、控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块，移动平台本体的左右两侧均连接有履带行走模块，履带行走模块的前后两端均设有摆臂越障模块，控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块均设置于移动平台本体上，通讯天线与平台通讯模块电气连接，能源模块分别与控制驱动模块、平台通讯模块电气连接，控制驱动模块分别与摆臂越障模块、履带行走模块、平台通讯模块、探测模块电气连接。

3.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述信标基站包括保护壳体、信标天线、信标通讯模块、信标电源和信标控制模块，保护壳体为不倒翁形，信标天线设置于保护壳体顶部，信标通讯模块、信标电源和信标控制模块设置于保护壳体内，信标天线与信标通讯模块连接，信标通讯模块、信标电源均与信标控制模块电气连接。

4.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述基站存储模块为槽形结构，槽的深度随着基站存储模块由前到后而逐渐变深，多个信标基站依次排列于基站存储模块的槽内，压簧固定于槽的前端。

5.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述基站释放模块包括前后设置的第一基站释放组件和第二基站释放组件，第一基站释放组件和第二基站释放组件结构相同，对向错位设置，第一基站释放组件和第二基站释放组件均包括隔离板以及与隔离板连接且能够带动隔离板抬升或下放的执行机构，隔离板横向设置于基站存储模块的出口处，执行机构与控制驱动模块连接。

6.如权利要求5所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述执行机构内设有舵机，舵机的转轴与隔离板的末端连接，执行机构中的舵机还与控制驱动模块连接。

7.如权利要求5所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述第一基站释放组件和第二基站释放组件之间的间距大于信标基站的最粗直径值。

8.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述地面控制站包括控制柜主体和设置于控制柜主体上的显示模块、控制模块和通讯模块，显示模块、通讯模块均与控制模块电气连接，通讯模块还与摆臂式机器人中的平台通讯模块和通讯扩展组件的信标基站无线连接。

9.一种超长作业半径的井下探测式特种机器人的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

①摆臂式机器人在地下探测过程中，通过机身上的通讯天线配合平台通讯模块感知与地面控制站上的通讯模块间的信号强弱，若通讯信号良好，则继续前进探测；

②当地面控制站与摆臂式机器人间的信号变弱时，此时控制驱动模块控制第一基站释放组件中的执行机构动作，实现对第一基站释放组件中的隔离板抬起，信标基站被压簧压至第一基站释放组件和第二基站释放组件之间；

③控制驱动模块控制第一基站释放组件中的执行机构动作，实现对第一基站释放组件中的隔离板下放，控制驱动模块控制第二基站释放组件中的隔离板上抬，信标基站在基站存储模块内部坡度和重力作用下开始下落至地面，形成通讯增程节点，至此信标基站的释放完成；

④信标基站释放完毕后，控制驱动模块控制第二基站释放组件中的隔离板下放，腾空第一基站释放组件或第二基站释放组件间的空间位置；

⑤机器人继续前进，前进过程中探测模块进行井下探测，并将数据通过平台通讯模块与通讯天线回传至地面控制站，同时前进过程中实时进行通讯信号强弱检测，当信号变弱时，继续循环步骤①-④；

⑥当最后一个信标基站释放完毕后，机器人还可以继续前行，当再次检测到信号变微弱时，立即向地面控制站发出报警信号，提升对机器人进行遥控并返航。